科技成果

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成果名称: 连续刚构(连续梁)桥施工控制关键技术研究

成果登记号: 9612020Y1162

第一完成单位: 西安公路研究院

联 系 人: 谭荣芝

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 现代交通

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

本项目为2016年度陕西省交通建设集团公司科技项目“连续刚构(连续梁)桥施工控制关键技术”(项目编号:16-25K)。

本项目研究属于连续刚构(连续梁)桥施工控制领域,近年来许多连续刚构桥都出现了跨中持续下挠、腹板斜裂缝、顶板纵向裂缝等问题,严重危害桥梁使用寿命和行车安全。

连续刚构桥(连续梁桥)的施工监测与控制是一个较为复杂的过程。

其主要流程是“预报、施工、监测、识别判断、修正、预报”的循环过程。

在《公路桥梁施工监控技术规范》(征求意见稿)里提到了一些通用的监控方法,那么如何实施是控制成功与否的关键。

因此针对大跨连续刚构桥(连续梁桥)的施工监控,提出具体的实施细则,作为监控规范的补充,实时细致的指导工程实践是很有必要的,这将用来直接指导现场工程技术人员规范的操作,也给业主、监理的监督提供可操作的技术依据。

根据本项目计划合同书的要求,应达到的预期目标为: 1)提出连续刚构(连续梁)桥合理预拱度设置方法; 2)编写连续刚构(连续梁)桥施工监控技术指南; 3)研究成果应用于依托工程中,并对控制的效果进行评价。

在项目的实际研究过程中,结合国家高速公路包头至茂名线(G65)陕西境黄陵至延安公路段共三座连续刚构桥施工全过程,对存在的施工误差进行敏感性参数分析,确定了控制性施工误差,详细分析施工全过程误差产生的原因,统计得出误差随机性特点;并提出了连续刚构桥跨中成桥预拱度与桥梁的高跨比、跨径变化的表达式;然后分别采用平均挠度法和Elman神经网络法的基于单因素进行挠度预测分析以及采用RBF神经网络法进行多因素挠度预测分析,RBF神经网络能够准确地预测出多因素耦合作用下中跨跨中挠度的变化及变化趋势;最后,进行连续刚构桥(连续梁桥)施工监控现场控制及管理体系研究,对连续刚构(连续梁)桥施工监控现场施工控制和监控管理体系的过程进行梳理,调研目前国内施工监控工作的流行做法并对存在的问题展开研究和探讨,进而得出相对合理的现场控制流程及管理体系,以确保施工过程中结构线形和受力状态能够尽可能的满足设计要求,确保大桥交(竣)工以后的健康运营。

本项目是基于我国桥梁工程建设迫切需求,在现有研究成果基础上开展的连续刚构(连续梁)桥施工控制关键技术研究,本项研究有利于促进PC连续刚构桥的长期使用性能,提高我国桥梁工程技术水平和自主创新能力的提高,市场前景非常广阔。

此外,项目研究中提出了适合高墩大跨连续刚构桥特点的预拱度计算方法,并依托工程实际和研究成果,编制了连续刚构(连续梁)桥施工监控技术指南。

针对目前大跨连续刚构桥普遍存在的跨中下挠、腹板斜裂缝、底板裂缝等病害,结合对于这些病害的一些处理经验措施,对连续刚构桥施工误差控制技术规程进行进一步的完善,以降低和消除可能出现的病害,并将成果推广应用至其它同类桥梁中。

建议同类大跨度连续刚构梁桥的施工控制中参考此规程,为减小施工误差、提高施工质量提供有效支持。

本项目的主要研究施工过程中的随机参数特点及其对该类桥型挠度和预拱度设置的影响,为相关规范的制定提供理论依据,将大大提高该类桥梁的施工控制效果和长期使用性能,对于连续刚构桥的施工控制和提高其长期工作性能有很强的借鉴意义。

因此本项目的研究成果将为充分发挥陕西省交通建设的投资效益、助推陕西省交通的跨越式发展起到积极的推动作用。

同时,交通基础设施的建设将改善陕西省的交通状况,促进陕西省经济持续高速的发展。

基础设施建设本身投资巨大,它将直接刺激建设地区的经济,拉动其经济增长。

因此,本项目的研究对于陕西经济的发展也将有十分积极的作用。

研究成果在陕西省以外的我国其它省份也将有着广阔的应用前景,它将提高我国桥梁工程技术水平和自主创新能力,促进我国桥梁建设的技术进步,加快我国交通强国的步伐将具有重要的意义。

陕西省地形条件复杂多样,特别适合修建大跨连续刚构桥,目前已建成的连续刚桥达100多座,其中一部分也出现了一定程度的病害。

通过本项目的研究,使连续刚构(连续梁)桥的预拱度设置及监控实施有标准可依、有方法可循,解决长期困扰桥梁建设工作者的技术难题,为公路桥梁建设、提升桥梁技术水平、推动公路交通基础设施建设健康持续发展做出贡献,有利于我省路网畅通和推动经济发展,将产生显著的社会效益。

课题研究成果还有待进一步完善和验证,建议继续完善连续刚构桥合拢及通车前的结构线形及标高等基础性数据的积累,丰富大型混凝土结构下挠数据库,为后期类似工程提供技术依据;同时加强技术交流与深入推广应用,以期成果纳入大跨径桥梁结构监控技术规范。