【預(yù)應(yīng)力混凝土施工控制研究6300字（論文）】

預(yù)應(yīng)力混凝土施工控制技術(shù)研究目錄TOC\o"1-3"\h\u218961引言 277582相關(guān)概念 331142.1施工控制的內(nèi)容 3167042.2施工控制的發(fā)展趨勢 3246833橋梁施工監(jiān)控數(shù)據(jù)分析 4226143.1工程概況 4323243.2結(jié)構(gòu)線形監(jiān)控 5311303.2.1觀測時間、項目與頻率 5157823.2.2測量結(jié)果分析 558953.3結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控 88373.3.1傳感器的選擇 8231973.3.2應(yīng)力監(jiān)控測點的布置 8124963.3.3應(yīng)力監(jiān)控的內(nèi)容 10184823.3.4測量結(jié)果分析 10266324結(jié)論與展望 1431428參考文獻 15摘要：橋梁作為交通運輸網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的重要組成部分，在我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的當(dāng)下，有了更重要的作用和更高的要求。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋因其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、受力性能及動力性能好、施工技術(shù)成熟且適用性強，得到了廣泛的運用。而大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋由于其施工工藝的復(fù)雜性，以及對橋梁質(zhì)量要求的提升，在結(jié)構(gòu)的安全性得到關(guān)注的同時，施工控制的重要性就不言而喻了。本文以下壟舞水特大橋(48+80+48)m連續(xù)梁作為分析對象,對該連續(xù)梁的施工監(jiān)控與仿真結(jié)果以及連續(xù)梁成橋后的溫度效應(yīng)影響進行了研究。關(guān)鍵詞：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，施工監(jiān)控，線性監(jiān)控，應(yīng)力監(jiān)控1引言橋梁作為一種人工構(gòu)筑物，長久以來一直是人類克服天然地理障礙并構(gòu)建交通聯(lián)系的重要依仗。建于隋代的河北省趙縣趙州橋，雖已年代久遠，至今仍屹立不倒，具有非常高的建筑價值和藝術(shù)價值。用于現(xiàn)代橋梁的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋形式已有100多年的歷史，因其結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、受力性能及動力性能好、施工技術(shù)成熟且適用性強，得到了廣泛的運用。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋一般采用變截面梁體，可以滿足不同梁體截面的不同受力要求，其主要斷面形式是箱型截面，在曲線上，其變形擾度曲線的變化相對平緩。作為一種建筑物，連續(xù)梁橋施工方便，車輛行駛平穩(wěn)舒適，因而得到越來越多的重視和使用。施工監(jiān)控是橋梁建設(shè)過程的核心部分，是質(zhì)量嚴格控制的保障，對施工過程及成橋運用后期管理與養(yǎng)護提供大量的參數(shù)和依據(jù)。施工監(jiān)控的意義是通過數(shù)據(jù)監(jiān)控使整體橋梁處于有效控制之中，對不同工況的線形和應(yīng)力進行檢測，保證橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中一直處在最優(yōu)狀態(tài)。施工監(jiān)控工作與后期成橋荷載試驗結(jié)合起來，可以有效地對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性作出評價，從而驗證橋梁施工質(zhì)量的保證及安全可靠性。而在橋梁通車運營后，繼續(xù)對橋梁進行長期監(jiān)測，能夠?qū)κ褂弥械臉蛄哼M行持續(xù)地安全評估。2相關(guān)概念2.1施工控制的內(nèi)容施工成本是建設(shè)該項目所涉及的所有生產(chǎn)成本的總和，即在建設(shè)期間折舊、租賃、經(jīng)營和租賃的主要材料、消耗品、組件和供應(yīng)品，施工人員和施工隊在組織和管理過程中產(chǎn)生的所有費用。成本控制是指在項目建設(shè)過程中實施項目成本計劃。通過技術(shù)比較和數(shù)據(jù)分析評估成本計劃的實施，及時確定項目流程成本問題，分析原因，并實施改進措施以按計劃的程度管理項目成本。施工控制是成本控制的重要組成部分。施工控制是指通過采取有效措施確保對資源實際消耗的嚴格控制以及在項目實施過程中所產(chǎn)生的實際動態(tài)成本的連續(xù)收取。實際成本和計劃成本都包含在項目中，比較實際成本和計劃成本，計算實際成本和計劃成本之間的差額，執(zhí)行分析和反饋，并采取特定步驟來控制項目建設(shè)過程中的額外支出。2.2施工控制的發(fā)展趨勢施工控制研究有許多參考價值對土木工程的提升與建筑施工控制有重要意義，但兩者研究的側(cè)重點不一樣。在施工控制領(lǐng)域，美國提出了著名的“哈頓矩陣模型”，該方法首先確定了與事故相關(guān)的因素，然后這顯示了矩陣中事故因素之間的關(guān)系。矩陣中各元素的合理干擾可有效降低事故發(fā)生頻率和危害程度。理論上，Chandraekaran等人認為，我們需要創(chuàng)造良好的社會環(huán)境和傳統(tǒng)，提高相關(guān)法律法規(guī)的有效性，減少危險行為，避免重復(fù)發(fā)生事故。Hinze認為，以利潤最大化為目標的施工安全計劃將對項目施工安全產(chǎn)生負面影響。但是，他們認為公司經(jīng)理重視和支持施工安全生產(chǎn)，提高施工安全性。美國綜合戰(zhàn)略施工安全計劃制定了施工安全發(fā)展戰(zhàn)略，實施4E戰(zhàn)略，即工程、教育、環(huán)境和刑事檢控，MzeePhilemonKazirail審查了《建筑安全事故法》，提出了一系列定量安全評估指標。此外，國外一些學(xué)者認為，土木工程施工安全監(jiān)督是解決土木工程施工施工安全問題的第一條途徑，并發(fā)展了一系列土木工程施工施工安全監(jiān)督理論和模型。在施工安全措施審查的背景下，新加坡的張志賢開發(fā)了一種稱為建筑施工安全指標評估工具的評估工具。這是一個有效的建筑和土木工程施工安全監(jiān)督評價方案，施工安全文化中的施工安全成因模型和氣候評價指標體系取得了顯著的進展。張麗萍認為，建筑與土木工程管理應(yīng)不斷探索新方法，引進新技術(shù)，形成一套籠式施工控制方法。鑒于各單位應(yīng)成立專業(yè)的事故預(yù)防和控制小組，組織專業(yè)和有經(jīng)驗的工作人員進行現(xiàn)場檢查和施工安全事故檢查。李書峰通過分析中國建筑企業(yè)的特點、風(fēng)險和成因，構(gòu)建了一個預(yù)警模型，段望英認為，科學(xué)合理運用施工安全措施的成本有助于實現(xiàn)施工安全。于信提出并建立了一個項目設(shè)計施工安全監(jiān)測中心，詳細介紹了建筑施工安全風(fēng)險監(jiān)測子系統(tǒng)，并介紹了其在實際項目設(shè)計中的應(yīng)用。張潔浩開發(fā)了一套施工安全監(jiān)測系統(tǒng)，在正常運行中，應(yīng)模擬現(xiàn)場施工人員的危險行為，并檢查系統(tǒng)的可行性，王飛以某公司為例，得出了傷害的結(jié)論。通過建立合理的施工項目組織模型和施工安全評價模型，可以有效降低施工技術(shù)水平。許多研究者還從宏觀的角度探討了如何提高建筑工程的施工安全和施工水平以及工廠施工安全，以期完善國家對建筑工程施工控制的機制和方法。建設(shè)和進一步提高建筑業(yè)的施工安全。為了確保建筑模型的未來發(fā)展，進行了建設(shè)性的討論，他認為只有施工安全生產(chǎn)進入建筑，才能保證施工安全。該口號強調(diào)，美國必須對與施工有關(guān)的公共政策問題的結(jié)構(gòu)作出一些根本性的改變。3橋梁施工監(jiān)控數(shù)據(jù)分析3.1工程概況下壟舞水特大橋橋址位于懷化市鶴城區(qū)鴨嘴鎮(zhèn)李公灣村（舞水太平溪河口下游約2.1km處），橋址范圍地勢平坦，橋梁依次跨越滬昆客專隧道、規(guī)劃高堰路、G65包茂高速、規(guī)劃舞陽大道、舞水、G209國道（本業(yè)大道），橋址上下游兩岸居民較多。本橋為雙線無縫線路，線間距5.0m，橋上鋪設(shè)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，最大縱坡為20‰，曲線半徑為4500m。全橋孔跨布置為：32m簡支箱梁+（60+100+60）m連續(xù)梁+24m簡支箱梁+5*32m簡支箱梁+24m簡支箱梁+9*32m簡支箱梁+(39+72+40)m連續(xù)梁+32m簡支箱梁+(48+80+48)m連續(xù)梁+32m簡支箱梁+2*24m簡支箱梁+（32+48+32）連續(xù)梁+7*32m簡支箱梁+24m簡支箱梁+2*32m簡支箱梁+（94+168+94）連續(xù)剛構(gòu)+8*32m簡支箱梁+2*24m簡支箱梁+（40+56+40）m連續(xù)梁+2*32m簡支箱梁，中心里程DK244+853.79，全橋長2525.69m。本橋橋臺采用雙線矩形空心橋臺，橋墩采用雙線圓端形空心橋墩和雙線圓端形實體橋墩，墩身最高為59.5m；墩臺基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長最長為61.5m，樁直徑分別采用1.0m、1.25m、1.5m、1.8m、2.0m、2.5m。（60+100+60）m連續(xù)梁設(shè)計為無砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)梁，橋面寬度為12.6m，橋面不設(shè)置人行道檢查車通道。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，底板、腹板、頂板局部向內(nèi)側(cè)加厚，均按直線線性變化，全梁在端支點、中支點處設(shè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。3.2結(jié)構(gòu)線形監(jiān)控段控制截面梁底標高用，并給出對應(yīng)的測點的高程關(guān)系。圖3.1截面測點布置示意圖在每一個施工工況下，使用精密水準儀對測點的標高進行測量。3.2.1觀測時間、項目與頻率測量時間選擇在環(huán)境氣溫相對穩(wěn)定的時段進行，一般在上午8：00左右和下午6：00以后。對于懸臂澆筑施工的橋梁來說，一個施工節(jié)段包括移動掛籃、綁扎鋼筋、澆筑混凝土及張拉鋼筋，而綁扎鋼筋對梁撓度產(chǎn)生的影響很小，所以每個施工節(jié)段按三種工況（即：掛籃前移后、澆筑混凝土后和張拉后）對主梁撓度進行測量。3.2.2測量結(jié)果分析本文以下壟舞水特大橋25#墩為例，在最大懸臂狀態(tài)、邊跨合攏狀態(tài)以及中跨合攏狀態(tài)下，對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行對比分析，見表3.1至表3.3。表3.1最大懸臂狀態(tài)測點變形梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）10280.857280.850-0.0071’277.825277.8250.0009280.766280.754-0.0122’278.089278.085-0.0048280.643280.630-0.0133’278.346278.339-0.0077280.462280.4690.0074’278.581278.580-0.0016280.219280.2300.0115’278.758278.7600.0025279.915279.9210.0066’278.874278.871-0.0034279.549279.546-0.0037’278.929278.924-0.0053279.121279.120-0.0018’278.921278.914-0.0072278.701278.7020.0019’278.856278.846-0.0101278.293278.2980.00510’278.759278.750-0.009表3.2邊跨合攏狀態(tài)測點變形梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）10280.857280.843-0.0141’277.825277.8280.0039280.766280.754-0.0122’278.089278.0970.0088280.644280.639-0.0053’278.346278.3500.0047280.463280.459-0.0044’278.582278.5830.0016280.220280.209-0.0115’278.758278.7600.0025279.915279.905-0.0106’278.875278.8800.0054279.550279.546-0.0047’278.930278.9370.0073279.121279.117-0.0048’278.922278.9290.0072278.701278.698-0.0039’278.856278.854-0.0021278.293278.3000.00710’278.759278.7700.0011表3.3中跨合攏狀態(tài)測點變形梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）梁段塊號理論標高(m)實測標高（m）誤差值（m）10280.857280.847-0.0101’277.823277.8230.0009280.766280.753-0.0132’278.086278.085-0.0018280.643280.640-0.0033’278.344278.3460.0027280.461280.454-0.0074’278.579278.5790.0006280.218280.209-0.0095’278.756278.7580.0025279.913279.903-0.0106’278.873278.8830.0104279.547279.5470.0007’278.928278.9330.0053279.124279.122-0.0028’278.921278.9230.0022278.699278.7000.0019’278.856278.855-0.0011278.291278.2960.00510’278.759278.7720.013由以上表格數(shù)據(jù)可以看出，各個施工狀態(tài)下橋梁理論標高值與實測標高值之間的誤差均不大于20mm，說明結(jié)構(gòu)的實際變形與模型計算的理論變形比較吻合，橋梁線形控制較好。最終合攏后標高數(shù)據(jù)誤差不大，合攏較為順利。3.3結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控對于連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控，結(jié)構(gòu)線形監(jiān)控和結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控都是重要的組成部分，相對于線形監(jiān)控有時能夠直觀地觀測到橋面的變化，橋梁應(yīng)力的變化并不容易觀察。一般來說應(yīng)力監(jiān)控是通過預(yù)埋應(yīng)變傳感器來間接地計算出橋梁應(yīng)力的變化。3.3.1傳感器的選擇由于下壟舞水特大橋布點多、工期長、工作量大、現(xiàn)場測試環(huán)境差，傳感器密封、絕緣要求高，溫度變化難于預(yù)測，因撞擊、振搗損壞傳感器器件的情況不可避免。另外，還必須設(shè)法排除混凝土干縮徐變對測試結(jié)果的影響。在整個監(jiān)測監(jiān)控期間，為了不影響橋梁現(xiàn)場施工進度，選用內(nèi)埋式鋼弦應(yīng)變傳感器。鋼弦式內(nèi)埋應(yīng)變傳感器具有量程大、精度高、非線性范圍大、零漂、溫漂范圍微小等特點，對測量精度基本無影響，且自身防護破損的能力好，便于長期觀測，是混凝土應(yīng)變測量較理想的傳感元件。根據(jù)混凝土箱梁結(jié)構(gòu)可受到的荷載和溫度變化情況，本項目選用型號JXH-2、規(guī)格為30MPa的鋼弦應(yīng)變計，溫度范圍為-10～+50℃，應(yīng)變范圍為-2000～1000，溫度漂移3～4Hz/10℃，零點漂移3～5Hz/3月。若以9個月施工期考慮，累計蠕變使測試應(yīng)變小于12.0；而溫漂視環(huán)境溫度升高或降低相應(yīng)修正測試應(yīng)變約3.0/10℃。3.3.2應(yīng)力監(jiān)控測點的布置根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的受力變形特點，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的縱向應(yīng)力最為重要。在混凝土澆筑前，在控制截面用扎絲將鋼弦應(yīng)變計固定在箱梁上、下緣縱向鋼筋上，并量測其距頂板或底板邊緣的距離。應(yīng)力監(jiān)控的目的，是了解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中箱梁實際應(yīng)力的大小，本質(zhì)上應(yīng)該逐一監(jiān)測。為了方便測量，應(yīng)力監(jiān)控控制截面選擇在0#塊附近(懸梁根部)、L/4和跨中合攏段(L/2)等處(L為橋梁主跨)。應(yīng)力控制截面不能太少，否則無法了解箱梁的應(yīng)力狀態(tài)和預(yù)應(yīng)力損失等情況，達不到監(jiān)測的目的。應(yīng)力監(jiān)控控制截面對于掌握箱梁整體受力十分重要。本項目選擇在懸梁根部關(guān)鍵控制截面上布置6個縱向應(yīng)力傳感器，如圖3.2所示。圖3.2箱梁根部截面縱向傳感器布置示意圖在L/4截面布置5個縱向應(yīng)力傳感器，如圖3.3所示。圖3.3L/4截面縱向傳感器布置示意圖在主跨和邊跨合攏段(即L/2)，布置5個縱向應(yīng)力傳感器，如圖3.4所示。圖3.4合攏段截面縱向傳感器布置示意圖根據(jù)施工監(jiān)控實施方案的要求，主橋設(shè)置11個控制截面如圖3.5所示。圖3.5下壟舞水特大橋應(yīng)變控制截面示意圖3.3.3應(yīng)力監(jiān)控的內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)在懸臂澆筑過程中，按下述三個工序循環(huán)推進：1、掛籃前移、立模；2、混凝土澆筑、凝固；3、預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉。因此，應(yīng)力測量也按上述三個工況劃分，分別對施工中三個工況及特殊情況下的應(yīng)力進行跟蹤監(jiān)測，直至全橋竣工。測量時間一般選定在每一工況結(jié)束后8小時左右，同時，在每一施工階段，各工況測量時的溫度變化不能太大。3.3.4測量結(jié)果分析在施工監(jiān)測監(jiān)控過程中測得應(yīng)變數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系式計算出結(jié)構(gòu)的實測應(yīng)力值，再與模型計算得出的理論值比較，得以分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。表3.4至表3.7給出本橋關(guān)鍵截面應(yīng)力理論值與實測值。表3.4邊跨1/4L截面應(yīng)力（單位：MPa)施工階段頂板上側(cè)理論應(yīng)力值底板上側(cè)理論應(yīng)力值頂板上側(cè)實測應(yīng)力值底板上側(cè)實測應(yīng)力值0#張拉0.000.000.000.001#澆筑0.000.000.000.001#張拉0.000.000.000.002#澆筑0.000.000.000.002#張拉0.000.000.000.003#澆筑0.000.000.000.003#張拉0.000.000.000.004#澆筑0.000.000.000.004#張拉0.000.000.000.005#澆筑0.000.000.000.005#張拉-1.790.14-1.840.136#澆筑-1.690.03-1.720.036#張拉-4.160.66-4.230.657#澆筑-3.810.29-3.990.297#張拉-5.410.84-5.600.838#澆筑-4.970.38-5.100.368#張拉-6.651.03-6.701.109#澆筑-6.140.49-7.000.489#張拉-8.891.49-9.301.5010#澆筑-8.331.33-9.011.3010#張拉-8.421.35-8.971.32邊跨澆筑-8.101.35-8.521.31邊跨張拉-7.611.18-7.971.20體系轉(zhuǎn)換-10.7-1.43-11.2-1.53中跨澆筑-10.8-3.11-11.5-3.22中跨張拉-9.96-0.65-10.0-0.78表3.5邊跨懸臂根部截面應(yīng)力（單位：MPa)施工階段頂板上側(cè)理論應(yīng)力值底板上側(cè)理論應(yīng)力值頂板上側(cè)實測應(yīng)力值底板上側(cè)實測應(yīng)力值0#張拉-1.27-0.09-0.99-0.101#澆筑-1.22-0.14-1.19-0.231#張拉-2.57-0.06-2.39-0.062#澆筑-2.41-0.22-2.22-0.262#張拉-4.790.33-4.600.303#澆筑-4.530.10-4.310.023#張拉-7.010.81-6.230.724#澆筑-6.670.48-6.000.294#張拉-9.151.26-8.771.035#澆筑-8.740.86-8.050.675#張拉-10.91.62-9.821.006#澆筑-10.41.17-9.760.896#張拉-12.82.07-11.21.787#澆筑-12.31.56-11.01.047#張拉-13.82.27-12.42.008#澆筑-13.21.72-12.01.458#張拉-14.82.47-13.02.009#澆筑-14.21.89-13.71.659#張拉-16.52.89-15.82.7610#澆筑-16.02.71-15.32.5310#張拉-16.02.69-15.32.49邊跨澆筑-15.72.65-14.92.40邊跨張拉-15.34.87-14.84.33體系轉(zhuǎn)換-18.73.95-17.43.66中跨澆筑-18.34.00-17.03.84中跨張拉-18.27.20-16.86.99表3.6中跨懸臂根部截面應(yīng)力（單位：MPa)施工階段頂板上側(cè)理論應(yīng)力值底板上側(cè)理論應(yīng)力值頂板上側(cè)實測應(yīng)力值底板上側(cè)實測應(yīng)力值0#張拉-1.27-0.08-1.23-0.081#澆筑-1.23-0.13-1.20-0.091#張拉-2.57-0.05-2.47-0.052#澆筑-2.41-0.21-2.33-0.192#張拉-4.790.34-4.660.363#澆筑-4.540.12-4.320.153#張拉-7.000.82-6.880.904#澆筑-6.660.50-6.420.564#張拉-9.131.27-8.991.315#澆筑-8.740.88-8.521.005#張拉-10.91.64-9.891.726#澆筑-10.41.19-9.741.246#張拉-12.82.08-11.72.127#澆筑-12.21.58-11.31.677#張拉-13.82.29-12.62.348#澆筑-13.21.75-12.21.838#張拉-14.72.48-13.02.679#澆筑-14.21.91-12.82.019#張拉-16.52.91-15.83.1010#澆筑-15.92.28-15.32.5610#張拉-18.23.31-17.43.54邊跨澆筑-18.73.39-18.03.56邊跨張拉-18.73.98-18.03.56體系轉(zhuǎn)換-18.63.98-18.03.60中跨澆筑-18.13.82-18.03.59中跨張拉-18.57.51-17.97.56表3.7中跨1/4L截面應(yīng)力表（單位：MPa)施工階段頂板上側(cè)理論應(yīng)力值底板上側(cè)理論應(yīng)力值頂板上側(cè)實測應(yīng)力值底板上側(cè)實測應(yīng)力值0#張拉0.000.000.000.001#澆筑0.000.000.000.001#張拉0.000.000.000.002#澆筑0.000.000.000.002#張拉0.000.000.000.003#澆筑0.000.000.000.003#張拉0.000.000.000.004#澆筑0.000.000.000.004#張拉0.000.000.000.005#澆筑0.000.000.000.005#張拉-1.790.15-1.700.136#澆筑-1.680.04-1.590.046#張拉-4.140.66-4.010.597#澆筑-3.800.30-3.650.197#張拉-5.390.85-5.110.698#澆筑-4.950.40-4.880.298#張拉-6.621.04-6.600.989#澆筑-6.130.51-5.790.479#張拉-8.861.50-8.731.3310#澆筑-8.270.88-8.190.7610#張拉-