钢箱梁开启桥施工的几何线形控制研究
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型在纵 向桥 面 以 下 布 置 旋 转 塔 室 、 臂 梁 、 衡 重 悬 均
对各 梁 段 设 置 预 抛 高 ， 且 要 根 据 前 一 梁 段 的 实 并 际高 程 来 调 整 下 一 梁 段 的 预 抛 高 ， 最 终 线 形 符 使 合设 计 要 求 … 。根 据 实 际 的施 工 工 序 ， 以及 现 场
并 模拟 顺桥 向变 截 面 ］ 。 ． 模 型建 好 后 ， 先通 过 用 有 限元 软件 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ计
图 ２ 监控预抛高计算示 意图
注 ： 中虚 线 表 示 理 论 抛 高 线 形 ， 线 表 示 实 图 实
际抛 高线形 。
２ ２ 测量仪 器 ．
算全 桥 在恒 载和 活 载组 合 情 况 下 的竖 向位 移 ， 此 据 得 出 的计 算 位 移 ， 合 测 量 控 制 点 测 出 的 实 测 标 结 高， 确定 设计 预抛 高 。根 据 各 段 计 算 出 的设 计 预抛 高 ， 合该 段 的 实 测 标 高 来 调 整 下 一 段 的 预 抛 高 ， 结 从 而 确定 监 控 预 抛 高 。下 面结 合 图 ２说 明其 理 论
进行 实 时 理 论 分 析 和 结 构 验 算 ， 据 分 析 结 果 给 根
出下 一 阶段 的 施 工 参 数 ， 以保 证 结 构 的 变 形 始 终
处 于安 全 可 控 的范 围 内 ， 最 终 使 成 桥 后 结 构 线 并 形 符 合 设 计要 求 。
２ １ ４月 ２ 日收 到 ０ １年 ０
通信作 者简介 ： 朱银萍 ， ， － ａｌ ｚｕ ｙｎ ｉｇ ２ ．ｏ 。 女 Ｅ ｍ ｉ ｈ— ｉｐｎ＠１６ ｃｉ ： ｎ
２ ２期
王成博 ， ： 等 钢箱梁 开启桥施工的几何线形控制研究
５ ５ ２
３ ０ ０
６ ０ ０
ｌ２ ０ ０
驱动 固定装 置
图 １ 钢箱梁纵 向拼装分段划 分图 （ 单位 ｃ１ ｎ）
关键词 钢箱梁开启桥
中图法分类号 Ｕ ４． ； ４６ ２
有限元模 拟
几何线形控制理论
Ａ
数据分析
文献 标志码
在 桥 梁施 工 过 程 中设 置 预 拱 度 以及 在 悬 臂 施 工 中使 施工 节 段 的立 模 标 高 高 于 设 计 标 高 一 定 数
１ 工程概况
天 津滨海 新 区 响螺 湾 片 区． 河 开启 桥 工程 横 海 跨 海河 ， 梁全 长 ８ ８ ８ｍ。该 桥 主桥 基 础 采用 钻 桥 ６ ．
⑥
２ １ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０ ｃ Ｔ ｃ ． ｎｎ ． １ ．
钢 箱 梁 开 启桥 施工 的几 何 线 形 控 制 研究
王成博 朱银 萍
（ 津大学建筑工程学院， 天 天津 ３０ ７ ） ０ ０ ２
摘
要 桥 梁结构在 施工过程 中总会 产生变形 ， 其各部位 的设计标高和 实际标高 总会有偏差 ， 这会 导致实际成桥 线形 状态 与
重 ８ ０ ｔ全 桥 重 １６ ０ ｔ ０ ， ０ 。钢 箱 梁 单 侧 主梁 共 分 为 ０ ５ 共计 ６个 节 件 ， 中 １ 、 ＃ ４ ５ 块 为 整 体 ＃～ ＃ 其 ＃ ２ 、＃、＃ 吊装 ，＃ ３ 沿纵 向分块 拼装 。钢 箱梁 纵 向拼装分 段 ０ 、＃
划分 图如 图 １ 示 。 所
２ 线性控制方案
２ １ 线 性控 制方 法 ．
根 据 海河 开启 桥 的结 构 特 点 采 用 桥 梁 专 业 结
构 软件 ＭＩＡ Ｉ Ｉ Ｄ ＳＣＶＬ和 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ软 件 建 立 全 桥 开 启 跨模 型 ， 全桥 开 启跨 采 用 梁 单 元 模 拟 ｊ ３。利 用 截 面 刚度 等效 原 理用 单 箱 截 面 代 替 实 际 的双 箱 截 面 ，
设 计状 态不符。因此， 要对桥梁施工实施几何 线形 控制 ， 使其 在施 工 中的实 际位 置状 态与预 期状 态之 间的误差在 容许 范 围 内， 使成桥线性状态符合设计要求。 以海河钢箱梁开启桥工程施工监控为背景 ， 立有 限元模 型。先 用 Ａ Ａ Ｕ 建 Ｂ Ｑ Ｓ有限元软件 对施工过 程 中关键 工况的位移进行计算 ， 然后对施工几 何线形控 制理论 作 出详 细说 明。并 对施工 线性监控 实测数据进 行分 析研究 ， 出一定 的规律和结论 ， 得 为类似桥梁施工的线性控制提供参考和借鉴。
值， 目的就 是 保 证 桥 梁 成 桥 状 态 线 形 符 合 设 计 要 求， 而这 些 实 质 上 就 是 对 桥 梁 施 工 实 施 几 何 线 性
监 控 。桥 梁 施 工 几何 线 性 监 控 不 仅 是 桥 梁 施 工 技
术 的重要 组 成 部 分 ， 且 也 是 实 施 难 度 相 对 较 大 而
第 １ １卷
第２ ２期
２１ ０ １年 ８ 月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ ． Ｎｏ ２２ Ａｕｇ ２０１ １ １１ ． ． １
１７— １ １ （０ １ ２ —４ ６０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）２ ５６ —４
Ｓ ｉｎ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
的部 分 。对 不 同 体 系 、 同施 工方 法 、 同材 料 的 不 不 桥 梁 ， 施 工 监 控 技 术 要 求 也 不 一 样 。几 何 线 形 其 控 制 是 工 程 施 工 监 控 的 重 点 ， 了 使 主 梁 能 够 在 为 跨 中按设 计 要 求 顺 利 合 拢 ， 必 须 在 施 工 过 程 中 就
孑 桩基 础 ， 部结 构 为 大 体 积高 桩 承 台 ， 形墩 身 ， Ｌ 下 异
上 部结 构为 立转式 钢结 构 悬臂 梁 ， 长 ９ ． 全 ８ ５ｍ。桥 开 启 时 由桥 中 间 向两 侧 立 转 开 启 ， 动 半 径 为 ３ 转 ８
ｍ， 梁端 转动 角度 为 ８ ５度 ， 下通 航净 宽 ６ 桥 ８ｍ。桥
获取 的参 数 和 数 据 ， 每 一 施 工 阶 段 的 桥 梁 结 构 对
等 三部 分构 造 ， 主梁 主 跨悬 臂 部 分 采 用 变截 面 钢 箱
梁， 双箱单 室 ， 臂 根 部 截 面 高 ４ ｍ， 向沿 圆弧 线 悬 纵
பைடு நூலகம்
变化 至端部 截 面 高 １５ｍ。配 重 采 用 灰 口铁 ， 侧 ． 单
对各 梁 段 设 置 预 抛 高 ， 且 要 根 据 前 一 梁 段 的 实 并 际高 程 来 调 整 下 一 梁 段 的 预 抛 高 ， 最 终 线 形 符 使 合设 计 要 求 … 。根 据 实 际 的施 工 工 序 ， 以及 现 场
并 模拟 顺桥 向变 截 面 ］ 。 ． 模 型建 好 后 ， 先通 过 用 有 限元 软件 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ计
图 ２ 监控预抛高计算示 意图
注 ： 中虚 线 表 示 理 论 抛 高 线 形 ， 线 表 示 实 图 实
际抛 高线形 。
２ ２ 测量仪 器 ．
算全 桥 在恒 载和 活 载组 合 情 况 下 的竖 向位 移 ， 此 据 得 出 的计 算 位 移 ， 合 测 量 控 制 点 测 出 的 实 测 标 结 高， 确定 设计 预抛 高 。根 据 各 段 计 算 出 的设 计 预抛 高 ， 合该 段 的 实 测 标 高 来 调 整 下 一 段 的 预 抛 高 ， 结 从 而 确定 监 控 预 抛 高 。下 面结 合 图 ２说 明其 理 论
进行 实 时 理 论 分 析 和 结 构 验 算 ， 据 分 析 结 果 给 根
出下 一 阶段 的 施 工 参 数 ， 以保 证 结 构 的 变 形 始 终
处 于安 全 可 控 的范 围 内 ， 最 终 使 成 桥 后 结 构 线 并 形 符 合 设 计要 求 。
２ １ ４月 ２ 日收 到 ０ １年 ０
通信作 者简介 ： 朱银萍 ， ， － ａｌ ｚｕ ｙｎ ｉｇ ２ ．ｏ 。 女 Ｅ ｍ ｉ ｈ— ｉｐｎ＠１６ ｃｉ ： ｎ
２ ２期
王成博 ， ： 等 钢箱梁 开启桥施工的几何线形控制研究
５ ５ ２
３ ０ ０
６ ０ ０
ｌ２ ０ ０
驱动 固定装 置
图 １ 钢箱梁纵 向拼装分段划 分图 （ 单位 ｃ１ ｎ）
关键词 钢箱梁开启桥
中图法分类号 Ｕ ４． ； ４６ ２
有限元模 拟
几何线形控制理论
Ａ
数据分析
文献 标志码
在 桥 梁施 工 过 程 中设 置 预 拱 度 以及 在 悬 臂 施 工 中使 施工 节 段 的立 模 标 高 高 于 设 计 标 高 一 定 数
１ 工程概况
天 津滨海 新 区 响螺 湾 片 区． 河 开启 桥 工程 横 海 跨 海河 ， 梁全 长 ８ ８ ８ｍ。该 桥 主桥 基 础 采用 钻 桥 ６ ．
⑥
２ １ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０ ｃ Ｔ ｃ ． ｎｎ ． １ ．
钢 箱 梁 开 启桥 施工 的几 何 线 形 控 制 研究
王成博 朱银 萍
（ 津大学建筑工程学院， 天 天津 ３０ ７ ） ０ ０ ２
摘
要 桥 梁结构在 施工过程 中总会 产生变形 ， 其各部位 的设计标高和 实际标高 总会有偏差 ， 这会 导致实际成桥 线形 状态 与
重 ８ ０ ｔ全 桥 重 １６ ０ ｔ ０ ， ０ 。钢 箱 梁 单 侧 主梁 共 分 为 ０ ５ 共计 ６个 节 件 ， 中 １ 、 ＃ ４ ５ 块 为 整 体 ＃～ ＃ 其 ＃ ２ 、＃、＃ 吊装 ，＃ ３ 沿纵 向分块 拼装 。钢 箱梁 纵 向拼装分 段 ０ 、＃
划分 图如 图 １ 示 。 所
２ 线性控制方案
２ １ 线 性控 制方 法 ．
根 据 海河 开启 桥 的结 构 特 点 采 用 桥 梁 专 业 结
构 软件 ＭＩＡ Ｉ Ｉ Ｄ ＳＣＶＬ和 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ软 件 建 立 全 桥 开 启 跨模 型 ， 全桥 开 启跨 采 用 梁 单 元 模 拟 ｊ ３。利 用 截 面 刚度 等效 原 理用 单 箱 截 面 代 替 实 际 的双 箱 截 面 ，
设 计状 态不符。因此， 要对桥梁施工实施几何 线形 控制 ， 使其 在施 工 中的实 际位 置状 态与预 期状 态之 间的误差在 容许 范 围 内， 使成桥线性状态符合设计要求。 以海河钢箱梁开启桥工程施工监控为背景 ， 立有 限元模 型。先 用 Ａ Ａ Ｕ 建 Ｂ Ｑ Ｓ有限元软件 对施工过 程 中关键 工况的位移进行计算 ， 然后对施工几 何线形控 制理论 作 出详 细说 明。并 对施工 线性监控 实测数据进 行分 析研究 ， 出一定 的规律和结论 ， 得 为类似桥梁施工的线性控制提供参考和借鉴。
值， 目的就 是 保 证 桥 梁 成 桥 状 态 线 形 符 合 设 计 要 求， 而这 些 实 质 上 就 是 对 桥 梁 施 工 实 施 几 何 线 性
监 控 。桥 梁 施 工 几何 线 性 监 控 不 仅 是 桥 梁 施 工 技
术 的重要 组 成 部 分 ， 且 也 是 实 施 难 度 相 对 较 大 而
第 １ １卷
第２ ２期
２１ ０ １年 ８ 月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ ． Ｎｏ ２２ Ａｕｇ ２０１ １ １１ ． ． １
１７— １ １ （０ １ ２ —４ ６０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）２ ５６ —４
Ｓ ｉｎ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
的部 分 。对 不 同 体 系 、 同施 工方 法 、 同材 料 的 不 不 桥 梁 ， 施 工 监 控 技 术 要 求 也 不 一 样 。几 何 线 形 其 控 制 是 工 程 施 工 监 控 的 重 点 ， 了 使 主 梁 能 够 在 为 跨 中按设 计 要 求 顺 利 合 拢 ， 必 须 在 施 工 过 程 中 就
孑 桩基 础 ， 部结 构 为 大 体 积高 桩 承 台 ， 形墩 身 ， Ｌ 下 异
上 部结 构为 立转式 钢结 构 悬臂 梁 ， 长 ９ ． 全 ８ ５ｍ。桥 开 启 时 由桥 中 间 向两 侧 立 转 开 启 ， 动 半 径 为 ３ 转 ８
ｍ， 梁端 转动 角度 为 ８ ５度 ， 下通 航净 宽 ６ 桥 ８ｍ。桥
获取 的参 数 和 数 据 ， 每 一 施 工 阶 段 的 桥 梁 结 构 对
等 三部 分构 造 ， 主梁 主 跨悬 臂 部 分 采 用 变截 面 钢 箱
梁， 双箱单 室 ， 臂 根 部 截 面 高 ４ ｍ， 向沿 圆弧 线 悬 纵
பைடு நூலகம்
变化 至端部 截 面 高 １５ｍ。配 重 采 用 灰 口铁 ， 侧 ． 单