近期,东西城市轴线东段沱江大桥主桥、金简仁快速路二期沱江大桥主桥进入建设的关键时期,交大检测公司承担两座大桥主桥施工过程中的监测与控制,确保成桥后结构内力、变形状态符合期望的理论值,为特殊结构型式、新型材料累积宝贵的技术资料,助力成都东部新区城市交通建设。 东西城市轴线东段、金简仁快速路二期工程是连接中心城区与东部城市新区、展现大都市形象的重要廊道,为沿线过境车辆提供快速交通服务,满足了区域交通量日益增长的需要。 两座大桥地理位置 东西城市轴线东段沱江大桥、金简仁快速路二期沱江大桥沿沱江距离约6公里,均为成都中心城区连接东部城市新区两条主干道上的重点控制性工程。 桥梁位置示意图 一、东西城市轴线东段沱江大桥主桥 项目概况: 东西城市轴线东段沱江大桥主桥采用280m空间双索面独塔斜拉桥,桥塔为空间四边异型金字塔型混凝土桥塔,主梁分别采用混凝土箱梁和钢箱梁,并设置钢混结合段。主桥混凝土箱梁段长206.2m,包括拉索段长150.7m、塔梁固结段长48m、塔梁固结段至钢混结合段过渡区5.0m,钢混结合段长2.5m。主桥钢箱梁段(含钢混接头)长251m,采用全焊正交异性板流线型扁平钢箱梁,分离式双箱(两箱顶板连通并设置横隔板)的截面形式。主梁中心线处的标准梁高为4.0m。主梁标准断面全宽为67m(不含风嘴)。 东西城市轴线东段沱江大桥效果图 东西城市轴线东段沱江大桥主桥结构模型图 2022年8月4日,交大检测“东西城市轴线东段(龙泉驿区界—金简黄快速路)工程沱江大桥主桥施工监控技术方案”通过专家评审会,按照专家意见进行修改后,经业主同意全面开展现场监控工作。 现阶段监控工作内容: 主塔承台沉降观测 主塔下塔柱立模标高与平面位置复核 主塔下塔柱应力测试与分析 下塔柱大体积混凝土温度监测与控制 主塔下塔柱辅助措施受力分析 RPC试验数据采集与分析 工作重难点: 索塔空间定位——索塔的空间造型不仅在施工定位期间存在难度,同时不仅要考虑塔肢的压缩变形,亦需考虑其平面偏位,尤其在锚箱定位时,需对锚箱偏角和预台进行精细控制,保证挂索施工顺利。 钢梁顶推施工的控制——钢梁的制造线形为变曲率的竖曲线,要确保顶推完成后主梁无应力;顶推作业工序多,结构受力转换频繁,顶推过程中临时结构的受力、顶推同步性等都是监控方关注的重点。 斜拉索张力大、低索远拉垂度效应明显——拉索吨位大,拉索内力远超类似跨径常规斜拉桥,同时对于低索远拉的斜拉索,其垂度效应已不可忽略,体系非线性效应愈发明显,这在计算分析和控制上给我们提出了更高的要求,在索力控制方面也将考虑引入更加多元的手段进行多向控制。 新材料大体积混凝土温控工作的实施——采用了多种新型材料,如:上下塔柱的超大体积混凝土采用的是钢纤维混凝土,主梁钢混结合段及塔梁固结段纵横梁核心区,采用的是RPC140活性粉末混凝土。新式材料温控工作可供参考的工程经验不多,在常规控制的基础上,我单位加密、加勤组织温控测量,同时结合现有的材料研究成果,不断完善控制手段。 二、金简仁快速路二期沱江大桥主桥 项目概况: 金简仁快速路沱江大桥主桥采用45+185+238+45=513m独塔双索面斜拉桥,钢梁钢塔结构,塔梁固结体系。主梁中心梁高3.7m,标准段采用双边箱结构,塔梁区采用封闭整箱结构;主塔为空间扭曲面钢桥塔,采用六边形断面;采用双索面布置,每个索面包含17对斜拉索,拉索按照空间扭索面造型布置;桥面标准宽64m。本桥建成后将创4项“世界之最”,世界最宽桥面大桥、世界最高倾斜桥塔、世界最大非对称曲线形独塔扭索面斜拉桥,每延米用钢量最大的桥梁。 金简仁快速路沱江大桥效果图 金简仁快速路沱江大桥主桥结构模型图 2022年9月29日,交大检测“金简仁快速路二期(金堂大道至机场南线)工程沱江大桥主桥施工监控方案”通过专家评审会,按照专家意见进行修改后,经业主同意全面开展现场监控工作。 现阶段监控工作内容: 围堰位移监测 主墩承台温度监测与控制 拼装平台沉降监测 钢箱梁拼装复核测量 工作重难点: 理论计算分析——造型独特(空间曲线钢塔、空间扭索造型)、施工方式多样,施工计算工况多。 钢梁顶推过程的控制——钢梁的制造线形为变曲率的竖曲线,要确保顶推完成后主梁无应力;顶推作业工序多,结构受力转换频繁,顶推过程中临时结构的受力、顶推同步性等都是监控方关注的重点。 钢箱梁的横向变形控制——主桥结构和受力的不对称性,斜拉索张拉后,主梁端部会发生横向位移,在辅助墩支座处的设置了横向拉杆。 索塔线形控制——塔柱外壁板均为空间扭曲板件,桥塔是三维空间扭曲结构;施工采用支架+临时拉索,多次拼装,全过程需要同时考虑平面坐标及标高,定位难度更大,现场线性控制难度大。 拉索的控制——临时拉索的索力对桥塔的变形影响较大,张拉时间、张拉力大小、过程索力控制、拆除时间、拆除顺序等都是很重要的控制因素。永久索采用低索远拉,其垂度效应已不可忽略,体系非线性效应愈发明显。 温度效应的影响——高次超静定斜拉桥,主梁、主塔均采用多次分段、分块焊接拼装,施工过程中,表现在索梁之间的温差、主梁顶面底面的温差、结构阳面阴面的温差对结构线形的影响极其显著。 重点技术措施 在该2座桥目前阶段施工中,大体积混凝土大面积早期开裂是长期困扰工程界的难题,且影响混凝土整体性、耐久性及美观。为解决此问题,交大检测对大体积混凝土水化热过程进行监测与控制。 首先,根据施工专项方案对关键混凝土结构部位建立实体理论计算模型,对混凝土各阶段温度分布及开裂演化过程进行详细的模拟计算分析,根据理论计算结果我公司向各施工单位提出了关键有效的五大措施:浇筑入模、升温控制、带模降温、松模滴灌、拆模防风。 温度监测曲线图 利用无线网络技术研发无线自动化采集系统(自动监测频率可达到1分钟/次)、温度监测云端系统等信息化管理系统对入模温度、内部温度、表面温度、环境温度、进出口水温度、间层温差、里表温差、表环温差、水温温升、降温速率、养护水温、工序始终等关键数据进行实时采集,实现数据实时采集、实时预警。 根据温度各项控制指标及参数,对事前原材料降温、配合比、运输等,事中浇筑顺序、浇筑高度、浇筑时间、管冷开启时间、冷却水管通水流量等,事后养护措施、养护水温、保温保湿措施、养护频率等多个环节控制标准提出合理的建议及措施。 安装温度传感器