預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化與加固

預應力混凝土斜拉橋內(nèi)

力優(yōu)化與加固

1二.三.一.內(nèi)容簡介工程背景總結與展望內(nèi)力調(diào)整施工方案的實施四.五.既有預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的理論根底觀測方法的評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)評估預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化與加固2一工程背景〔續(xù)〕預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實例委內(nèi)瑞拉馬拉開波〔Maracaibo〕橋英國的Wye橋3一工程背景〔續(xù)〕預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實例上海新五橋廣州海印橋

4一工程背景〔續(xù)〕預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實例已有的調(diào)整理論過于復雜，不易操作。當前該領域還需解決的問題：采用的模型與實際結構不符，造成的誤差；缺乏對結構內(nèi)力狀態(tài)的一整套評估方法，以及是否進行內(nèi)力調(diào)整的決策系統(tǒng)；5一工程背景〔續(xù)〕背景工程橋梁上虞市人民大橋6一工程背景〔續(xù)〕上虞市人民大橋結構簡圖新區(qū)（西）14131211109876543211234567891011121314背景工程橋梁7一工程背景〔續(xù)〕靜載試驗中，箱梁內(nèi)裂縫有繼續(xù)開展的趨勢。檢測后發(fā)現(xiàn)人民大橋主要存在的問題：結構形態(tài)與設計存在較大偏差；與設計相比，拉索有卸載現(xiàn)象，而且卸載量不平衡；背景工程橋梁8一工程背景〔續(xù)〕工作內(nèi)容確定既有橋梁內(nèi)力調(diào)整的合理目標內(nèi)力狀態(tài)；對結構檢測數(shù)據(jù)進行整理分析，識別既有橋梁的結構參數(shù)；評估當前結構內(nèi)力，以確定是否對結構內(nèi)力進行調(diào)整；從理論上解決從當前結構的內(nèi)力狀態(tài)到調(diào)整的目標內(nèi)力狀態(tài)的具體實用調(diào)整方法；解決內(nèi)力調(diào)整施工中的具體問題；對內(nèi)力調(diào)整后的結構狀態(tài)進一步評估。9二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕預應力混凝土斜拉橋結構參數(shù)的識別參數(shù)永存預應力結構恒載支座反力斜拉索索力10二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕預應力混凝土斜拉橋結構參數(shù)的識別參數(shù)識別中遵循：盡可能真實地模擬當時的施工情況〔包括施工方案、節(jié)段重量、施工中拉索索力、定位標高、橋面線形等〕模擬從施工到運營至今橋梁發(fā)生的收縮徐變情況

11二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕結構當前受力狀態(tài)確實定與評估12二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定1、已有的斜拉索索力優(yōu)化方法：指定受力狀態(tài)的索力優(yōu)化法

斜拉索索力的無約束優(yōu)化法

斜拉索索力的有約束優(yōu)化法

2、針對既有混凝土斜拉橋索力優(yōu)化方法針對橋梁設計目標：通過調(diào)索使主梁上假設干點標高滿足設計要求控制條件：實際內(nèi)力逼進設計內(nèi)力解決思路：建立設計內(nèi)力和調(diào)索后實際內(nèi)力差值的余能表達式，以差值最小作控制條件求滿足到達指定標高時索力增量，與原索力疊加得優(yōu)化后的拉索索力13二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定確定目標狀態(tài)的原那么：使主梁、主塔內(nèi)應力較小，且比較均勻應力峰值應得到控制：控制正應力和主應力，滿足標準要求以當前實測索力變化較小為原那么，盡量減小當前索力調(diào)整的工作量，防止對結構產(chǎn)生過大的擾動,并到達結構內(nèi)力合理為目標邊墩支座反力得到控制調(diào)整后結構內(nèi)力滿足承載能力的要求

橋面線形得到改善

為防止裂縫進一步開展，限制裂縫處應力14二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定靈敏度分析：找到不同拉索對主梁內(nèi)應力影響程度選定如上圖的幾個關鍵點進行研究。同時了解索力變化對支座反力的影響15二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定靈敏度分析結果：16二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定恒載作用下主梁響應的可行域：恒載作用下主梁正應力的可行域：17二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定恒載作用下主梁響應(正應力)的可行域：18二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定恒載作用下主梁響應(正應力)的可行域：19二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定確定結構合理內(nèi)力狀態(tài)及所對應的拉索索力：20二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕合理目標內(nèi)力狀態(tài)確實定確定結構合理內(nèi)力狀態(tài)及所對應的橋面標高：21二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析問題的理論解決：斜拉橋是高次超靜定結構，要到達相同的調(diào)整目標，施工中的拉索索力與調(diào)整順序有關！現(xiàn)有的調(diào)整理論過于繁復，而且也有不合理的地方。解決方法——拉索的目標索力確定，那么拉索長度改變量是一定的，索力增量也是一定的，與調(diào)整順序無關。22二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析調(diào)索施工方案的限制條件：1施工方案盡可能簡單易行，通過一次調(diào)索就可到達目標，且調(diào)索順序要便于施工；2由于受到現(xiàn)場施工條件的制約，不適合大噸位千斤頂工作，因此每步調(diào)索值要限制在千斤頂最大張拉噸位內(nèi)以上要求假設不滿足，須更改施工方案〔如張拉順序等〕，或改變目標索力值，然后重新計算，直到滿足要求為止。23二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析不同拉索調(diào)整方案的比較：方案A：從長索依次調(diào)整到短索方案B：從短索依次調(diào)整到長索其他調(diào)整方案：增加工作量增加調(diào)索施工中拉索的索力24二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析不同拉索調(diào)整方案的比較：調(diào)整的結果方案A：偏差0.54％方案B：偏差0.58％調(diào)整中索力方案A：最大308噸方案B：最大380噸千斤頂最大張拉300噸左右兩者都有可行性25二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析驗算并確定索力調(diào)整方案：〔1〕調(diào)索結束后計算索力與目標索力的比較最大相差5.37t，占該索總力的百分比缺乏0.6％〔2〕索力調(diào)整過程中結構內(nèi)力的驗算主梁內(nèi)應力

26二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析驗算并確定索力調(diào)整方案：〔2〕索力調(diào)整過程中結構內(nèi)力的驗算主塔內(nèi)應力

索內(nèi)應力

27二預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論根底〔續(xù)〕實現(xiàn)合理目標內(nèi)力的施工分析小結：識別了當前橋梁的結構參數(shù)，并建立相應的計算模型計算當前結構的內(nèi)力狀態(tài)，找到內(nèi)力調(diào)整的“起始內(nèi)力狀態(tài)〞；根據(jù)既有預應力混凝土斜拉橋的自身特點，確定內(nèi)力調(diào)整的“目標內(nèi)力狀態(tài)〞；解決了從“起始內(nèi)力狀態(tài)〞到“目標內(nèi)力狀態(tài)〞的理論施工方法。28三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施結構的檢查與修復拉索錨具與錨箱減震器29三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施拉索的更換更換方案換索的測量1、換索卸載后對臨近拉索索力的影響2、拉索精確張拉階段的索力監(jiān)測3、換索后對臨近拉索索力進行測量

30三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施拉索的更換理論驗算施工階段應力小于最不利組合應力31三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施調(diào)索施工中的流程32三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施調(diào)索施工中的實施細那么在調(diào)索施工中采用YZ-300液壓千斤頂，并在張拉調(diào)整工作前對千斤頂油壓表進行了標定，以保證張拉索力到達設計要求在張拉和錨固拉索中，要求相同索號的8個千斤頂同步均衡進行，并且要緩慢分級張拉，以防止主塔單向受力過大或動載對結構內(nèi)力有不利影響在施工中要實施三控，即拉索索力，伸長量和橋面標高南側

北側SN

987654321東(老城)西(新區(qū))33三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施調(diào)索施工中的實施細那么施工過程中加強觀測，假設出現(xiàn)異常情況及時停止施工，并由多方單位共同評估找到解決方法后再進行下一步施工除上述要求外，在調(diào)整索力的全過程中都嚴格按照相關標準、規(guī)程施工，以確保施工的順利進行。34三內(nèi)力調(diào)整施工方案的具體實施小結索力調(diào)整的過程也是在根本理論的根底上不斷摸索，不斷實踐的過程。只有在實踐中發(fā)現(xiàn)、解決問題才能使理論逐步完善從既有預應力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的施工角度，闡述了其中面臨的主要問題，并著手解決。從中可以看到，按照前面的方法進行調(diào)索，具有可操作性35四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估索力測量方法的評價油壓表讀數(shù)法

傳感器讀數(shù)法頻率法

1、拉索抗彎剛度對振動頻率的影響

2、拉索垂度的影響

3、減振器的影響

索力測量方法的綜述橋面標高變化監(jiān)控測量的評價36四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估觀測數(shù)據(jù)的分析與此時結構內(nèi)力狀態(tài)的評估調(diào)索后索力分析主梁內(nèi)應力分析37四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估觀測數(shù)據(jù)的分析與此時結構內(nèi)力狀態(tài)的評估主梁標高變化分析主塔內(nèi)力與邊跨支座反力分析主塔彎矩從4740t·m降到1990t·m，降幅到達58%邊墩支座承受226t，在其承載能力范圍之內(nèi)38四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估觀測數(shù)據(jù)的分析與此時結構內(nèi)力狀態(tài)的評估荷載試驗按各測試斷面控制內(nèi)力最不利位置布載，測量：①主梁和主塔結構撓度和位移；②主梁3個斷面和主塔1個斷面的混凝土應變；③拉索的活載索力。39四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估觀測數(shù)據(jù)的分析與此時結構內(nèi)力狀態(tài)的評估荷載試驗——加載工況40四觀測方法評價與調(diào)索后結構內(nèi)力狀態(tài)的評估觀測數(shù)據(jù)的分析與此時結構內(nèi)力狀態(tài)的評估