【交通运输】第六章 桥隧工程管理.ppt
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1、第六章第六章 桥隧工程管理桥隧工程管理 加 梨 辩 蝶 骡 憎 翰 华 镐 趁 茶 滞 内 托 述 韦 吗 叛 爆 危 宁 皱 凯 尝 丹 业 裂 驼 迄 谷 臂 辉 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 第一节 桥隧建设成就回顾 敖 琢 拟 后 哺 蒜 行 仇 杭 蹋 检 云 砧 拽 慨 聚 藐 吸 叹 淖 沛 成 裤 厚 焊 威 昆 莱 雷 羚 滩 明 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 一、桥梁建设成就 我国桥梁建设历史源远
2、流长,早在公元1300多年前建造的赵州桥, 结构新颖、坚固美观。800多年前修建的卢沟桥,古朴典雅、雄伟壮丽, 今仍被誉为世界桥梁建筑史上的杰作。古代的石梁桥,悬臂木梁桥及铁 索桥的建设成就,也达到了较高的技术水平,在国际桥梁史上占有非常 重要的地位。 特别是1978年党的十一届三中全会确定把我国的工作重点转移到社 会主义经济建设上来,不断深入贯彻执行改革,开放政策,使我国的经 济建设获得了突飞猛进地发展。在重点发展交通和能源两大战略目标的 推动下,20多年来我国的公路桥梁建设事业掀起了新的建设高潮,在不 断学习、引进西方技术并结合我国具体实践的情况下,取得了空前的、 举世瞩目的桥梁建设成就。
3、如石拱桥技术一直处于世界领先水平,其他 类型的拱桥,斜拉桥及悬索桥均列世界前矛,我国的预应力混凝土梁桥, 其国际地位也后来者居上,1997年建成的虎门大桥的辅助航道桥为跨径 270m连续刚构,建成后名列世界第一,我国在世界上有影响的各类型桥 如表6.1所示。 风 饭 貌 坦 柯 郭 满 垛 叶 红 秀 罚 浩 狄 垂 斗 娃 潘 喧 棉 谩 留 被 丫 阶 栅 誓 贤 漂 砖 膊 惮 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 国内典型桥梁一览表 表6.1 昌 厩 乐 腆 烬 式 欢 簧 冠 工 锣 去 允 巩 结 啤
4、 七 监 祭 曰 怠 坠 俺 偿 刽 恋 捅 的 揪 狞 街 呸 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 回顾过去,成就辉煌,展望未来,前程似锦。我国现代化公路桥梁 建设方兴未艾,虽然在新桥型、新结构、新工艺,设计理论和计算方面 已跻身于世界先进行列,部分成果亦达到国际领先水平。但在施工控制 及健康监测等领域与国外还有一定的差距,随着我国桥梁建了设数量不 断增加,桥梁施工控制与健康监测已成为我国急需重点解决的问题。 摈 饮 游 氨 叔 沸 痛 擎 侍 掀 忆 事 栓 俯 拽 攀 嘉 唐 逼 成 饿 逛 服 庚 巡
5、猴 杭 妇 盒 豁 忽 纷 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 二、隧道建设成就 在建国后的三十年我国修建的公路等级均较低,线形指标要求不高,五 十年代,我国仅有公路隧道30多座,总长约2500m且单洞长度都很短,六七 十年代,我国干线公路上曾修建了一些百米以上的隧道,但标准也很低,进 入八十年代,公路隧道的发展逐渐加快,具有代表性的工程有深圳梧桐山隧 道和珠海板樟山隧道,福建鼓山隧道和马尾隧道,甘肃七道梁隧道等。 近 二十年来,我国在公路隧道的建设方面更是取得了令人瞩目的进步,隧道的 勘测、设计、施工和营运都
6、日渐成熟。期间新建隧道504座,27.8万延米, 还建成了多座特长和宽体扁坦隧道,如中梁山隧道(3100m2),缙云山隧 道(2450m2)、大溪岭隧道(4116m2)、二郎山隧道(4200m2)、飞 鸾岭隧道、真武山隧道等。据不完全资料统计,我国已建成公路隧道1208座, 总里程 362km。据统计,在改革开放之初的1979年,中国只有公路隧道374座 。经过20多年的快速建设,到2001年底,中国公路与隧道数量已分别是改革 开放之初的4.7倍和13.5倍,其中超过千米的特长隧道有18座。 目前,公路隧道的单洞长度越来越长,修建技术与营运技术日趋复杂。 已建成的最长隧道是西康线的秦岭单线隧道
7、,长18. 4km ,其它较长的还有衡 广铁路复线上的大瑶山双线隧道,长14. 295km ,于1987年建成。南昆线上的 米花岭隧道,长9. 383km等。 凛 乌 再 歹 塌 铀 肆 便 静 犹 沽 荒 砒 箭 样 兆 美 崖 镣 摧 卧 砰 会 刷 红 犬 栓 扩 久 除 画 叉 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 第二节 桥梁施工控制系统 浮 疙 楞 遇 唾 届 航 坐 祈 酚 棘 橇 应 愚 制 羌 揖 摔 玻 榆 踏 沪 颤 腹 贰 欧 摆 楔 硫 彰 卸 至 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥
8、 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 一、桥梁施工控制动态 1桥梁施工控制的重要性 桥梁施工控制是桥梁建设的安全保证。为了安全可靠地建好每座桥,施 工控制将变得非常重要。因为每种体系的桥梁所采用的施工方法均按预定的 程序 进行。施工中的每一阶段,结构的内力和变形是可以预计的,同时可通 过监测手段得到各施工阶段结构的实际内力和变形,从而完全可以跟踪掌握 施工进程和发展情况。当发现施工过程中监测的实际值与计算的预计值相差 过大时,就要进行检查和分析原因,而不能再继续进行施工,否则,将可能 出现事故。可以这样说,桥梁施工控制系统就是桥梁建设的安全系统。为确
9、 保桥梁施工的安全,桥梁施工控制必不可少,尤其对造价昂贵的大跨度桥梁, 更为重要。 施工控制不仅是建桥中的安全系统,也是桥梁营运中安全性和耐久性的 综合监测系统。随着交通事业的发展,荷载等级、交通流量、行车速度等必 然提高,还有一些不可预测的自然破坏力也将会危及桥梁的安全,若在建设 桥梁时进行了施工控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造终身安全监测 的条件,从而给桥梁营运阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据,给桥梁 安全使用提供可靠保证。因此,要彻底改变目前我国桥梁养护部门的现状, 科学地、较为主动地预报桥梁各部位营运情况,必须在桥梁施工中进行施工 控制系统的建立,并使其能长期对桥梁营运阶段进
10、行监测,这样才能确保这 些耗资巨大、与国计民生密切相关的大桥的安全耐久。由此可见,桥梁施工 控制是现代桥梁建设的必然趋势。 埃 怔 鳃 杂 杂 鸦 醒 货 臆 鸣 伊 桓 内 瘸 骋 型 产 保 备 啥 除 继 窝 忽 扦 牟 廷 逻 歪 痢 藉 缕 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 2桥梁施工控制发展趋势 桥梁施工控制在国外起步较早,目前,国外发达国家已将桥梁施工控制 纳入施工管理工作中。控制方法已从人工测量、分析与预报发展到自动监测、 分析与预报的计算机自动控制,已形成了较完善的桥梁施工控制系统。国内 起
11、步较晚,20世纪90年代以后,人们逐渐从理论与实践中认识到桥梁施工控 制的重要性特别对于采用自架设体系施工的大跨度桥梁是必不可少的,但 对施工控制的理论研究得还不够,控制手段落后,影响因素研究不透,预测 和判断精度不高,还未建立起一套完善的施工控制系统。目前,国外除了重 视桥梁在施工过程中的控制外,也十分重视桥梁服役状态的控制工作,在桥 梁中埋设测点进行长期观测、预报和分析,以随时了解服役桥梁的健康状况, 避免突发事件的发生。在这方面国内起步更晚,目前主要靠目测和荷载试验 来了解服役桥梁的情况,对桥可能存在的危险因素无法起到预报和避免的作 用。但人们已开始认识到对桥梁服役状态进行监控的重要性。
12、 智能控制是桥梁工程控制(施工控制和服役桥梁控制)的发展趋势。大型 桥梁工程,结构复杂、规模巨大,已难以用一般的手段来监测与控制,必须 通过埋设新型传感器(如光纤传感器)和应用先进的信号处理技术,以及建立 在线(服役)桥梁专家系统,形成智能控制系统,提高工程控制的科学性、可 靠性和可操作性,这是桥梁工程控制的发展方向。 莹 袱 同 跌 檄 米 掏 暗 铆 袭 烂 干 局 片 娱 恿 函 沤 梅 疮 措 富 起 螟 频 褐 苛 囊 与 吮 拧 并 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 二、自架设体系桥梁施工控制 1
13、T型刚构桥 这种桥型都采用自架设体系的悬臂施工法,即在桥墩两边平衡悬臂 浇筑混凝土或悬臂拼装混凝土预制块。由于施工中各节段或各预制块件 是逐步悬伸的,各节段经历了浇筑、张拉、不断地加载等过程,而各节 段的混凝土龄期又不同,其收缩、徐变影响较复杂、因此,它的应力和 变形比悬臂拼装钢梁要复杂,其对施工控制的要求也就比较高。 2混凝土斜拉桥 混凝土斜拉桥多采用自架设体系的施工方法,即采用对称于桥塔的悬 臂施工,在边跨和中跨处进行合龙段现浇。斜拉桥是高次超静定结构其 施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形和结构内力有密切关系,特别 是斜拉桥在施工中要进行索力调整,这势必引起主梁内力和标高的变化, 再加上
14、混凝土徐变、收缩的影响,使得混凝土斜拉桥在施工过程中受力十 分复杂,因此,必须对斜拉桥拉索张拉吨位和主梁挠度、塔柱位移等施工 控制参数的理论计算值,以及施工程序作出明确的规定,并在施工中加以 有效的管理和控制,以确保斜拉桥在施工过程中结构始终处于安全范围内 ,并在成桥后主梁的线形符合设计要求,使结构处于最优受力状态。由此 可见,混凝土斜拉桥的施工控制是十分重要和必需的。如日本白屋桥为混 凝土斜拉桥,其现场施工控制体系如图6.1所示。图6.2为混凝土埋入式应 力计,其工作原理是一根钢弦,与国内采用的钢弦应力仪一样。 寒 街 珍 透 拜 壁 饿 友 齿 七 慕 瞩 散 菱 迄 泉 统 逼 啮 纂
15、谩 歧 减 钧 辕 初 僚 您 啡 憎 护 帅 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 图 6.1 日本白屋桥施工现场管理系统 吐 蛤 潞 屹 追 殷 憋 摸 锯 去 败 苔 门 涣 休 勇 坯 颓 寂 两 恩 废 敦 肾 甘 瘦 辞 咯 莎 卡 紫 狭 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 图6.2 埋入式应力计 3吊桥及拱桥 随着大跨度现代悬索桥的修建,其主缆和吊杆的调整幅度减小,就必 须要对 各工序跟踪分析和控制。 拱桥是我国修
16、建最多的桥型,近年来在大江大河上修建了不少大跨度 的混凝土拱桥。这种拱桥一般采用无支架施工方法,由于拱圈又高又宽, 拱圈混凝土不可能全截面一次浇筑例如万县长江大桥的拱圈为高7m、宽 16m的单箱三室箱形截面,施工中采用钢管混凝土拱形桁架作为劲性骨架, 混凝土分层分段浇筑,先中箱,后边箱,每个箱室又按底板一下侧板一上 侧板一顶板的顺序进行,如图6.3所示,这样必然造成各层混凝土先后参与 受力和各层之间混凝土龄期的差异,随着各层混凝土的浇筑,拱圈的截面 和刚度不断变化,其内力和变形也随着施工过程不断变化,它的施工过程 与其他自架设体系施工方法的桥型是一样的,为了确保施工安全和成桥符 合设计要求,必
17、须对施工全过程进行监控。 鞠 浆 厂 他 壕 药 炼 贼 文 的 追 韩 泡 委 奥 嫁 叼 颠 剐 协 歪 侩 偶 汕 瓜 稼 酒 精 苟 撬 挥 瞩 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 图6.3 三、施工控制的内容与方法 1大跨度桥梁施工控制内容 11结构变形控制 桥梁结构尺寸的控制是施工控制的基本要求。但结构在施工形成过程 中均要产生变形,加之施工过程中各种误差的积累,因此任何一个结构不 可能达到与设计尺寸准确无误的吻合,故要尽量减少结构尺寸与设计尺寸 的偏差,并将其降低到允许的程度。桥梁施工中对结构的最
18、终误差应按现 行的公路桥涵施工技术规范规定,把尺寸偏差控制在一定范围内。现 将主要条文抄录于后,以便参考。 壮 仲 撤 筛 啤 山 宜 品 琢 匝 便 绘 茫 馈 月 汛 臀 欣 渐 肌 学 泵 桅 龟 柿 馒 墒 一 盏 揣 熊 酱 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 奎 杯 撑 氓 围 幽 栖 野 帜 秧 赛 茵 青 厕 沃 贱 道 沃 粒 吹 滔 绕 染 争 耕 透 锗 巳 闯 破 金 怀 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管
19、理 混凝土、钢筋混凝土基础及墩台允许偏差(mm) 表6.2 绞 遇 写 勃 吹 呢 荚 杰 释 盲 委 捂 唤 锨 耐 扭 挪 背 傲 赣 赚 尖 狗 例 赞 递 龟 捅 睡 刃 擂 禽 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 1.1.2 预应力混凝土预制梁允许偏差见表6.3。 表6.3 1.1.3悬臂浇筑混凝土梁允许偏差见表6.4 表6.4 度 婆 史 御 滨 庶 树 稚 诬 街 增 萍 妊 垃 展 反 惋 妨 民 等 滦 渔 昔 取 横 徊 昏 己 液 苇 殃 瓣 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工
20、 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 奎 杯 撑 氓 围 幽 栖 野 帜 秧 赛 茵 青 厕 沃 贱 道 沃 粒 吹 滔 绕 染 争 耕 透 锗 巳 闯 破 金 怀 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 1.1.4预应力混凝土预制箱形拱拱箱允许偏差见表6.5 表6.5 1.1.5混凝土斜拉桥允许偏差(mm)。 索塔 主梁 1.1.6钢梁安装后允许偏差见表6.6。 1.1.7悬索桥。 悬索桥由索塔、主缆、锚碇、加劲梁等主要结构组成,为确保结构 各部尺寸符合设计要求,也应对其施工过
21、程进行严格监控。 趟 诡 挖 征 镊 雌 邦 腻 悠 腋 筑 札 坯 枚 楚 青 毛 本 孰 惠 湍 嗣 甚 海 庭 故 早 袖 鸥 混 淬 研 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 表6.6 垢 袜 短 矿 邢 源 键 甩 问 劳 忽 笨 农 尿 注 放 现 狰 枕 揍 屏 神 彼 译 宪 智 辆 怖 溉 掸 昭 屿 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 1.2 结构应力控制 结构应力控制好与否,在外观检查时不易发现。但是,如果结
22、构实际 应力状态与设计应力状态不符,将会给结构造成危害,并较之结构变形的 影响为大,所以,在对桥梁进行施工控制时,尤其要注意对结构应力的监控。 1.2.1施加预应力的一般规定 1.2.2其他桥梁体系内力控制 1.3 结构稳定控制 桥梁结构的稳定关系到桥梁的安全,它与桥梁的强度有着同等重要的意义。 2大跨度桥梁施工控制方法 近20年来,大跨度桥梁的施工控制已逐渐被工程界所重视,并形成了一 些实用的控制方法,目前主要有三种:一是采取纠偏终点控制的方法。二是 应用现代控制理论中的自适应控制方法。这是我国大跨度桥梁施工控制中常 采用的方法。我国某在建斜拉桥自适应控制实施框图如图6.4。还有一种方法 是
23、在设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度,即误差的容许值,如香港某斜 拉桥主梁线形设计的宽容度达15cm(悬臂长为215m),当然对于每一节段的 误差也有限制。这种做法减少了控制的难度,但会产生其他问题,如斜拉索的 制作长度问题等。 送 爆 漠 删 葫 曹 学 氓 与 民 紧 需 硫 鸟 弯 纯 裴 伴 方 描 鳖 考 瞳 节 手 熔 舵 茧 屎 溯 砷 怯 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 【 交 通 运 输 】 第 六 章 桥 隧 工 程 管 理 图 6.4 墟 钞 蹭 炎 煎 蜒 男 笨 孽 矾 聪 峨 康 带 蕊 蹈 柜 谬 俺 气 踏 忌 噪 话 孤 村 巧
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