文章编号:1004 4736(2007)03 0039 04
独 塔 斜 拉 桥 的 施 工 监 控
姜天华
(武汉科技大学城建学院, 湖北 武汉 430070)
摘 要:仙桃汉江公路大桥主桥是一座独塔不对称双索面预应力混凝土斜拉桥.为了保证其施工安全和成桥
后主梁具有良好的线形,对该桥实施了施工监控.施工监控过程中采用了自适应卡尔曼滤波法对施工控制参
数进行识别和预测.同时还介绍了该桥施工仿真计算、索塔和主梁的施工监控、阶段验收以及施工监控的工作
程序等内容,为该桥的施工质量和安全提供了科学保证.
关键词:斜拉桥;独塔;施工监控
中图分类号:
U
448.42 文献标识码:
A
收稿日期:
2006 04 11
基金项目:湖北省教育厅科学研究基金
B
200511009
作者简介:姜天华(1971 ),男,湖北麻城人,讲师,硕士.研究方向:桥梁工程.
0 引 言
仙桃汉江公路大桥位于湖北仙桃市西北郊,
横跨汉江,总长 1 472
m
.主桥为三跨一联独塔不
对称双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为 50
m
+82
m
+180
m
,采用塔梁固结的结构型式.主
梁采用“
П
”型开口截面,基本梁高 1.9
m
,对应桥
面宽 25.6
m
,设双向 2%的横坡;全桥共设 40 对
空间索,斜拉索的索距在主跨上为 8
m
,边跨上为
6
m
,锚跨实心段上为 3.2
m
;索塔为介于平行索
H
型塔与空间索倒
Y
型塔之间的“瓶颈”型塔,承
台 以 上 塔 高 为 109.45
m
; 主 墩 基 础 采 用 30 根
Φ
1 800
mm
、长度为 98
m
的钻孔灌注桩.
1 施工监控的目的与方法
1.1 目的
仙桃 汉 江公路 大桥 是规 划 中 湖北随 (州)赤
(壁)高速公路上的一座控制性桥梁,由于主桥结
构不对称,体系又较复杂,所以为了确保主梁在施
工过程 中 结 构 受 力和变形始 终 处 于安全的范围
内,且成桥后的主梁线形符合设计要求,结构恒载
内力状态接近设计期望,在主桥施工过程中必须
进行严格的施工监控.
另外,主桥过渡孔为 2×50
m
预应力连续刚
构,由于该段地质条件较差,而且结构自重大,采
用满堂支架现浇施工时主体会产生较大沉降,为
掌握施工过程箱梁内力,使施工过程中不致产生
过大的不合理内力、残余力和裂缝,应对其主要截
面进行内力监测.
斜拉桥作为大跨度高次超静定结构,所采用
的施工方法、材料性能、浇筑程序、立模标高及斜
拉桥的 安 装索力等都直接影 响 成 桥 的 线形与受
力,而且施工现状与设计的假定总会存在差异,为
此必须在施工中采集需要的数据,及时掌握结构
实际状态,并通过计算,对浇筑主梁立模标高和斜
拉索的安装索力给予调整与控制,以满足设计的
要求
[1,2]
.
通过施工过程的数据采集和优化控制,在施
工中逐 步 做到 把握现 在,预 测 未来,避 免施 工差
错,尽可能减少索力调整工作量,缩短工期,节省
投资.
1.2 方法
斜拉桥施工过程复杂,影响因素多,在确定施
工控制参数的理论设计值(如结构刚度、梁段的重
量、斜拉索张拉力、施工荷载、混凝土的收缩徐变、
温 度 和预 应 力等)时,都假定这 些参 数 值为 理想
值.为了消除因设计参数取值的不确切所引起的
施工中设计与实际的不一致性,监控单位在施工
过程中必须对这些参数进行识别和预测(如自适
应卡尔曼滤波法
[3]
).对于重 大的设计参数误差,
提请设计单位进行理论设计值的修改,对于常规
的参数误差,通过优化进行调整.斜拉桥施工监控
流程如图 1 所示.
斜拉桥施工监控主要是以控制主梁标高、控
制截面弯矩和斜拉索索力为主,而优化调整是以
这些因素建立控制目标函数和约束条件,应用优
化方法(如加权最小二乘法、线形规划法等)调整
本梁段与未来梁段的安装索力和立模标高,使成
2007 年 05 月 J. Wuhan Inst. T ech. May 2007