矮塔斜拉桥施工方案(双拱塔斜拉桥施工控制)

(1)荔波县大桥， 官塘市位于荔波县市东部，官塘大道上，大桥， 樟江，下游800米处，是荔波县市石莱坝区与老城区的重要桥梁。桥长180米，起始桩号K0 030.5，终止桩号K0 210.5。跨度布置为85.85米双拱单塔双索面预应力混凝土双主梁斜拉桥。该桥设计等级为一级公路，总宽32米，双向四车道。

(2)主梁采用C55混凝土，为实心双梁截面。全桥采用等高截面，截面高度为2.24米(在主梁中心线处)。应在标准截面的纵向每隔8米设置一个隔板。桥面分为八个施工梁段，标准段长8m，合拢段长2m，采用后支点挂篮悬挂。主塔为Q345D级钢结构，截面外形尺寸为32002500毫米(从横桥至)。J0-J2段钢箱壁厚为40毫米，其他段为30毫米。钢塔施工采用分段悬臂拼装。全桥设置29水平拉索和49斜拉索。桥梁总体布置见图1。

图1 2号桥的立面布置图。斜拉桥施工控制的一般方法

2.1事后调整控制方法。事后调整控制法是指在施工过程中，当发现结构状态不符合设计要求时，通过一定的补救措施，对结构进行调整以满足设计要求的方法。然而，这种方法只适用于内力和结构线性可以调整的特殊情况，斜拉桥可以视为其中之一。

2.2预测控制方法。预测控制法是指在考虑影响桥梁结构状态和施工目标的各种因素后，预测对结构形成前后各施工段的状态，使施工能够沿着预定的轨道进行，直至施工阶段顺利完成的方法。该方法适用于所有类型的桥梁，对于对成为不可调整结构的桥梁，其施工控制必须采用该方法。如预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂施工时，已完成的节段状态不能调整，只能调整对待施工的节段状态。由此可见，预测控制方法是桥梁施工控制的主要方法。

2.3根据官塘大桥， 本桥的结构特点和施工方法，采用后调整法和预测控制法相结合，遵循“预测——，施工——，实测——，对与——对比，调整——，预测”的方法，在对进行施工控制

3.施工控制的工作内容

3.1 大桥， 官塘施工控制的工作内容主要包括四点。

(1)施工过程的模拟计算旨在获得施工过程中全桥的理论数据。

(2)施工期间的现场监测，目的是获取施工期间全桥的实测数据。

(3)施工过程中的参数识别：根据(1)和(2)中获得的数据，可以识别对大桥的相关参数，得到各施工阶段的高程和索力。

(4)索力施工期间的调整。

图2全桥模型图3.2施工过程模拟计算。

(1)官塘大桥的模拟计算采用Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，该模型主要基于设计院提供的图纸，必要时进行了简化。在建模过程中，考虑到网格划分的方便性和后期观测结果的需要，合理地圈定了对模型的区块

(2)结构分为183个平面梁单元和217个节点。其中，主梁单元96个，塔基单元6个，主塔单元48个，斜拉索单元模拟的斜拉索单元27个，桥墩单元6个。塔基和桥墩的加固。软件中的吊篮系统对吊篮进行模拟，每套吊篮分为两个单元。在对现有结构进行分析计算的基础上，利用三维实体单元对结构的细节进行了真实模拟。根据施工设计确定的施工过程和设计提供的基本参数，在对，施工过程中进行实时模拟计算，从而得到详细、准确、详细、可靠的对期分析结果和控制数据。

3.3施工期间的现场监控。为了随时掌握施工过程中主梁和索塔的实际应力和位移，并对结构计算进行检查和指导，施工过程中需要在索塔中埋设应力传感器、张力传感器，并设置位移观测点。然而，当考虑这些部件的布局位置时，注意到整个桥梁测试也可以在将来应用。索力，应力、温度和位移应同时观测，也就是说，所有可测点都应每次观测，并有规律地进行测量(在温度阶段对稳定时，即日出前的早上7:00-9:00)以形成一套完整的观测数据。

3.4施工过程中的参数识别。由于设计中使用的材料弹性模量、结构自重、混凝土收缩徐变参数等设计参数与实际工程中显示的参数不完全一致，施工中的各种误差会导致主梁标高和斜拉索索力偏离设计目标，并随着斜拉索悬臂的不断延伸而逐渐积累。如果不及时有效地进行控制和调整，最终会造成合拢困难，影响成桥后的内力和线形。为了消除设计参数不准确造成的设计与实践的不一致，应在施工过程中采用最小二乘法和自适应卡尔曼滤波法对来识别和调整这些参数。

4.1 卡尔曼滤波法.在本项目中，卡尔曼滤波法用于偏差处理和索力调整。卡尔曼滤波法类似于一次性张拉法，但目前的张拉力不是原来计算的索力，而是索力根据实测位移值通过滤波和反馈控制计算的修正值。它将梁的扰度X视为随机状态向量，将索力u视为附加控制向量，通过适当选择索力控制最终梁端或塔顶位置达到规定值，因此其对位置的控制绝对是对，而对于索力的控制在满足设计位置和以结构能量为最小条件的基础上是最优的。

4.2 索力测试。测试方法。本桥， 索力，对采用微振动法，该方法速度快，设备简单，综合误差可控制在5%以下。

微振动法是通过测量电缆的固有振动频率来计算索力。

T=4W1gl2〔fn1n〕2=4W1gl2F2

其中：t —— 索力(北)

W——单位电缆长度的重量(Kg/m)

fn——电缆的第n个固有频率(赫兹)

l——电缆的计算长度(m)

N——电缆固有振动频率阶

G——重力加速度(9.81米/秒2)

F——电缆的固有振动基频

由于待测拉索数量大、索力大、规格多，拟采用微振法(也称弦振法)进行测试，以满足对索力快速准确测量的要求

4.3 索力对比率分析。

(1)本桥的模拟计算采用Midas-Civil结构计算软件建立的有限元模型，以成桥索力的设计作为成桥索力的合理目标值，通过反拆——正演迭代法反复调试确定初始张拉索力，成桥索力的最终计算和设计见表1和表2。

(2)电缆调整后的实测索力和设计索力见表3和表4。

(3)索力最大差值出现在水平索上游侧的Z4处，比设计值索力，大225千牛，比设计值大4.64%，小于设计值5%的允许偏差。

5.结论

(1)根据官塘，对， 大桥的施工工艺，基于有限元理论，利用土木工程专业结构分析与优化设计软件MIDAS-Civil建立全桥仿真分析模型。并阐述了斜拉桥，对施工控制的分析方法。

(2)采用后调整法和预测控制法相结合的方法，遵循“预测——施工3354实测——对比——调整——预测”的方法，将模拟计算、施工、测量、参数识别和误差修正有机地结合起来，有效地控制了索力，高程和主梁应力，及时修正各阶段的误差，避免误差积累，最终获得较好的结构内力。