钢管混凝土系杆拱桥施工监控分析
发表时间：2016-12-15T12:00:21.207Z  来源：《北方建筑》2016年11月第32期作者：王琦臧俊杰[导读] 钢管混凝土系杆拱桥属于无推力的梁拱组合体系桥梁，受力明确，具有强度高、造型美观等优点，充分发挥被组合体系的特点和组合作用。
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江苏省交通工程集团有限公司江苏镇江  212000 摘要：钢管混凝土系杆拱桥属于无推力的梁拱组合体系桥梁，受力明确，具有强度高、造型美观等优点，充分发挥被组合体系的特点和组合作用。一般为外部静定、内部超静定结构，避免了在软弱地基上建造混凝土拱桥所承担的风险，进而达到节约材料和降低对地基要求的设计思想，因此该类桥梁结构在我国得到了广泛的应用。但是该桥型内部高次超静定，技术含量高，施工难度大，施工过程中温度和
施工荷载变化等因素，使得结构的应力、应变和吊杆索力不可能与设计计算值保持一致，而拱肋线形一旦形成，很难调整。为了确保主桥在施工过程中结构内力和变形始终处于安全范围内，且成桥后的线形满足设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望，在桥梁施工过程中必须进行实时数值仿真分析和严格的施工控制，以保证成桥内力和线形符合要求。
关键词：钢管混凝土；系杆拱桥；施工监控
施工控制的目的就是通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，根据监测结果，评估各主要施工阶段结构主要构件的变形及材料特性变化状态是否符合设计要求，判断施工过程是否安全，结构是否正常工作；而当出现较大误差时，应对结构进行误差分析，对后续进行的施工方案进行合理安排，从而保证桥梁结构施工过程安全可靠，成桥时最大可能地接近设计状态。综合分析实测的结构受力状态与理论计算结果基本一致，说明结构的受力状态满足设计要求，主桥的结构是安全的，达到了施工监控的目的。1工程概况
蔡工大桥主桥上部为（51+87+51）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，桥梁宽度12m，底板宽度6.5，两侧翼缘板宽度2.75m。
箱梁高度从跨中为2.4m，至距主墩中心1.4m处按二次抛物线变化为5.4m。主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.8m的横隔板、边跨端部设厚度为1.5m的横隔板。箱梁在横桥向底板保持水平，顶板设置2%的双向横坡，通过腹板高度来设置。主桥箱梁采用纵、竖两向预应力体系，纵向预应力采用φs15.20mm钢绞线，弹性模量为1.95×105MPa，钢绞线标准强度fpk=1860MPa，张拉控制应力为O.72fpk，竖向预应力筋采用标准强度为785MPa的JL32高强精轧螺纹钢筋，沿箱梁腹板内布设，张拉吨位56.8吨。程琳照片
箱梁顶板厚度为0.3m；底板厚度由跨中的O.28m按二次抛物线变化至距0号块中心线3.5m处的0.569m；
腹板厚度在7号块件之前为0.65m，8号块件之后为0.5m，7、8号块件范围内由0.5m按直线变化到0.65m。为改善箱梁根部截面受力，在0号块两端2.1m范围内顶、底板局部加厚。2混凝土的设计与车载泵的选择2.1混凝土的原材料配备
由于顶升用的混凝土对质最要求更高，在顶升以前要对混凝土主要参数指标与使用的主要原材料进行检验，本桥采用的混凝土原材料实验结果检测如下：集料；粒经范围为5-31.5，满足执行标准JGJ53 -92要求。
细集料：细度模数为2.5，同样满足执行标准JGJ53-92的要求。
膨胀剂参量为12%。满足相应规范要求。
粉煤灰与矿粉的掺量均为巧%，材料性能均达到规定要求。
2.2混凝土主要技术参数
本工程使用的混凝土要求有良好的可泵性，经实验检测本工程使用的混凝土初凝时间为10-12h，满足钢管混凝土顶升施工所要求的初凝时间不小于6h的最低要求。施工塌落度为20 + 2cm左右。满足泵送要求，实验室测得7d强度为49.9MPa，21d强度为61.6MPa，28d膨胀率为3 x 10-4，满足本工程所采用G40微膨胀混凝土的强度与膨胀率的要求。
2.3混凝土配合比的设计
除上文所讨论的混凝土的可泵性、强度等以外，又由于顶升混凝土是自密实的混凝土，是不能由外力捣实的，所以在配合比的选择上要考虑到其自密实性这一特点。3顶升施工的过程3.1顶升前的准备工作
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顶升施工开始以前要用1：1的水泥浆先注入钢管内湿润一下钢管内壁，这样在混凝土灌注的时候就减少了钢管内壁的摩擦阻力。在拱顶开一直径约12cm的小孔再用导管接长作为排气和排浆孔。在进料口设置回流栓或阀门保证顶升结束后管内混凝土回流得到控制。对临时拉索做好张拉的准备工作。
3.2顶升过程的顺序与控制空调的功率
本桥的混凝土的顶升不同于一般的柱或上（中）承拱桥之处在于在顶升混凝土的过程中要张拉施工临时拉索，因为本桥为系杆拱桥，系梁采用的施工方法是无支架施工，系梁要在拱圈混凝土达到设计强度以后再分段由浮吊吊装就位，所以在钢管内混凝土顶升以前系梁还没有安装上去，此时为了平衡拱内混凝土产生的水平推力，在施工过程中设置了临时水平拉索，并在拱肋的后面现浇了棍凝土使之与后面的老桥台连成一体，在浇注混凝土的过程中通过张拉临时拉索以及监测拱座后的老桥台水平推力拉控制拱脚推力。为了保证老桥台的安全，对老桥台承担的水平推力要有可靠的数据。因此在拱座后与老桥台之间现浇的混凝土块上粘贴由长沙金码产的型号为JMZX-212的应变计，通过测试该混凝土
董旋的应变并结合现浇混凝土与拱座的接触面积换算拱肋对后面的老桥台的水平推力。4施工技术要点
边进料口泵进混凝土的数量趋于保持同步，可以通过输送泵输送的混凝土方量进行控制。以便保证拱肋受力的均匀性。进料斗内混凝土数量应保持在65%左右，以免泵吸人空气在钢管内形成气泡。最终导致拱肋内混凝土不密实、不饱和。在泵送的过程中应现场不断地检查混凝土的塌落度，严禁塌落度小于16cm的混凝土用于顶升使用。塌落度也不宜过大，以免产生过大的徐变收缩。
顶升混凝土时受温度影响比较大，尽且选择比较低温的时候施工，本桥选择的是冬季阴天施工，较好的解决了这一问题。关于泵送结束时间的把握上，既要保证管内混凝土已经完全饱满密实又不要有太多的混凝土浪费。在排气口冒浆后一边停止泵送一边继续压注，这样来回几次以后，水泥浆与空气排出即可停止泵送，也可当进料量与出浆量基本持平时停止泵送，后者一般难以把握。混凝土的准备一定要充足，当混凝土方最没有达到所需数量时就不施工，以免在没有准备的情况下中断顶升导致整个顶升过程的失败。由于顶升的钢管混凝土是自密实的混凝土，所以在混凝土内一定要加如适量的膨胀剂。并现场取样做试件在4周后检查膨胀率是否达到相应的要求。5结论
吊杆张拉力的差异对成桥后各吊杆力的均匀、系梁和拱肋的线形有影响，根据分析，成桥稳定后吊杆中永存力和系杆拱桥的恒载作用产生的张拉力相近，这也就是说施工中按照成桥后结构恒载产生的吊杆力作为成桥吊杆索力控制目标即可。拱肋和系杆刚度比对吊杆张拉后吊杆力的分布会产生影响，长
教师节的诗句古诗吊杆在张拉过程中，超过恒载索力的这部分张拉力，会由于系梁和拱肋的弹性变形而损失，拱脚附近系梁刚度相对较强，吊杆力随着千斤顶的张拉而增大，因此吊杆张拉施工以成桥恒载力为控制目标值，成桥后吊杆的调索施工以结构线形是否平顺、索力是否均匀为原则是合理可行的。
参考文献：
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