一 ﹑概述
1.1 工程概況(kuàng)
全橋跨徑(jìng)組成:2x(4x30)+2x(5x30)m 組合箱梁+(125+220+125)m 矮(ǎi)塔斜(xié)拉橋(qiáo)+(2x30) m 組合箱梁+ (42+70+42) m 連續剛構+3x (5x30 ) m 組合箱梁, 橋梁(liáng)全長1681.2m。
大橋主橋采用 220m 預應(yīng)力混凝土矮塔斜(xié)拉橋,預應力混凝土單箱(xiāng)三室(shì)斜腹板截麵,按整體式截麵設計。在斜拉索錨固點,設置橫橋向貫通的橫梁。跨徑布置為125+220+125m,主橋(qiáo)橋長 470m。主(zhǔ)橋主梁全寬為 26.5m。橋麵設2%的雙向(xiàng)橫坡,橋麵橫向布置為:0.5m(防撞護欄)+11.0m(機動車道)+ 0.50m(防(fáng)撞(zhuàng)護欄)+2.5m(索塔) +0.50m(防撞護欄) + 11.0m(機動車道)+0.5m(防撞護欄(lán))。
主梁邊中跨比為 0.568,支(zhī)點處高 8.0m,跨中高 3.5m。箱(xiāng)高(gāo)度和底板厚度均按 1.6 次拋物線(xiàn)變化。箱梁頂寬為 26.5m,腹板斜率為 1:3.142,底板寬度為變值,零號塊頂、底板厚度分別為 65cm 和 150cm,腹板厚 110cm,其它塊件頂板厚度為 30cm, 底板厚度從根(gēn)部的(de) 110cm 按 1.6 次拋物線變化至(zhì)跨中的 28cm。全(quán)橋在梁端、0號塊和斜拉索主梁錨固點處均設(shè)置橫隔(gé)梁,其餘位置不設置橫隔板。其中 0 號塊橫隔板厚150cm,端橫梁厚250cm,斜拉索(suǒ)主梁(liáng)錨固點處橫隔板厚 30cm。主梁(liáng)采用預應力混凝土結構(gòu),設有縱、橫、豎三向預應力,縱、橫向預應力采(cǎi)用高強(qiáng)低鬆弛鋼絞線,錨具采用群錨;豎(shù)向預應力采用精軋(zhá)螺(luó)紋粗(cū)鋼筋(jīn),布置在腹板及橫隔板內。
索塔下塔柱采用(yòng)雙薄壁實體墩,橋墩橫向寬 13.5m,薄壁縱向厚 1.7m,間距為 2.6m,從美觀上考慮,橋墩橫向設置花瓶型凹槽。承台尺寸(cùn)為 23.0x18.2m,承台厚(hòu) 4.5m,基礎采用鑽孔灌注樁基礎,每個索塔基礎采用 20 根φ2.2m 的鑽孔灌注樁。
斜拉索為雙索麵,雙排布置在中央分隔帶上,每個索塔(tǎ)設有 2×12 對 48 根斜拉索,全橋共 96 根。
1.2 技術標準(zhǔn)
1、公路等級:一(yī)級公路雙向六車道
2、設計速度:80km/h
3、橋梁(liáng)寬(kuān)度: 26.5m
4、主要荷載標準:
(1) 汽車荷載等級:公(gōng)路-I 級;
(2) 設計溫度:橋(qiáo)位區的年平均氣(qì)溫為 16.2℃,極端(duān)最高溫(wēn)度為 38.4℃,極(jí)端最低氣(qì)溫為-14.3℃。
(3) 設計風速:使階段基本風速 V10=25.6m/s(重現期 100 年)施工階段(duàn)基本風速 V10=21.5m/s(重現期 30 年)
(4) 船舶撞擊力:防撞擊力按照美國 ASSHTO 規範規定駁船撞(zhuàng)力的要求計算。橫橋向設計 防撞力為 8.0MN,順橋向設計防撞力(lì)為 4.0MN
(5) 基礎變位:成橋後主墩不(bú)均勻(yún)沉降為 1cm,過渡墩不均勻沉降為 0.5cm。
5、設計洪水頻率:1/300
6、大橋設計基準期:100 年,設計安全等級:一級
7、環境類別:Ⅰ類
二、編(biān)製依據
(1) 《公路工程技術(shù)標準》(JTG B01—2003)
(2) 《公路工程設計規範》(JTG B20—2006)
(3) 《公路橋涵施工技術(shù)規範》 (JTG/T F50—2011 )
(4) 《公路橋(qiáo)涵設計通用(yòng)規範》 (JTG D60—2004)
(5) 《公(gōng)路鋼(gāng)筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設計規範》 (JTG D62—2004)
(6) 《公路斜拉橋設計(jì)細則》 (JTG/T D65-01—2007)
(7) 《公路橋梁(liáng)抗風設計規範》(JTG/T D60-01-2004)
(8) 《公路橋(qiáo)涵(hán)鋼結構及木結構設計規範》(JTJ 025—86)
(9) 《公路橋梁抗震設計細則》 (JTG/T B02-01-2008)
(10) 《公路工程質(zhì)量檢驗評定(dìng)標準》(JTG F80 1/—2003)
(11)蔡甸至(zhì)漢川一級公路(lù)漢江特大橋施工結構設計圖紙。
三、橋(qiáo)梁(liáng)施(shī)工監控的目的
由於各種因素(如材料(liào)的彈性模量、混凝土收縮徐變(biàn)係數、結構自重、施(shī)工 荷載、溫度(dù)影響、結構分(fèn)析模(mó)型誤差(chà)、測量誤差等)的隨機影響,結構的初始理論設(shè)計(jì)值難以做到與實際(jì)測(cè)量值完全一致,兩者之間會存在偏差。若(ruò)對(duì)偏差不加以(yǐ)及時(shí)有效的(de)調整,就會影響成橋的內力和線形。
施工控製的目的,就是根據實際的施工工序,以及現場獲取的參數和(hé)數據,對橋跨(kuà)結構(gòu)進行實時誤差分析和結構驗算;對每一(yī)施工(gōng)階段,根據分析驗算結果給出結構應力及變形(xíng)等施工控製參數,分析並調整施工誤差狀態,建立預警體係對(duì)施工狀態進行安全評價和控製。這樣,才(cái)能保證結構的受力和變(biàn)形始終處於(yú)安全合理的範圍內,成(chéng)橋後的結構內力和線形符合設計要求。
根據該橋主橋結構和施工方法(fǎ)的特(tè)點,施工(gōng)監(jiān)控的工作內容主要包括 以下幾項:
1) 在鋼箱梁製作時提(tí)供無應力製造線形;
2) 根(gēn)據現場施工進(jìn)度(dù)提供0#塊立(lì)模標高,塔(tǎ)柱支撐;
3) 鋼箱(xiāng)梁(liáng)施工時提供鋼箱梁前端定位標高;
4) 若(ruò)幹施工階段下主梁及主塔軸線偏位及變形情況;
5) 提供(gòng)主梁(liáng)施工索力初始張拉值及每一施工階段下懸臂前4個梁段斜拉索索(suǒ)力及索力(lì)變化值;
6) 若幹(gàn)施工階段下各控製截麵(miàn)的應(yīng)力或(huò)應變;
7) 若幹關鍵工況下的塔柱水平位移;
8) 若(ruò)幹施(shī)工階段下主墩沉降值及水平位移(yí)值;
9) 成橋狀態各控製(zhì)截麵的應力、索力、塔柱水平位移;
10) 施工過程監控仿真計算。
四、施(shī)工監控目標
本橋高程控製精度為:
(1)立模標高允許誤差:±5mm;
(2) 控製索力張拉允許誤差±2%;
(3) 主梁相鄰節段(duàn)相對標高誤差(附加縱坡)≯0.3%;
(4) 主塔控製精度:軸線偏位±10mm;斷麵尺寸±20mm;傾斜度≯H/3000;塔頂高(gāo)程±10mm;斜拉索錨固點高程±10mm。
(5)主(zhǔ)梁軸線:主梁中(zhōng)線水平方向允許偏(piān)差±10mm;高程允許偏差±10mm。
五、斜拉橋施工監控的必要性
橋梁施工監控技術包含施工過程計算、施工方法(fǎ)、施工手段與(yǔ)工藝、施(shī)工過程控製等內容。施工控製是施工技(jì)術的重要組成部分,並始終貫穿於橋梁施工過(guò)程中。
斜拉橋屬高次超靜定結構,其最(zuì)為重要的特性之一是(shì)采用的施工方法和安裝程序與成橋後的線形及結構(gòu)恒(héng)載內力息息相關。與此同時,大跨度斜拉橋一般采用(yòng)分(fèn)階段施工方法(fǎ),結(jié)構內力(lì)狀態和(hé)線形隨施工過程不(bú)斷發生變化。設計階段一般根據經驗預(yù)先確定包括結構剛度,構件幾何(hé)尺(chǐ)寸,梁段重量,施工臨時荷載,斜拉索張拉力,收縮和徐變等關鍵參數為理想值,並根據(jù)上述(shù)參數的理想值確定結構各關鍵階段的理想狀(zhuàng)態。盡管可對上述參數進行控製,但由(yóu)於施工誤差,環境誤(wù)差,測量誤差等不可避免,如不加以控製,必然導(dǎo)致實際結構狀態和(hé)理想(xiǎng)結構(gòu)狀態間的偏差。隨著跨度和結(jié)構複雜性的增加,該偏(piān)差對結(jié)構線形和內力狀態的不良效應顯著增加,給結構的施工和正常運(yùn)營帶來諸多隱患,甚至危及施工和運營過程中的結構安全。 為確保(bǎo)施工過程中斜拉橋的結構內力和變(biàn)形狀態始終處在安全,合理的範圍內,且成橋後的主梁線形逼近設計預期的理想線形,結構本(běn)身處(chù)於最優的受力狀態,必須在施工過程中進行嚴密的施工控製。斜(xié)拉橋施工控製指通過對斜拉橋進行施工全過程仿真分析獲得個關鍵施工階段(duàn)的主梁線(xiàn)形,斜拉索初(chū)張力,索塔位移,主梁及(jí)索塔關鍵部位(wèi)應力等(děng)理論值,進而根據理論值對施工過程做出明確規定,並在(zài)施工過程中加以有效的控製和管理(lǐ),在對理論值和相應的實測值進行對比的基礎上,根據誤差分析結果對後續施工過程進行最優狀態控製(zhì),以保障結構施工過程的安(ān)全性並最大限度地減(jiǎn)少誤差不良效應的過程。