施工線形控制參數(shù)分析范文

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《低溫建筑技術(shù)雜志》2014年第五期

1工程概況

某6×110m六跨鋼箱連續(xù)梁橋，主梁采用整幅等截面鋼箱連續(xù)梁。鋼箱梁梁寬33.1m。鋼箱梁梁高4.5m，主要結(jié)構(gòu)布置示意圖如圖1所示。鋼箱梁主要由頂板、底板、斜底板、中腹板、邊腹板和橫隔板及橫肋板組成。頂板主要采用U型加勁肋;底板采用板肋加勁;斜底板采用U型加勁肋和板肋加勁;中腹板采用板肋加勁;邊腹板采用板肋加勁;橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距10m兩道，橫隔板之間設(shè)置三道橫肋板。施工工況采用逐跨吊裝大節(jié)段吊裝方案。梁段之間的接縫位于中間墩頂側(cè)23m處，首跨吊裝梁長(zhǎng)133m，中間跨吊裝長(zhǎng)度110m，尾跨吊裝長(zhǎng)度87m。中跨和尾跨安裝梁段利用梁端牛腿臨時(shí)掛設(shè)于前一梁段懸臂端，對(duì)計(jì)算精度有更高的要求。

2計(jì)算誤差分析

根據(jù)梁的假定，中性軸在受力時(shí)既不伸長(zhǎng)也不縮短，長(zhǎng)度保持不變，故以中性軸中心處為基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算線形控制參數(shù)是準(zhǔn)確的。但是實(shí)際工程中，受到場(chǎng)地、測(cè)量、視野等因素的影響，中性軸的位置較難控制，所以只能以底板中心上緣為控制點(diǎn)進(jìn)行控制。本文的計(jì)算均基于底板中心上緣為控制點(diǎn)，而在實(shí)際吊裝過(guò)程中，底板的長(zhǎng)度會(huì)隨著受力變化而變化，根據(jù)模型應(yīng)力情況，可以根據(jù)公式△l=∑ni=LσE•li，其中σ為第i個(gè)單元的下緣平均應(yīng)力。計(jì)算出施工累計(jì)的底板伸長(zhǎng)可達(dá)77.37mm。故這部分的誤差需考慮修正。以底板為控制點(diǎn)時(shí)，配切示意圖如圖2所示。可以看出，如以底板控制點(diǎn)，中性軸處梁長(zhǎng)會(huì)比設(shè)計(jì)梁長(zhǎng)增加Δ=Δ小+Δ大=X•tanα小+X•tanα大，其中，X為中性軸到底板的距離，α小為小里程處與前一梁段之間夾角的一半，α大為大里程處與后一梁段之間夾角的一半。據(jù)此，頂?shù)装逑铝祥L(zhǎng)度=以底板為基準(zhǔn)的下料長(zhǎng)度－Δ。

3線形控制參數(shù)計(jì)算

幾何線形控制是工程施工監(jiān)控的重點(diǎn)，為了使主梁能夠按設(shè)計(jì)要求成橋，就必須在施工過(guò)程中對(duì)各節(jié)段設(shè)置預(yù)拱度，使最終線形符合設(shè)計(jì)要求。使成橋狀態(tài)的幾何線形最大限度地逼近設(shè)計(jì)要求，是線形控制的最終目的。故前期線形控制參數(shù)的正確性就尤為重要。線形控制參數(shù)由鋼箱梁胎架線形參數(shù)與鋼箱梁制造下料參數(shù)組成。控制點(diǎn)的位置為鋼箱梁底板中心上緣處，計(jì)算點(diǎn)為每個(gè)小節(jié)段的兩端(小里程處與大里程處)。胎架線形參數(shù)是基于鋼箱梁胎架上的狀態(tài)給出的，可近似看作無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，即考慮未發(fā)生箱梁變形時(shí)的最初線形，計(jì)算時(shí)根據(jù)土建承包人與鋼結(jié)構(gòu)承包人提供的臨時(shí)荷載信息，盡可能精確地計(jì)算鋼箱梁的施工累計(jì)變形，并按施工累計(jì)變形與0.5倍活載撓度之和的反向進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置，同時(shí)考慮成橋豎曲線，給出制造指令，每個(gè)大節(jié)段的胎架線形互相獨(dú)立且均以本跨支座坐標(biāo)為基準(zhǔn)0點(diǎn)。下料參數(shù)是根據(jù)鋼箱梁的幾何特性給出的，由于鋼箱梁采用“以直代曲”的方式進(jìn)行梁段預(yù)制故兩個(gè)小節(jié)段之間由于存在夾角差異，如按矩形塊預(yù)制梁段將出現(xiàn)梁體侵入或梁段間的縫隙，由于以底板中心為控制點(diǎn)，故可根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算頂板的修正量，根據(jù)角平分原則補(bǔ)償，兩邊節(jié)段各補(bǔ)償一半，給出真實(shí)的頂板下料長(zhǎng)度。本文以首跨跨中3個(gè)小節(jié)段SE、SF、SE為例，說(shuō)明線形控制參數(shù)的計(jì)算方法，為類似工程提供參考依據(jù)。

3．1胎架線形參數(shù)計(jì)算根據(jù)模型計(jì)算所得的3個(gè)小節(jié)段控制點(diǎn)的相對(duì)里程與相對(duì)高程見(jiàn)表1。根據(jù)相對(duì)里程與相對(duì)高程的結(jié)果即可在胎架相應(yīng)位置調(diào)整線形。

3．2下料參數(shù)計(jì)算由于鋼箱梁采用“以直代曲”方式預(yù)制，故會(huì)產(chǎn)生如圖3所示的夾角與縫隙。通過(guò)3.1中得出的胎架線形進(jìn)行幾何計(jì)算，并考慮上文提出的誤差，易得出鋼箱梁下料參數(shù)見(jiàn)表2。其中，以底板為基準(zhǔn)時(shí)頂板修正量=梁高×tan(梁段間夾角/2)，據(jù)此可得出頂?shù)装蹇紤]誤差前后的下料長(zhǎng)度。采用相同方法，即可得出全橋鋼箱梁下料參數(shù)。括號(hào)中為未考慮上文誤差以底板為基準(zhǔn)時(shí)的數(shù)值。

4結(jié)語(yǔ)

橋梁線形控制就是通過(guò)模擬各個(gè)施工工況同時(shí)考慮成橋曲線來(lái)精確計(jì)算出橋梁應(yīng)施加的預(yù)拱度，從而計(jì)算胎架線形參數(shù)與鋼箱梁下料參數(shù)，在箱梁預(yù)制施工中嚴(yán)格按照指令，在施工完成后理論上就能達(dá)到結(jié)構(gòu)理想的幾何線形。故線形控制參數(shù)的計(jì)算是十分重要的。本文就指令給出了計(jì)算方法與相應(yīng)的誤差修正，為今后大跨度橋梁大節(jié)段吊裝工程提供一定的參考。

作者：方遠(yuǎn)傅挺挺林建平崔鑫單位：浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院