¿Discutir el contenido y los métodos de control de la construcción de puentes de vigas continuas de luces largas?
Nuestro país ha logrado buenos resultados en la investigación y práctica de puentes colgantes, puentes de arco y puentes de estructura rígida continua, pero hay relativamente poca investigación sobre la tecnología de control de la construcción de vigas continuas de hormigón pretensado de grandes luces. puentes. Por lo tanto, la investigación y aplicación de la tecnología de control de la construcción de puentes de vigas continuas de hormigón pretensado de gran luz tiene una importante importancia práctica en ingeniería. Este artículo analiza primero los factores que afectan el control de la construcción de puentes de grandes luces y luego explica el contenido y los métodos del control de la construcción, así como los principios básicos del control de la construcción.
1 Prólogo
La construcción de puentes de grandes luces pasa por un proceso complejo y se ve afectada por muchos factores deterministas e inciertos, lo que hace que el estado real de la estructura del puente se desvíe del Cálculo teórico. Estado del análisis. Por lo tanto, el enfoque del control de la construcción de puentes es analizar e identificar desviaciones durante el proceso constructivo, descubrir problemas y corregirlos a tiempo, predecir las etapas posteriores de la estructura y mantener bajo control el sistema constructivo.
2 Factores que afectan el control de la construcción [1]
El objetivo principal del control de la construcción de puentes de vigas continuas de luces largas es maximizar el estado real de la construcción y el estado ideal del diseño (forma de la línea y estrés) consistente. Para lograr los objetivos anteriores, debemos comprender completamente todos los factores que pueden causar que el estado de la construcción se desvíe del estado de diseño teórico para poder controlar eficazmente la implementación de la construcción de manera específica.
2.1 Parámetros estructurales [2]
No importa qué tipo de control de construcción de puentes, los parámetros estructurales son factores importantes que deben considerarse. Los parámetros estructurales son los datos básicos para el análisis de simulación de construcción de estructuras controladas, y su precisión afecta directamente la exactitud de los resultados del análisis. De hecho, generalmente es difícil hacer coincidir completamente los parámetros estructurales reales del puente con los parámetros estructurales utilizados en el diseño, y siempre habrá algunos errores. Cómo registrar correctamente estos errores en el control de la construcción para que los parámetros estructurales sean lo más cercanos posible a los parámetros estructurales reales del puente es el primer problema a resolver. Los parámetros estructurales incluyen principalmente las dimensiones de la sección transversal de los miembros estructurales, el módulo elástico de los materiales estructurales, la densidad aparente de los materiales, el coeficiente de expansión térmica de los materiales, las cargas de construcción, el pretensado o las fuerzas del cable, etc.
2.2 Tecnología de la Construcción
El control de la construcción sirve a la construcción. A su vez, la calidad de la construcción afecta directamente a la realización de los objetivos de control. Además de exigir que el proceso de construcción cumpla con los requisitos de control, el control de la construcción también debe considerar los errores de fabricación e instalación de los componentes causados por condiciones de construcción no ideales para mantener el estado de la construcción bajo control.
2.3 Monitoreo de la Construcción
El monitoreo es uno de los medios más básicos de control de la construcción de puentes. El seguimiento incluye el seguimiento de la tensión y el seguimiento de la deformación. Siempre hay errores en el monitoreo estructural porque hay errores en los instrumentos de medición, la instalación de los instrumentos, los métodos de medición, la recopilación de datos y las condiciones ambientales. En el proceso de control, además de intentar reducir los errores de medición de los equipos y métodos de medición, también deben incluirse en el análisis de control.
2.4 Cambios de temperatura
Los cambios de temperatura tienen una gran influencia en la tensión y deformación de la estructura del puente, que cambian con el cambio de temperatura. Los resultados de medir el estado estructural (tensión y deformación) en diferentes momentos son diferentes. Si este factor se ignora en el control de la construcción, será difícil obtener los datos del estado real de la estructura, dificultando asegurar la efectividad del control. Por tanto, se debe considerar el efecto de los cambios de temperatura. Generalmente, la mañana, cuando la temperatura cambia poco en un día, se utiliza como hora de recopilación de los datos medidos necesarios para el control. Sin embargo, se debe prestar atención a la influencia de las diferencias estacionales de temperatura y la temperatura residual dentro del puente.
2.5 Contracción y fluencia del material
Para estructuras de puentes de hormigón, la contracción y fluencia del material tienen un gran impacto en la fuerza interna y la deformación de la estructura. Esto se debe principalmente a la larga duración. Puente de vigas continuas. Esto se debe a la corta edad de carga del hormigón durante la construcción y a las grandes diferencias de edad en cada etapa. Se debe realizar un estudio cuidadoso en el control para adoptar parámetros de fluencia y modelos de cálculo razonables y prácticos. La contracción y la fluencia también afectarán la deformación estructural del puente durante la etapa de operación después de su finalización, lo cual también es un factor que debe considerarse al configurar la contraflecha.
3. Tareas y contenido del trabajo del control de construcción
La tarea del control de construcción de puentes es controlar el proceso de construcción del puente [3] para garantizar que los esfuerzos internos y las deformaciones del puente La estructura durante el proceso de construcción siempre está dentro del rango de seguridad permitido, asegúrese de que el estado del puente completado (incluida la alineación del puente completado y la fuerza interna de la estructura del puente completada) cumpla con los requisitos de diseño. El control de la construcción de puentes se centra en las tareas de control anteriores, y su trabajo de control de la construcción incluye principalmente los siguientes aspectos:
3.1 Control geométrico (deformación)
No importa qué método de construcción se utilice, el La estructura del puente está en construcción. La deformación (pandeo) siempre ocurrirá durante el proceso de construcción. La deformación de la estructura se ve afectada por muchos factores, que pueden causar fácilmente que la posición real (elevación y posición plana) de la estructura del puente se desvíe de la esperada. estado durante el proceso de construcción, lo que dificulta que el puente se cierre suavemente o que se complete. La forma de la línea no cumple con los requisitos de diseño. Por lo tanto, es necesario controlar el puente de manera que el error entre la posición real de la estructura y el estado esperado durante la construcción esté dentro del rango permitido.
3.2 Control de presión
Si la tensión de la estructura del puente durante el proceso de construcción y en el estado del puente terminado es consistente con el diseño es una cuestión importante que debe aclararse en la construcción. control. Normalmente, el estado de tensión real se comprende mediante el seguimiento de las tensiones estructurales. Si se descubre que la diferencia entre el estado de tensión real y el estado de tensión teórico (calculado) excede el límite, se debe encontrar la razón y se deben hacer ajustes para que cambie dentro del rango permitido. La calidad del control de la tensión estructural no es tan fácil de encontrar como el control de la deformación. Si la tensión no se controla bien, provocará daños en la estructura y, en casos graves, provocará daños estructurales (la rotura de la viga principal del puente Zhaobaoshan en Ningbo, China, es un ejemplo). Por tanto, la tensión estructural debe controlarse estrictamente.
Los elementos y la precisión del control de la tensión no están claramente definidos y deben determinarse en función de las condiciones reales, que generalmente incluyen:
(1) La tensión de la estructura bajo su propio peso. (la diferencia entre la tensión real y la de diseño debe ser Control en 5).
②La tensión de la estructura bajo carga de construcción (la diferencia entre la tensión real y la de diseño debe controlarse dentro de 5).
(3) Además del control dual del tensado (control de varilla medidora y control de alargamiento, el error de alargamiento se permite dentro de 6), también se debe considerar la influencia de la fricción de la tubería (para estructuras postensadas) .
④Esfuerzos térmicos, especialmente cimentaciones de gran volumen, pilas de puentes, etc.
⑤ Otras tensiones, como la tensión estructural causada por el desplazamiento de los cimientos, la carga del viento y la carga de nieve.
⑥Las tensiones de los soportes, cestas colgantes y sistemas de elevación por cable que tienen un impacto directo en la seguridad de la construcción de puentes están todos dentro de límites seguros.
3.3 Control de estabilidad
La estabilidad de la estructura del puente está relacionada con la seguridad de la estructura del puente y es de igual o incluso más importante importancia que la resistencia del puente. Ha habido muchos casos en el mundo en los que puentes resultaron dañados debido a la inestabilidad durante la construcción. El ejemplo más típico es el puente de Quebec en Canadá. Cuando estaba a punto de completarse el marco de análisis de anclaje en el lado sur, el puente colapsó repentinamente debido al pandeo del alma del cordón inferior en el extremo del voladizo. El puente Zhouhe en Sichuan, China, también sufrió inestabilidad y daños debido a que la viga principal del sistema en voladizo soportaba una fuerza axial excesiva en la sección media del tramo principal. Por lo tanto, durante el proceso de construcción del puente, no sólo se deben controlar estrictamente la tensión y la deformación, sino también la estabilidad local y general de los componentes estructurales en cada etapa de la construcción. En la actualidad, la estabilidad se evalúa y controla principalmente mediante análisis y cálculo de estabilidad (factor de seguridad de estabilidad) combinado con tensión estructural y deformación.
3.4 Control de seguridad
El control de seguridad durante la construcción de puentes es una parte importante del control de la construcción de puentes. Sólo cuando se garantice la seguridad durante el proceso de construcción se podrán discutir otros controles y la construcción del puente. El control de seguridad en la construcción de puentes es en realidad una expresión integral del control de deformación, control de tensión y control de estabilidad mencionados anteriormente. El control de los elementos anteriores también controla la seguridad (excepto los problemas de seguridad causados por problemas de calidad de la construcción de puentes). Debido a las diferentes formas estructurales, los factores que afectan directamente la seguridad de la construcción también son diferentes. En el control de la construcción, los puntos clave del control de seguridad deben determinarse en función de la situación real.
4 Métodos de control de la construcción
El puente de vigas continuas es un proceso cíclico desde la construcción → monitoreo → identificación → ajuste → predicción → construcción. Su esencia es realizar la construcción de acuerdo con el ideal predeterminado. El estado (principalmente la elevación de la construcción) avanzó sin problemas. De hecho, existen errores tanto en el estado ideal derivados del análisis teórico como en la construcción real.
Por tanto, la tarea principal del control de la construcción es analizar, identificar y ajustar diversos errores y predecir el futuro de la estructura.
4.1 Método de control predictivo
El método de control predictivo se refiere a la consideración integral de diversos factores que afectan el estado de la estructura del puente y los objetivos a alcanzar durante la construcción. antes y después de su formación, para que la construcción pueda continuar en el estado predeterminado. Dado que existen errores inevitables entre el estado previsto y el estado real, el impacto de algunos errores en los objetivos de la construcción se considerará en la predicción posterior del estado de la construcción. Este ciclo continúa hasta que se completa la construcción y se alcanza el estado estructural que cumple con los requisitos. Se obtiene el diseño. Este método es aplicable a todos los puentes, y para aquellos puentes que han alcanzado un estado estructural y no se pueden ajustar, se debe utilizar este método para el control de la construcción. El control predictivo se basa en la teoría de control moderna. Los métodos de predicción más utilizados incluyen el método de filtrado de Kalman y el método de control de la teoría del sistema gris.
4.2 Método de control adaptativo
En vista de la incontrolabilidad de los segmentos terminados del puente de vigas continuas y las limitadas medidas correctivas para errores lineales durante la construcción, es extremadamente importante controlar la aparición de errores, por lo tanto, también es muy eficaz controlarlo mediante métodos de control adaptativos.
4.3 Análisis de regresión lineal
El método de análisis de regresión lineal consiste en resumir y establecer un modelo matemático de regresión lineal de la deflexión mediante el procesamiento de regresión lineal de la deflexión de la viga cajón voladiza, la longitud del voladizo y el peso del voladizo. Se puede utilizar para analizar las leyes de deflexión y deformación de vigas cajón, y también se puede utilizar para predecir la deflexión de las secciones de viga que se van a construir. Pero no puede corregir errores causados por la temperatura y la construcción, y se necesitan datos más regulares. Cuando el número de segmentos del haz es pequeño, es difícil garantizar la precisión de la curva de regresión.
5 Resumen
Discute principalmente los factores que afectan el control de la construcción de puentes de vigas continuas de gran luz, las tareas y el contenido del trabajo del control de la construcción y los métodos de control de la construcción. La teoría y la práctica del control de la construcción de puentes en mi país aún no han establecido un sistema tecnológico de control de la construcción ni un sistema de gestión organizacional completos. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de estudiar la teoría del control de la construcción de puentes, desarrollar un software de control más razonable y práctico y un equipo de monitoreo más conveniente y preciso, y establecer un sistema completo de tecnología de control de la construcción de puentes y un sistema de gestión organizacional.
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