矮塔斜拉桥施工监控策略研究

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【摘 要】2000年我国建成了第一座矮塔斜拉桥——芜湖长江大桥，标志着矮塔斜拉桥这一桥型在我国桥梁建设中崭露头角。该桥型具有良好的结构受力性能和突出的经济效益，近十年该桥型出现的越来越多，无论是数量还是规模上都在不断刷新纪录。矮塔斜拉桥兼具梁桥和斜拉桥的受力特点，受力复杂，该桥型成桥状态与施工过程密切相关，施工过程控制不好直接影响设计成桥状态，而施工中由于结构受力的复杂性，给控制带来很大困难。研究该桥型的施工控制策略对于实现良好的设计目标具有重要意义，本文对矮塔斜拉桥的施工监控内容及监控的具体实施步骤进行了详细的分析，对该类型桥梁的施工监控具有很强的参考价值。

【关键词】矮塔斜拉桥；施工监控；监控策略

Low tower cable-stayed bridge construction monitoring strategy

Xue Xiong

(Hangzhou Zhijiang National Resort District, infrastructure and development centers Hangzhou Zhejiang 310000)

【Abstract】2000 China has built the first low-tower cable-stayed bridge - Wuhu Yangtze River Bridge, marked the low tower cable-stayed bridge type to emerge in China's bridge construction. Bridge type has a good structure to the mechanical performance and highlight the economic benefits of more and more the past decade, the bridge type, regardless of the number scale are constantly record. Dwarf tower cable-stayed girder bridge and cable-stayed bridge, the mechanical characteristics of both, are complex, bridge bridge into state and is closely related to the construction process, construction process control are not directly affect the design of the bridge state, while the construction the structural complexity of the force, has caused great difficulties to the control. Bridge construction control strategy for achieving a good design goal, this paper carried out a detailed analysis of short-tower cable-stayed bridge construction to monitor the content and monitor specific implementation steps, the type of bridge construction monitoring has a very strong reference value.

【Key words】Short tower cable-stayed bridge;Construction monitoring;Monitoring strategies

1. 引言

自2000年我国建成第一座矮塔斜拉桥——芜湖长江大桥，该桥是一座钢桁梁矮塔斜拉桥，公铁两用，主桥跨径组成为180m + 312m + 180m，是当时世界上跨度最大的矮塔斜桥，也是世界上首次采用钢桁梁作主梁的矮塔斜拉桥。该桥型在我国一出现就创造了诸多记录，在我国桥梁建设中表现了强大的生命力。然而矮塔斜拉桥受力机理复杂，成桥状态与施工过程密切相关，因此有必要根据实际的施工组织设计，对桥梁施工过程进行监测与控制，确保设计成桥的实现。

2. 矮塔斜拉桥施工监控内容

(1)成桥状态检算。

根据设计图纸，采用空间杆系有限元方法，对桥梁的整体受力、稳定性等进行计算，对桥梁正常使用状态性能进行评估，以明确设计思想及在后续的监控中贯彻设计意图。

对于结构体系复杂的结构可进一步采用三维精细化分析方法，建立塔、梁、索的精细仿真分析模型，对梁塔锚固点及结构整体空间受力特性进行分析。

(2)施工过程模拟。

根据施工单位提供的安装工序和流程，分别用正装和倒拆的方法，对桥梁结构在施工过程中各工况下的应力、变形等进行分析；并在考虑风荷载的条件下，对正处于安装状态的桥梁结构稳定性进行评估。

(3)安装参数确定。

根据施工过程正装和倒拆的分析结果，确定本桥梁的安装参数：构件无应力长度和安装预拱度。其中无应力长度，用于各构件的工厂下料；安装预拱度，用于控制现场各梁段的安装定位。

(4)施工过程监测与预警。

根据理论分析结果，确定结构受力最为不利的区域，并在该区域布置应力、温度和变形监测的传感器，对整个施工过程的结构应力、温度及变形等进行监测，并根据监测结果，对结构的安全进行评估和预警。

3.矮塔斜拉桥监控实施策略

3.1 监控思路。

矮塔斜拉桥，施工过程中应对其局部稳定和应力水平、空间受力特性及合理成桥索力和施工张拉力等进行综合考虑。其中局部稳定、应力及空间受力状态是控制的关键点。为此，宜采取以下控制思想：在局部稳定性和应力状况满足安全要求的前提下，对变形、应力（变）进行双控，从宏观上控制结构的变形，从微观上控制结构的应力。施工控制中需建立准确的结构计算分析模型；考虑外界的环境因素（如湿度等）对实测应力的影响；选择温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，适合于长期观测的应力测量计。通过上述措施使所测得的应力能正确反映结构的实际应力情况，从而为后续施工提供可靠的依据。