景德镇某大桥施工历程控制仿真

xxxx大桥施工过程控制仿真1引言xx大桥位于xx市xx大桥下游约1km，为连接东岸西瓜洲、西岸韭菜园的重要工程。大桥亦是规划外环线的重要结点，按双向四车道城市主干道标准建设。大桥全长795m，其中桥梁范围为487m，桥面总宽度为29m。如图1所示：图1xxxx大桥主桥布置xx大桥主桥结构形式为三跨连续单索面独塔无背索竖琴式斜拉桥，主跨跨径为120m，两边边跨跨径为45.29m，总长210.58m。主梁为钢梁，采用连续结构，在塔梁处与塔、墩固结。钢梁采用封闭型扁平钢箱梁加大挑臂结构形式，横隔梁及大挑臂横向间距3.75m，梁高2.7m，箱梁顶宽29m。其中封闭钢箱宽20m，挑臂为2×4.5m。索塔的主体结构为矩形钢箱三室结构，桥面上垂直高度74.628m，塔身倾斜58度。索塔顺桥向截面尺寸由塔顶端5.6m渐变到根部的8m，横桥向宽3.5m。索塔钢箱内填充C30微膨胀砼，采用焊钉来加强钢箱与砼的连接。顺桥向翼缘板钢板厚度为12-25mm，横桥向腹板厚10-20mm，纵向加劲采用I型扁钢，横向设环向加劲和横隔板。钢梁钢塔均为全焊接结构，钢材为Q345q-D。斜拉索采用竖琴式平行钢索，主梁上索距为7.5m，全桥共12根。斜拉索水平夹角约25度，规格为SNS/S-7×187高强度低松弛镀锌钢丝，标准抗拉强度为1670Mpa。该桥钢梁采用顶推法施工，钢索塔在国内首次采用扳起法竖向转体施工，竖转全过程采用计算机控制液压同步整体提升技术。为保证施工过程中的结构安全以及成桥后的线型满足要求，对各施工阶段钢梁、斜拉索、钢塔的应力、变形进行了计算分析，为该桥的施工控制提供理论依据。2施工控制的目的、内容与方法2.1施工控制的目的斜拉桥属高次超静定结构，所采用的施工方法和安装程序与成桥线型和结构恒载内力有着密切的联系。在施工阶段随着结构体系和荷载状态的不断变化，结构内力和变形也随着不断变化。无背索斜拉桥作为斜拉桥的一种变形，其结构除了具有常规斜拉桥的特点外，还具有其独特之处。其中最主要的就是施工过程中必须严格控制塔、梁的平衡、变形及主要截面的内力，为了确保大桥在施工过程中结构（含钢梁、钢塔等）的内力和变形始终处于安全的允许范围内，线形符合设计要求，结构受力合理，必须在斜拉桥的每个施工工况中进行施工监控，将施工过程中实际测量的数据与理论值进行分析比较，选用合理的控制方法在施工中加以控制、调整，以指导斜拉桥按设计意图顺利建成[1-2]。2.2施工控制的主要内容根据xx大桥的结构形式，简化为平面杆系结构采用桥梁博士V3.0对xx大桥结构建立有限元分析总模型和施工阶段模型，模型中钢梁截面考虑了纵向加劲肋的影响，横隔板和斜拉索锚箱的重量作为荷载计入。根据施工方案和钢梁钢塔设计截面形式，共划分104个单元，94个节点，55个施工阶段。其中65个钢梁单元，17个钢塔单元，4个主墩单元，12个拉索单元，竖转临时结构6个单元。另外，根据结构设计特点和本桥施工特点，模型中有7个主从约束，其中钢梁顶推施工为两岸同时顶推方案，在主墩0b节段钢梁两端合拢，所以节点86和87、89和88为主从固结；塔梁固结处节点50分别和48、49、51、52号节点主从固结约束；钢塔竖转合拢口节点65和90为主从固结约束。xx大桥施工监控的计算分析内容包括：⑴临时支墩反力，钢梁阶段拼装、顶推就位后梁顶标高及各截面应力。⑵各施工阶段控制截面应力、斜拉索索力、钢梁控制截面标高以及钢塔的位移。有限元分析总模型如图2所示：图2有限元计算总模型图2.3施工控制方法2.3.1控制思路在各施工阶段中，根据控制截面应力、控制点位移、索力的实测值与理论计算值进行比较，以成桥状态结构控制截面内力为控制目标，对斜拉索索力进行最优控制，以达到满足成桥后标高和线型的要求，即以内力和斜拉索索力为主，标高、变形、斜拉索伸长量为辅的控制方法。伙2.3希.隔2哨最优控习制师⑴颈成桥目漫标要满损足的两锹个要求厅①哭受力要缺求呆：妨反映斜脚拉桥受追力的因稻素包括亏主梁、出塔墩和剃索三大移部分的士截面内跨力，通要常起控帐制作用籍的是主槐梁的应呀力，在虑恒载已微定的情目况下，漫成桥索戴力是影毕响主梁出正应力谢的主要申因素，富成桥后击索力发桌生小的举变化都恳会对其歌产生较胞大的影将响。而盏主梁应我力与其论截面轴泛力和弯磁矩有关引，轴力叮是变化惭不大且直影响较妹小的因蛋素，弯书矩是起召控制作展用的因向素。塔炕的情况晃与梁类丈似，只过是索力洽的变化式对塔受冰力的影俭响没有修梁那么义敏感，居塔的应飞力通常田容易得蒙到满足槐。料②孝互线型要尊求：成包桥后主锁梁的标允高要满茄足设计坏要求。亏⑵稍轮控制手汽段姐在恒载录已定的煤情况下心，对于州梁塔内皂力的调桑整最直方接的手杯段就是凭调整索数力。由铺于索力矛较小的耻变化就罩会在钢示梁内引贱起较大勺的内力踢变化，蔑因此，留索力可订作为成武桥后内私力、线择型和标化高的调顶控手段兆。充3姐味施工控涨制过程产3.1辈露施工过尾程社x饲x诱大桥上评部结构蹈施工过邀程概略掏如下：兔⑴窝立设水中故临时墩蔬，边跨水搭设支拐架，主丹梁顶推迫施工。触⑵固免钢塔现摇场拼装引，整体牲扳起法撤竖向转昨体施工餐。郊⑶付示钢塔内州填充砼童平衡重总，安装骄并张拉默斜拉索爹。害⑷硬叶桥面系缠施工及痛索力调细整。停xxx肌x永大桥施没工监控探的重点酱是钢塔咱内浇筑亡砼平衡谊重，安认装并张蒸拉斜拉薄索过程匠中内力护和几何缎外形的鹿监控。诚监控过愿程应与单施工过翁程一一野对应，善通过各执项测试尿取得反凤映结构猾状态的形各种参午数，与蚀理论计姻算值相嘴比较，尝发现偏献离，采章取相应页措施及舅时纠偏金。建3.2浩详施工控贷制过程染测量丸3.2呼.1俯钢塔、牲钢梁变凶形测量拳钢塔、呈钢梁变碌形测量绣的观测这点布置托见哭图岛3雁。牺3.2愈.2晌钢塔、誓钢梁应手力量测橡钢塔、字钢梁应绿力测量成的观测环点布置姻见信图愁4榨。余3.2澡.3协施工控伞制测量训时机歉为避开袄日照温洋度差对鹿索力，剩尤其对钻变形所瘦造成的短影响，百施工控砍制时，今变形标储高、索坝力的量戏测时间腹应在凌功晨棋0:0厉0稻～斯6:0晕0易日出之基前进行耀。踏为了计围入昼夜晕温度变梳化的影屿响，在樱施工量重测时应拥记录气晒象、温困度等环护境条件妨。堡图夸3津钢塔、膜钢梁变然形测量纵观测点捧布置图傍图欲4做钢塔、担钢梁应处力测量肾观测点缺布置图肌4阀丽施工阶即段划分修荡胆根据施蜓工工艺抓流程和疯施工工勾序，将慢整个施捉工控制柱计算分显为圈5除5补个阶段建，如光表树1洁所示：歉表偿1鸭犹施工阶继段计算训工况症施工阶顺段数凡阶段施垮工内容冻荷载情注况鞠预计张鼓拉索力席（铸K押N绿）勤备注拒1米主墩及述边墩施递工脊砼自重危主墩底能固结百2佣安嚷装出0怕b熔阶段，延浇筑钢灶梁内砼离钢梁以小及填芯拆砼自重吨主墩处哨塔梁墩圈固结房3狭边跨主烤梁顶推女到位古边跨钢麦梁自重租边跨在讨主墩处沾简支支萌承读4灾主跨主捏梁顶推饥到位导主跨钢仓梁自重肾边墩处留竖向支梅承、水碌中临时词墩竖向特支承构5疗边跨先译简支状桌态，主侵跨合龙践主跨合躁龙处主侵从固结壤6喷边跨合敌龙，简采支变连尘续娱边跨合萝龙处主逢从固结艰7奉钢塔扳狂起，调诱施工索亦力，使脚合龙口哗受力均贼匀谢索塔自雨重，施府工三角芒桅杆、批加固、眯锚箱等恨自重示钢塔转秧角处主障从固结捧8泻焊接钢兴塔转角暂处截面碧，使钢摘塔形成吓整体鸡施工阶笋段数敏阶段施施工内容贷荷载情稻况批预计张低拉索力碗（旗K律N宝）殿备注名9沉挂都12隆#闷索，张苏拉指定暂索力卷拉索自雹重君130海0畏10续拆除扳祖起三角醋桅杆及馆施工拉籍索抹拆除三良角桅杆筝及拉索疤自重馒11-督15景安装部麦分拉索莲，并张毙拉初始惭力咸拉索自射重刚100胸0蔽，微2×8微0距0菠，真2×5映00贡16栗浇筑索磁塔内填挣芯砼轰至各1蝴#厘拉索（堪索箱塔旱6扭4箭～殿6举9漠单元）知填芯砼刘共据计咽56幕6陈方牲17符张齐拉赛1邮＃拉索完拉索自森重玉380遍0脑18枝浇筑索政塔内填值芯砼具至叛2潜#德拉索（散索京塔晓7刮0压单元）丝填芯搂砼夺144亚.汽8朗方格19颠张蜜拉驼2匹＃拉索油拉索自登重艘360灾0椒20丧浇筑索税塔内填姜芯砼粥至衡3币#坡拉索（刻索蜘塔展7柳1盆单元）伟填芯舞砼给141直.暴5腥方桂21亿张获拉乌3涂＃拉索秀拉索自杂重阳360止0字22板浇筑索端塔内填度芯砼趣至数4刃#灯拉索（露索咳塔瞧7惊2底单元）呀填芯妨砼困138怀.屿6呆方轨23蝇张波拉铃4蚁＃拉索患拉索自吧重凑350纵0算24野浇筑索或塔内填择芯砼恢至甩5晋#摄拉索（过索钓塔被7侮3甚单元）呀填芯抗砼油135笔.玻5歉方泻25碍张绪拉宏5滚＃拉索新拉索自凡重晋350悠0藏26狗浇筑索弄塔内填捕芯砼缘至挖6挖#他拉索（茫索基塔搂7庸4痛单元）终填芯殿砼衡132唱.那4捞方宪27车张弯拉喷6朵＃拉索滔拉索自砍重浆350普0掘28谣浇筑索财塔内填涛芯砼姻至赌7希#毙拉索（肠索沸塔是7浪5皱单元）飞填芯升砼酒129盈.杀1糟方茎29汉张傻拉乌7匆＃拉索冲拉索自歪重宅350泻0纺30薄浇筑索吉塔内填喷芯砼匆至迅8筛#隐拉索（查索躬塔硬7纳6眯单元）票填芯次砼我125居.殿8管方妄31承张征拉嘱8颂＃拉索段拉索自键重准350津0混32处主暴跨河120蒸m求范围内久设置压陡重胳4.3想kN/围m肢33弃浇筑索编塔内填耍芯砼吓至众9岸#慈拉索（县索姻塔岩7旺7苏单元）稠填芯幸砼尚122络.芬7虹方群34世张老拉愿9芒＃拉索叹拉索自旁重但350绘0珠35藏浇筑索充塔内填腊芯砼柴至条10樱#纺拉索（既索备塔庄7锈8薄单元）象填芯辆砼疗119怎.牧7而方屠36咏张援拉晕1属0饿＃拉索俊拉索自踪重必350残0灿37言浇筑索后塔内填减芯砼相至沟11构#收拉索（晶索症塔排7背9悠单元）蹦填芯愿砼常116俊.屠4没方孩施工阶脑段数蜜阶段施裂工内容赔荷载情典况贯预计张傅拉索力贝（委K售N航）今备注强38促张果拉遣1繁1裤＃拉索构拉索自顷重朱300伞0翼39贵浇筑索聚塔内填狮芯砼牛至涌12含#谦拉索（盈索明塔夏8爆0呆单元）东填芯丸砼蛾102永.惹7竿方装40抽张接拉天1尝2忌＃拉索层拉索自驻重因300嗓0纤41金拆除水浮中临时埋支墩界42伙桥面剩妥余二期找铺装、帖栏杆等救恒载安践装伏48.塔7kN类/m染43-郊54瑞全桥索码力调整你从杯1候#旷至主12秒#图依次张裹拉桶2×3霸80洞0摇，耐5×3荣60吉0膝，私3×3蜘50肠0纳，坊2×3疯400旦55扇全桥施深工完成律5愚剃施工控誉制计算形分析主档要结果萝采证通过对坦表创1阁中溜5霉5株个施工歇阶段的拴分析，碰得到了假各个施砍工阶段贝钢梁、舰钢塔的鼻应力和建位移、贼斜拉索斤的索力迈。施工般阶段钢棋梁上缘样最大正变应力如划图流5秧所示，幅下缘最脆大正应闲力如希图冒6赚所示；形钢塔主威截面下渴缘最大响正应力那如械图己7吊所示，颤上缘最陕大正应报力如迫图瞒8晓所示；充钢塔内烦砼截面生下缘最慌大正应麦力如断图鲜9漠所示，谦上缘最朴大正应喂力如贩图扮1榜0主所示。恭成桥后尾最大位谅移见呆图难1末1折，成桥条阶段索己力调整何见筑表棚2本，最终美索力见途表移3尽。刮图畜5疼避施工阶答段钢梁慧上缘最匪大正应粥力柱姻慢单余位小MPa崇图缎6反泊施工阶禽段钢梁钳下缘最羽大正应淋力陕运姨单搁位禾M薪p巾a斑图废7奏膀钢塔主趟截面下抄缘最大克正应铺力辞障疯鸦图葡8点碑钢塔主袜截面上惹缘最大百正应竭力盲究灭单潜位西MPa块图蝴9练叫钢塔内障砼截面居下缘最迅大正应愚力经旷垄缝图疏10筑摇钢塔内躁砼截面怪上缘最团大正应纠力害黑撞单踏位央MPa进图驳11起梳成桥后棋最大位滨移善图庆女船单位补m野表乘2棒斗成桥阶偷段索力诵调母整其K瞧N赴）淋索号截1尾2济3纽4舱5岂6服7功8锅9董10粱11桐12医索力牛380备0床380拿0方360畏0奔360嫩0绘360障0眯360瓶0理360豪0钓350盲0井350量0暴350保0叔340破0青340仅0球表怎3么庸成桥阶石段最终辜索鞠力柱K赠N以）寿索号柴1伍2锤3搞4荐5池6扮7雹8苍9厚10复11使12视索力菠371唤9放370衔7盖349万6铁349遥5尝349菊8辅350糟4弹351夕3翁341炉5仇340羞9纹339蹲8嗓331左7以335意5斜计算分关析结果咐表明，桂钢塔内颜砼在施阵工过程驻中最大太压应力彻为浑5.1期MP觉a忙，最大卵拉应力驰为涝1.6寸MP烘a陈，砼的成应力值悟均在公炼路桥规茄[3]妄的容许拐范围内迫；钢梁棵上缘最栗大压应浓力控为点50.惊2MP某a充，下缘惩最大拉位应力括为娇50.脑1MP旦a推；钢塔凶根部最善大压应月力讽为绑61.渗6MP更a度，最大轰拉应力烛为牙10M江P盟a业，钢塔冠上缘在按浇筑塔帽内砼时夹最大拉监应力系为纠30M龙P用a格。上述潜应力均鸟小于公精路桥规胖[4]斜的容许魔应力值浩。铸从吗图舒1族1泳可以看索出，成迁桥阶段勉钢梁主建跨跨中敲最大累默计位移缝为翻28m神m尺，两边紫跨分别眉为懒26m斯m袄、服17m尿m移，塔顶及位移否为委4m带m膜，满足鹅公路桥箭规络[4]春的挠度孤容许值粮。雷6铜绳结语塔碌客简单介端绍最了活xxx票x叙大桥无参背索斜另拉桥的疯构造特串点和