第 卷 第 期 年 月 文 章 编 号 6 四 川 理 工 学 院 学 报 自 然 科 学 版!"# $% " "&' "" $ " "' $ ("! 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 支 座 更 换 及 梁 体 复 位 施 工 监 控 研 究 黄 颖 许 永 吉 0 福 建 船 政 交 通 职 业 学 院 建 筑 工 程 系 福 州 *0 福 建 省 高 速 公 路 养 护 工 程 有 限 公 司 福 州 "" 摘 " 要 对 预 应 力 混 凝 土 连 续 ; 梁 桥 苏 洋 大 桥 进 行 了 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 通 过 对 施 工 过 程 中 的 梁 体 位 移 和 梁 体 应 力 应 变 进 行 实 时 监 控 苏 洋 大 桥 的 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 安 全 得 到 保 证 工 程 施 工 在 不 中 断 交 通 的 情 况 下 顺 利 完 成 通 过 对 大 桥 维 修 加 固 后 的 桥 梁 线 形 进 行 测 量 证 明 了 大 桥 的 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 完 成 了 既 定 目 标 关 键 词 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 支 座 更 换 梁 体 复 位 施 工 监 控 中 图 分 类 号.. 文 献 标 志 码 1 以 预 应 力 混 凝 土 连 续 ; 梁 桥 苏 洋 大 桥 的 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 为 背 景 工 程 对 苏 洋 大 桥 在 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 的 梁 体 位 移 梁 体 应 力 应 变 进 行 了 实 时 监 测 通 过 大 桥 的 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 式 监 控 保 证 了 大 桥 支 座 更 换 和 梁 体 复 位 施 工 的 安 全 顺 利 进 行 最 后 通 过 对 大 桥 加 固 维 修 后 的 桥 梁 线 形 进 行 测 量 对 大 桥 的 加 固 维 修 效 果 进 行 评 估 ) 背 景 工 程 图 苏 洋 大 桥 照 片 # 工 程 概 况 福 建 省 苏 洋 大 桥 图 位 于 福 银 高 速 公 路 福 州 段 其 上 部 结 构 为 预 应 力 混 凝 土 双 支 座 准 连 续 ; 粱 下 部 构 造 为 实 体 式 桥 台 和 柱 式 墩 桩 基 础 苏 洋 大 桥 中 心 桩 号 =., 左 右 幅 桥 长 均 为 - 桥 跨 组 合 为. < - 左 右 幅 均 共 有. 个 支 座 其 中 个 矩 形 板 式 橡 胶 支 座 个 四 氟 矩 形 板 式 橡 胶 支 座 # 主 要 病 害 原 因 及 其 现 状 根 据 福 建 省 高 速 公 路 养 护 公 司 年 现 场 检 测 的 结 果 苏 洋 大 桥 的 病 害 主 要 表 现 在 基 础 滑 移 桥 墩 偏 位 歪 斜 主 梁 梁 体 滑 移 偏 位 主 梁 梁 体 开 裂 和 支 座 变 形 破 坏 等 这 主 要 是 由 于 大 桥 所 处 的 地 理 位 置 特 殊 地 基 基 础 条 件 较 差 苏 洋 大 桥 位 于 软 基 地 段 软 基 面 积 大 深 度 厚 大 桥 建 成 后 大 桥 右 侧 新 建 一 座 水 泥 厂 地 表 堆 载 变 化 导 致 地 基 基 础 与 软 基 位 置 水 压 力 过 大 挤 压 桥 墩 向 左 侧 偏 移 地 基 和 基 础 的 不 正 常 偏 移 导 致 苏 洋 大 桥 桥 梁 上 下 部 结 构 偏 位 并 最 终 导 致 ; 梁 与 支 座 发 生 严 重 错 位 变 形 根 据 检 测 结 果 苏 洋 大 桥 右 幅 桥 梁 在 ; 梁 腹 板 翼 缘 板 和 横 隔 板 等 上 有 共 条 斜 裂 缝 + 条 纵 向 裂 缝 收 稿 日 期 ),) 基 金 项 目 福 建 省 交 通 厅 交 通 科 技 项 目 作 者 简 介 黄 颖,+) 女 福 建 宁 德 人 博 士 生 主 要 从 事 预 应 力 结 构 动 力 性 能 与 耐 久 性 方 面 的 研 究 ')- % +/0-
第 卷 第 期 黄 颖 等 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 支 座 更 换 及 梁 体 复 位 施 工 监 控 研 究, 斜 裂 缝 总 长 达 到 共, - 纵 向 裂 缝 总 长 达 到 + - 左 幅 桥 梁 有 条 斜 裂 缝 条 纵 向 裂 缝 斜 裂 缝 总 长 达 到 共 *, - 纵 向 裂 缝 总 长 达 到 共.+, - 苏 洋 大 桥 全 桥 多 个 支 座 出 现 橡 胶 开 裂 老 化 变 形 现 象 桥 墩 及 桥 台 也 出 现 裂 缝 及 支 座 垫 石 破 碎 脱 落 的 病 害 现 象 # 梁 体 复 位 施 工 工 况 根 据 现 场 施 工 要 求 将 苏 洋 大 桥 梁 体 复 位 工 程 施 工 分 为 四 个 主 要 工 况 工 况 *? 墩 +? 墩 左 幅 梁 体 复 位 工 况 *? 墩? 墩 左 幅 梁 体 复 位 工 况 *? 墩 +? 墩 右 幅 梁 体 复 位 工 况. *? 墩? 墩 右 幅 梁 体 复 位 根 据 各 施 工 工 况 的 分 析 结 果 在 主 梁 最 不 利 截 面 布 置 应 变 测 点 以 观 察 在 支 座 维 修 更 换 过 程 中 这 些 控 制 截 面 的 应 力 变 化 的 分 布 情 况 然 后 把 实 测 结 果 及 时 与 监 控 计 算 和 设 计 计 算 结 果 相 验 证 在 计 入 误 差 和 变 量 调 整 后 分 析 以 后 每 阶 段 乃 至 支 座 更 换 完 毕 后 结 构 的 实 际 状 态 苏 洋 大 桥 应 力 应 变 监 控 测 点 平 面 位 置 如 图 所 示 施 工 监 控 # 位 移 监 控 位 移 监 控 主 要 包 括 支 座 处 主 梁 的 局 部 位 移 和 全 桥 主 要 控 制 截 面 位 移 的 监 控 支 座 处 主 梁 的 局 部 位 移 监 控 是 控 制 分 级 顶 推 的 位 移 保 证 其 按 照 施 工 方 案 的 设 计 指 标 进 行 顶 推 并 防 止 其 横 桥 向 相 对 位 移 差 超 标 以 避 免 相 对 位 移 差 对 上 部 结 构 产 生 过 大 的 附 加 应 力 从 而 实 现 其 同 时 同 步 顶 推 其 具 体 的 监 控 方 式 为 在 顶 推 的 千 斤 顶 附 近 位 置 布 设 横 桥 向 的 位 移 计 测 点 监 测 上 部 结 构 梁 体 的 顶 推 位 移 量 保 证 相 对 位 移 差 满 足 设 计 要 求 苏 洋 大 桥 位 移 监 控 测 点 平 面 位 置 如 图 所 示 图 苏 洋 大 桥 应 力 应 变 监 控 测 点 平 面 位 置 # 梁 体 水 平 变 位 观 测 按 桥 位 现 场 的 地 形 情 况 结 合 具 体 桥 位 及 观 测 对 象 建 立 坐 标 量 测 控 制 网 如 图. 所 示 共 设 置 FB FBFBFB. 四 个 控 制 点 其 中 FB 位 于 右 幅 水 泥 厂 大 门 边 上 的 水 泥 地 上 FB 位 于 高 架 桥 右 幅 锥 坡 基 岩 上 FB 位 于 左 幅 国 道 路 肩 水 泥 地 上 FB. 位 于 左 幅 山 体 基 岩 上 图 苏 洋 大 桥 位 移 监 控 测 点 平 面 位 置 # 应 力 应 变 监 控 在 施 工 过 程 中 要 保 证 桥 梁 结 构 各 主 要 受 力 部 位 特 别 是 主 梁 结 构 的 应 力 在 预 想 和 容 许 的 范 围 内 需 对 其 进 行 应 力 监 测 与 控 制 以 确 保 结 构 在 施 工 期 间 的 安 全 性 图 梁 体 水 平 变 位 观 测 控 制 点 示 意 图 施 工 监 控 测 点 布 置 # 工 况 的 测 点 布 置 工 况 进 行 *? 墩 +? 墩 左 幅 的 梁 体 复 位 根 据 理 论 分 析 的 结 果 ). 在 ; 梁 梁 肋 底 部 布 置 位 移 测 点 以 测 量
* 四 川 理 工 学 院 学 报 自 然 科 学 版 年 月 在 分 级 加 载 工 况 下 主 梁 横 桥 向 的 位 移 位 移 测 点 平 面 布 置 如 图 所 示 +? 墩 位 移 测 点 横 桥 向 布 置 如 图 所 示 在 ; 梁 顶 板 下 缘 布 置 应 力 应 变 测 点 应 力 应 变 主 要 测 试 苏 洋 大 桥 在 梁 体 复 位 过 程 中 的 应 力 变 化 根 据 理 论 分 析 的 结 果 应 力 应 变 传 感 器 主 要 布 置 在 千 斤 顶 加 载 区 ; 梁 梁 肋 的 上 方 并 沿 纵 桥 向 分 布 应 力 应 变 测 点 平 面 布 置 如 图 所 示,? 墩 应 力 应 变 测 点 横 桥 向 布 置 如 图 所 示 图 工 况 7 墩 位 移 测 点 布 置 示 意 图 图 工 况 67 墩 位 移 测 点 布 置 示 意 图 图 6 工 况 7 墩 应 力 应 变 测 点 布 置 示 意 图 # 梁 体 水 平 变 位 监 测 的 测 点 布 置 如 图, 所 示 左 幅 在 梁 体 中 部 共 布 设 F F. 观 测 点 观 测 标 志 为 反 光 片 F F 为 设 置 在 防 撞 栏 杆 的 变 位 观 测 点 观 测 标 志 为 反 光 镜 同 时 设 置 桥 墩 变 位 观 测 点 F* 观 测 标 志 为 反 光 片 如 图 所 示 右 幅 在 梁 体 中 部 共 布 设 G G. 观 测 图 工 况 7 墩 应 力 应 变 测 点 布 置 示 意 图 # 工 况 的 测 点 布 置 工 况 进 行 *? 墩 +? 墩 右 幅 的 梁 体 复 位 根 据 理 论 分 析 的 结 果 在 ; 梁 梁 肋 底 部 布 置 位 移 测 点 以 测 量 在 分 级 加 载 工 况 下 主 梁 横 桥 向 的 位 移 位 移 测 点 平 面 布 置 如 图 所 示 *? 墩 位 移 测 点 横 桥 向 布 置 如 图 * 所 示 在 ; 梁 顶 板 下 缘 布 置 应 力 应 变 测 点 应 力 应 变 主 要 测 试 苏 洋 大 桥 在 梁 体 复 位 过 程 中 的 应 力 变 化 根 据 理 论 分 析 的 结 果 应 力 应 变 传 感 器 主 要 布 置 在 千 斤 顶 加 载 区 ; 梁 梁 肋 的 上 方 并 沿 纵 桥 向 分 布 应 力 应 变 测 点 平 面 布 置 如 图 所 示,? 墩 应 力 应 变 测 点 横 桥 向 布 置 如 图 + 所 示 工 况 和 工 况. 分 析 方 法 分 别 同 工 况 和 工 况 点 观 测 标 志 为 反 光 片 G G 为 设 置 在 防 撞 栏 杆 的 变 位 观 测 点 观 测 标 志 为 反 光 镜 同 时 设 置 桥 墩 变 位 观 测 点 G* 观 测 标 志 为 反 光 片 图 梁 体 左 幅 观 测 点 布 置 图 梁 体 右 幅 观 测 点 布 置
第 卷 第 期 黄 颖 等 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 支 座 更 换 及 梁 体 复 位 施 工 监 控 研 究 *. 施 工 监 控 结 果 及 分 析 # 7 墩 67 墩 右 幅 梁 体 复 位 *? 墩 +? 墩 右 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 实 测 位 移 与 施 工 单 位 的 加 载 量 基 本 一 致 测 得 的 位 移 之 间 的 差 别 在 -- 以 内 实 现 了 预 定 的 加 载 效 果 *? 墩 +? 墩 右 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 混 凝 土 主 梁 的 应 变 累 计 增 量 见 表 通 过 表 可 知 主 梁 复 位 前 后 混 凝 土 最 大 应 变 增 量 为 *. 受 拉 混 凝 土 的 弹 性 模 量 取. 43 则 混 凝 土 最 大 应 力 为 43 受 拉 工 况.. 初 始 值 第 一 级. 第 二 级. 第 三 级 * *., * 第 四 级... * 第 五 级 * 第 六 级 +,, * 第 七 级 * 第 八 级 *. *.,. # 7 墩 7 墩 右 幅 梁 体 复 位 *? 墩? 墩 右 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 实 测 位 移 与 施 工 单 位 的 加 载 量 基 本 一 致 测 得 的 位 移 之 间 的 差 别 在 -- 以 内 实 现 了 预 定 的 加 载 效 果 ) *? 墩? 墩 右 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 混 凝 土 主 梁 的 应 变 累 计 增 量 见 表 将 表 中 应 变 换 算 成 应 力 可 知 主 梁 复 位 前 后 混 凝 土 最 大 应 变 增 量 为 受 拉 混 凝 土 最 大 应 力 为. 43 受 拉 工 况 * * + + 初 始 值 第 一 级 * + 第 二 级.. # 7 墩 67 墩 左 幅 梁 体 复 位 *? 墩 +? 墩 右 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 在 工 况 分 级 加 载 过 程 中 实 测 位 移 与 施 工 单 位 的 加 载 量 基 本 一 致 测 得 的 位 移 之 间 的 差 别 在 -- 以 内 实 现 了 预 定 的 加 载 效 果 *? 墩 +? 墩 左 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 混 凝 土 主 梁 的 应 变 累 计 增 量 见 表 将 表 中 应 变 换 算 成 应 力 可 知 主 梁 复 位 前 后 混 凝 土 最 大 应 变 增 量 为 * 受 拉 混 凝 土 最 大 应 力 为 43 受 拉 工 况...... 初 始 值. 第 一 级. 第 二 级 +. 第 三 级 + + + + 第 四 级 + * * 第 五 级, 第 六 级. + + * 第 七 级.. + 第 八 级., +. 第 九 级.+.+ + +, 第 十 级. 十 一 级 十 二 级 *.... 十 三 级 * +. # 7 墩 7 墩 左 幅 梁 体 复 位 *? 墩? 墩 左 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 实 测 位 移 与 施 工 单 位 的 加 载 量 基 本 一 致 测 得 的 位 移 之 间 的 差 别 在 -- 以 内 实 现 了 预 定 的 加 载 效 果 *? 墩? 墩 左 幅 梁 体 复 位 施 工 过 程 中 混 凝 土 主 梁 的 应 变 累 计 增 量 见 表. 将 表 中 应 变 换 算 成 应 力 可 知 主 梁 复 位 前 后 混 凝 土 最 大 应 变 增 量 为 + 受 拉 混 凝 土 最 大 应 力 为. 43 受 拉 工 况.. * *. + +. 初 始 值 第 一 级., + 第 二 级. + # 梁 体 水 平 变 位 监 测 对 控 制 点 及 观 测 点 坐 标 进 行 量 测 初 始 观 测 时 假 设 FB 坐 标 后 视 FB. 为 零 方 向 量 测 各 控 制 点 及 观 测 点 相 对 位 置 如 图 所 示 如 图 所 示 右 幅 建 立 观 测 坐 标 系 其 中 以 : 轴 为 横 桥 方 向 G 轴 为 纵 桥 向 该 坐 标 系 下 FF 两 点 : 值 差 为 实 测 距 离 - 如 图 所 示 右 幅 以 G 为 原 点 建 立 坐 标 系 其 中 G 轴 为 横 桥 方 向 该 坐 标 系 下 G G 两 点 : 值 差 为 实 测 距 离 * - 表 为 该 坐 标 系 下 的 实 测 各 点 坐 标
* 四 川 理 工 学 院 学 报 自 然 科 学 版 年 月 表 左 右 幅 测 量 体 系 下 基 准 点 坐 标 测 点 横 桥 向 纵 桥 向 竖 直 向 FB.. ++ 左 幅 测 量 体 系 FB,,.,*,,.* FB + +, * +.+. **+ 图 各 观 测 点 及 控 制 点 之 间 平 面 位 置 关 系 右 幅 测 量 体 系 FB. + +*. *, * FB * * FB +,*,,.* FB. * * *.. **+ FB. *.,.. * 测 点 表 顶 推 后 右 幅 测 点 坐 标 :D- 横 桥 向 坐 标 GD- 纵 桥 向 FD- 竖 直 向 横 坐 标 差 值 D- G G ++ +*,. ++, * +* 监 测 应 力 应 变 监 控 和 梁 体 水 平 变 位 监 控 对 大 桥 梁 图 左 幅 测 量 体 系 体 复 位 和 支 座 更 换 施 工 过 程 中 和 施 工 前 后 的 混 凝 土 主 梁 应 力 变 化 施 工 过 程 中 的 梁 体 位 移 施 工 前 后 的 梁 体 水 平 变 位 情 况 等 指 标 数 据 进 行 了 连 续 观 测 保 证 了 大 桥 在 不 中 断 交 通 情 况 下 的 梁 体 更 换 和 支 座 更 换 施 工 安 全 并 得 出 以 下 结 论 在 分 级 加 载 的 过 程 中 实 测 位 移 与 施 工 单 位 的 加 载 量 基 本 一 致 测 得 的 位 移 差 别 在 -- 以 内 苏 洋 大 桥 混 凝 土 主 梁 梁 体 在 施 工 过 程 中 横 桥 向 测 点 F F 图 右 幅 测 量 体 系 表 顶 推 后 左 幅 主 要 测 点 坐 标 及 横 桥 向 差 值 :D- 横 桥 向 + + 左 幅 主 要 测 点 坐 标 GD- 纵 桥 向. ++ FD- 竖 直 向,.,. 横 坐 标 差 值 D- 表 示 出 了 左 右 幅 不 同 体 系 下 各 基 准 点 坐 标 表 示 出 了 顶 推 完 成 后 左 幅 主 要 观 测 点 F F 坐 标 及 其 横 桥 向 差 值 从 表 可 见 伸 缩 缝 两 端 梁 体 错 位 仅 为 - 顶 推 完 成 后 梁 体 线 形 较 为 平 顺 表 * 示 出 了 顶 推 完 成 后 左 幅 主 要 观 测 点 G G 坐 标 及 其 横 桥 向 差 值 从 表 * 可 见 伸 缩 缝 两 端 梁 体 错 位 仅 为 - 顶 推 完 成 后 梁 体 线 形 较 为 平 顺 结 论 苏 洋 大 桥 梁 体 复 位 和 支 座 更 换 施 工 过 程 中 通 过 移 变 形 协 调 一 致? 墩 或 +? 墩 顶 梁 体 的 位 移 大 小 约 为 *? 墩 顶 梁 体 位 移 大 小 的 一 半 各 工 况 下 预 计 加 载 的 位 移 与 实 测 位 移 基 本 一 致 实 现 了 预 定 的 加 载 效 果 在 梁 体 复 位 和 支 座 更 换 的 应 力 监 控 中 混 凝 土 主 梁 复 位 前 后 的 实 测 拉 伸 应 力 增 量 不 超 过 混 凝 土 容 许 拉 应 力 值 在 梁 体 复 位 和 支 座 更 换 施 工 过 程 中 主 梁 梁 肋 裂 缝 宽 度 和 长 度 没 有 发 生 变 化 综 上 所 述 苏 洋 大 桥 梁 体 复 位 和 支 座 更 换 施 工 过 程 应 力 位 移 和 裂 缝 监 控 结 果 表 明 桥 梁 结 构 构 件 在 施 工 过 程 中 是 安 全 可 靠 的 参 考 文 献,, ) 中 华 人 民 共 和 国 行 业 推 荐 性 标 准 %
第 卷 第 期 黄 颖 等 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 支 座 更 换 及 梁 体 复 位 施 工 监 控 研 究 *,, ) 华 人 民 共 和 国 行 业 推 荐 性 标 准 % 陈 宝 春 桥 梁 工 程! 北 京 人 民 交 通 出 版 社 马 昌 喜 张 正 科 张 军 平 等 公 路 交 通 可 持 续 发 展 动 态 评 估 实 证 研 究 兰 州 交 通 大 学 学 报 ) 张 生 瑞 邵 春 福 严 海 公 路 交 通 可 持 续 发 展 评 价 指 标 及 评 价 方 法 研 究 中 国 公 路 学 报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