T形刚构桥水平转体施工控制及施工风险评估研究
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摘要
T形刚构桥平面转体法施工是近几年发展的一种新桥梁结构施工方法,是跨越铁路、深谷、急流、公路等特殊条件下的有效施工方法。采用平转法施工,其技术难度大、施工精度要求高、不确定因素和确定性因素影响较多,为保证跨线桥的施工质量和施工安全,有必要对施工过程进行控制,并针对施工过程展开风险评估研究。
本文依托滨州至德州(鲁冀界)高速公路上跨京沪铁路立交桥转体施工控制项目,选用桥梁博士和MidaS/Civil两种有限元结构分析软件进行全桥的施工过程的仿真分析和计算,提供了施工控制的理论轨迹；并对主梁线形预测、控制与调整,转体过程中应力监测、控制以及称重试验等转体施工控制的关键技术进行了研究。研究结果表明：转体系统安装精度控制是桥梁转体施工控制的关键；本文提出的基于最小二乘法原理的转体线形调整方法,能考虑施工误差的影响,实现线形的最优调整；转体称重试验测试水平位移与竖向位移相比,能消除黄油层竖向变形的影响,位移突变更明显,临界力的判断更准确、更容易。
根据风险评估与管理的理论,利用目标分解+工作-风险分解+专家调查的综合识别法,对转动过程的施工风险因素进行了识别,结合ALARP风险评估矩阵法和单因素风险分析法对转体系统的主要风险源进行了风险评估,提出了T形刚构桥平面转体法施工风险对策,可为今后类似平面转体法施工时的施工风险评估提供参考。
The method of T-shape rotation rigid frame bridge construction developed in recent years,a new bridge structure and effective construction method which across the railway, deep valleys,rapids,roads and other special conditions.The level rotation construction method technical is difficulty and high accuracy,and includeing uncertainty and certainty factors.In order to ensure the overpass bridge high quality and safety,it is necessary to control the construction process and the research on risk assessment.
The paper based on the project of construction control of Binzhou to Dezhou(border of Shandong and Hebei) highway overpass across the Beijing-ShangHai railway.And then in order to provide the theory track about of the construction control,it has analysed the whole bridge construction process of the simulation in the use of two different kinds of finite element analysis softwares-Doctor Bridge and Midas/Civil;the linear forecasting,controlling and adjusting of the girder,the measurement and controls of the section stress on the level rotation,the weighing test and the other key controlled technologies.The results show that:the controls about the installation precision of the level rotating system is the key task of the level rotation;and this paper proposed a method of the linear adjusting that based on the least square method,which can reduce the bad influence of construction error and the optimum adjustment;meanwhile,comparing the two kind methods of displacement measurement about the weighing test we'll known that it can eliminate effect of vertical deformation of butter layer,and the displacement mutations are more apparent,the critical force is much easy and accurate to verdict.
According to the risk assessment and management theory, using the Goal Decomposition+Operation-Risk Decomposition+Comprehensive recognition method of investigation from experts,and then it has identified the risk factors of the level rotation,and assessed the main risk resource of the rotating system on the method of combined with the ALARP risk evaluation matrix and the single factor analysis,and put forward the countermeasures on risk resource about the level rotation construction of T-shaped rigid frame bridge and providing the reference of similar level rotation construction risk assessment.
本文依托滨州至德州(鲁冀界)高速公路上跨京沪铁路立交桥转体施工控制项目,选用桥梁博士和MidaS/Civil两种有限元结构分析软件进行全桥的施工过程的仿真分析和计算,提供了施工控制的理论轨迹；并对主梁线形预测、控制与调整,转体过程中应力监测、控制以及称重试验等转体施工控制的关键技术进行了研究。研究结果表明：转体系统安装精度控制是桥梁转体施工控制的关键；本文提出的基于最小二乘法原理的转体线形调整方法,能考虑施工误差的影响,实现线形的最优调整；转体称重试验测试水平位移与竖向位移相比,能消除黄油层竖向变形的影响,位移突变更明显,临界力的判断更准确、更容易。
根据风险评估与管理的理论,利用目标分解+工作-风险分解+专家调查的综合识别法,对转动过程的施工风险因素进行了识别,结合ALARP风险评估矩阵法和单因素风险分析法对转体系统的主要风险源进行了风险评估,提出了T形刚构桥平面转体法施工风险对策,可为今后类似平面转体法施工时的施工风险评估提供参考。
The method of T-shape rotation rigid frame bridge construction developed in recent years,a new bridge structure and effective construction method which across the railway, deep valleys,rapids,roads and other special conditions.The level rotation construction method technical is difficulty and high accuracy,and includeing uncertainty and certainty factors.In order to ensure the overpass bridge high quality and safety,it is necessary to control the construction process and the research on risk assessment.
The paper based on the project of construction control of Binzhou to Dezhou(border of Shandong and Hebei) highway overpass across the Beijing-ShangHai railway.And then in order to provide the theory track about of the construction control,it has analysed the whole bridge construction process of the simulation in the use of two different kinds of finite element analysis softwares-Doctor Bridge and Midas/Civil;the linear forecasting,controlling and adjusting of the girder,the measurement and controls of the section stress on the level rotation,the weighing test and the other key controlled technologies.The results show that:the controls about the installation precision of the level rotating system is the key task of the level rotation;and this paper proposed a method of the linear adjusting that based on the least square method,which can reduce the bad influence of construction error and the optimum adjustment;meanwhile,comparing the two kind methods of displacement measurement about the weighing test we'll known that it can eliminate effect of vertical deformation of butter layer,and the displacement mutations are more apparent,the critical force is much easy and accurate to verdict.
According to the risk assessment and management theory, using the Goal Decomposition+Operation-Risk Decomposition+Comprehensive recognition method of investigation from experts,and then it has identified the risk factors of the level rotation,and assessed the main risk resource of the rotating system on the method of combined with the ALARP risk evaluation matrix and the single factor analysis,and put forward the countermeasures on risk resource about the level rotation construction of T-shaped rigid frame bridge and providing the reference of similar level rotation construction risk assessment.
引文
[1]刘志宏.跨越高速公路转体桥设计与施工控制[J]北方交通2006,12
[2]张联燕等.桥梁转体施工[M].北京：人民交通出版社,2001：4-165
[3]陈宝春孙潮,陈友杰.转体桥施工方法在我国的应用与发展[J]公路交通科技2001,(2)：24-26
[4]魏峰,陈强,马林.北京市五环路斜拉桥转动体不平衡称重试验分析[J]铁道建筑2005,04
[5]肖仁富,韦振良,唐建国.桥梁转体施工最新实践[J] OVM通讯2001,1
[6]刘碧萍.浅析“平面转体法”桥梁施工的特点和应用[J]中国高新技术企业2009,07：172-173
[7]钟启宾.桥梁水平转体技术的最新研究成果[J] OVM通讯2000,03
[8]陈文尹.浅谈T构桥水平转体施工技术[J]黑龙江科技信息2008,06：150
[9]王为凯.浅谈”平面转体法”桥梁施工技术[J]基建优化2006,06
[10]顾安邦,张永水.桥梁施工监测与控制[M].北京：机械工业出版社,2005：10-45
[11]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社,2001：3-240
[12]齐林.大跨度连续刚构桥施工控制理论与应用研究[D].长沙：中南大学,2007
[13]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社,2000：10-220
[14]谭晓东.大跨径连续刚构桥施工控制研究[D].武汉：武汉理工大学,2007
[15]白光耀.大跨度连续刚构桥的施工监控与结构仿真分析[D].南宁：广西大学,2006
[16]王远辉.大跨径连续刚构曲线桥的施工监控技术及应用[D].武汉：武汉理工大学,2007
[17]矫旭飞.大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工控制研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2006
[18]周红成.高墩大跨径PC连续刚构桥施工控制研究[D].武汉：武汉理工大学,2007
[19]阮欣,陈艾荣,石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社,2008：10-180
[20]刘英富.桥梁施工风险评估方法研究[D].西安：长安大学,2005
[21]何万金,田元福.建设工程项目管理基础[M].兰州：兰州大学出版社,2002.
[22]田元福,李慧民.工程项目施工阶段的风险评估研究[J].兰州交通大学学报(自然科学版),2004,01
[23]胡素敏.桥梁转体施工方法及发展应用[J].交通世界,2008,(1)
[24]朱德纲.转体法在铁路桥梁施工中的应用前景[J].铁道建筑技术,1994,(3)
[25]Frandsen A.C,Ship collision studies for the great belt east bridge,Denmark. IABSE Symposium:bridge:interaction between construction technology and design.1991
[26]Ehrfried-K.Priorities in earthquake upgrading of existing inventories[A]. Safety, Risk Reliability-Trends in engineering[C], Malta:IABSE,2001.
[27]Mark G.S.Reliability-based assessment of ageing bridges using risk ranking and lifeeyeleeostdeeisionanalysis[J]. Reliability Engineering and System Safety 2001,(74):263—273
[28]Patterson FD, NeaileyK. A risk register data base system to aid the management of project risk[J].International Journal of Project management.2002,(20):365—374
[29]阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D].上海：同济大学,2006
[30]李永盛等.祟明越江通道工程风险分析研究报告[J].上海：同济大学,2003
[31]阮欣,陈艾荣.大形工程项目全寿命保险策略研究[J].北京：土木工程学报,2005,(1)：38-41
[32]范立础.桥梁工程安全性与耐久性一展望设计理念进展[J].上海公路,2004,(1)：1—7
[33]阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D].上海：同济大学,2006
[34]阮欣,陈艾荣,石雪飞.风险评估在桥梁工程中应用的综述与展望.中国公路学会桥梁和结构工程分会-2004年全国桥梁学术会议论文集[J].北京：人民交通出版社,2004
[35]阮欣,陈艾荣,石雪飞.大形桥梁的风险评估方法及其应用.第十七届全国桥梁学术会议论文集[J].北京：人民交通出版社,2006
[36]谢海涛.桥梁施工风险评估实用方法研究及其在钻孔灌注桩施工中的应用[D].长沙：中南大学,2009
[37]韩大建、陈太聪、苏成.BP神经网络用于斜拉桥施工过程中的混凝土弹性模量识别[J].桥梁建设,2003
[38]朱伯芳.有限元法原理与应用[M].北京：中国水利水电出版社,1998
[39]吴进明.钢管混凝土拱桥施工技术研究及有限元分析[D].上海：同济大学,2007
[40]项春领.大跨度斜拉桥施工风险分析与对策研究[D].上海：同济大学,2006
[41]杨独.悬臂浇筑连续刚构桥施工控制和风险评估[D].北京：北京交通大学,2010
[42]同济大学桥梁工程系,上海市城市建设设计研究院.城市高架桥梁施工风险评估和风险管理[M].北京：人民交通出版社,2009
[43]赵格义.地铁盾构施工风险辨识与评估研究[D].南京：南京林业大学,2010
[44]许铎.桥梁工程施工中事故环境风险评估[J].中国安全科学学报,2003,(8)：46-48
[45]周婷.大跨度斜拉桥的施工仿真计算与风险评估[D].北京；北京交通大学,2009
[46]牛宏.大跨度连续刚构桥建设期风险风险研究[D].西安：长安大学,2009
[47]项春领.大跨度斜拉桥施工风险分析与对策研究[D].上海：同济大学,2006
[48]任娇.连续刚构桥施工控制理论及其工程应用[D].武汉：武汉理工大学,2006
[49]朱芳芳.连续刚构桥施工中的结构分析及其控制[D].大连：大连理工大学,2003
[58]黄俊.桥梁工程风险管理与保险研究[D].上海：同济大学,2000
[50]张柳煌.桥梁施工风险管理方法研究[D].西安：长安大学,2005
[51]稽正永.桥梁工程施工阶段的风险识别与评估研究[D].北京：北京交通大学,2009
[52]赵进锋.高墩大跨径弯连续刚构桥施工仿真分析及控制[D].南京：河海大学,2005
[53]黄希麟.桥梁施工现场的危害辩识[J].科技创新导报,2008
[54]黄宏伟,薛亚东.国外隧道工程风险管理指南研究现状[J].现代隧道技术,2006
[55]中华人民共和国交通部部标准.公路桥涵施工技术规范((JTJ041—2000)[S].北京：交通出版社,2000
[56]苏权科,张文中.桥梁施工违规纠正手册[M].北京：人民交通出版社,2004：1-210
[2]张联燕等.桥梁转体施工[M].北京：人民交通出版社,2001：4-165
[3]陈宝春孙潮,陈友杰.转体桥施工方法在我国的应用与发展[J]公路交通科技2001,(2)：24-26
[4]魏峰,陈强,马林.北京市五环路斜拉桥转动体不平衡称重试验分析[J]铁道建筑2005,04
[5]肖仁富,韦振良,唐建国.桥梁转体施工最新实践[J] OVM通讯2001,1
[6]刘碧萍.浅析“平面转体法”桥梁施工的特点和应用[J]中国高新技术企业2009,07：172-173
[7]钟启宾.桥梁水平转体技术的最新研究成果[J] OVM通讯2000,03
[8]陈文尹.浅谈T构桥水平转体施工技术[J]黑龙江科技信息2008,06：150
[9]王为凯.浅谈”平面转体法”桥梁施工技术[J]基建优化2006,06
[10]顾安邦,张永水.桥梁施工监测与控制[M].北京：机械工业出版社,2005：10-45
[11]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社,2001：3-240
[12]齐林.大跨度连续刚构桥施工控制理论与应用研究[D].长沙：中南大学,2007
[13]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社,2000：10-220
[14]谭晓东.大跨径连续刚构桥施工控制研究[D].武汉：武汉理工大学,2007
[15]白光耀.大跨度连续刚构桥的施工监控与结构仿真分析[D].南宁：广西大学,2006
[16]王远辉.大跨径连续刚构曲线桥的施工监控技术及应用[D].武汉：武汉理工大学,2007
[17]矫旭飞.大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁施工控制研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2006
[18]周红成.高墩大跨径PC连续刚构桥施工控制研究[D].武汉：武汉理工大学,2007
[19]阮欣,陈艾荣,石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社,2008：10-180
[20]刘英富.桥梁施工风险评估方法研究[D].西安：长安大学,2005
[21]何万金,田元福.建设工程项目管理基础[M].兰州：兰州大学出版社,2002.
[22]田元福,李慧民.工程项目施工阶段的风险评估研究[J].兰州交通大学学报(自然科学版),2004,01
[23]胡素敏.桥梁转体施工方法及发展应用[J].交通世界,2008,(1)
[24]朱德纲.转体法在铁路桥梁施工中的应用前景[J].铁道建筑技术,1994,(3)
[25]Frandsen A.C,Ship collision studies for the great belt east bridge,Denmark. IABSE Symposium:bridge:interaction between construction technology and design.1991
[26]Ehrfried-K.Priorities in earthquake upgrading of existing inventories[A]. Safety, Risk Reliability-Trends in engineering[C], Malta:IABSE,2001.
[27]Mark G.S.Reliability-based assessment of ageing bridges using risk ranking and lifeeyeleeostdeeisionanalysis[J]. Reliability Engineering and System Safety 2001,(74):263—273
[28]Patterson FD, NeaileyK. A risk register data base system to aid the management of project risk[J].International Journal of Project management.2002,(20):365—374
[29]阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D].上海：同济大学,2006
[30]李永盛等.祟明越江通道工程风险分析研究报告[J].上海：同济大学,2003
[31]阮欣,陈艾荣.大形工程项目全寿命保险策略研究[J].北京：土木工程学报,2005,(1)：38-41
[32]范立础.桥梁工程安全性与耐久性一展望设计理念进展[J].上海公路,2004,(1)：1—7
[33]阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D].上海：同济大学,2006
[34]阮欣,陈艾荣,石雪飞.风险评估在桥梁工程中应用的综述与展望.中国公路学会桥梁和结构工程分会-2004年全国桥梁学术会议论文集[J].北京：人民交通出版社,2004
[35]阮欣,陈艾荣,石雪飞.大形桥梁的风险评估方法及其应用.第十七届全国桥梁学术会议论文集[J].北京：人民交通出版社,2006
[36]谢海涛.桥梁施工风险评估实用方法研究及其在钻孔灌注桩施工中的应用[D].长沙：中南大学,2009
[37]韩大建、陈太聪、苏成.BP神经网络用于斜拉桥施工过程中的混凝土弹性模量识别[J].桥梁建设,2003
[38]朱伯芳.有限元法原理与应用[M].北京：中国水利水电出版社,1998
[39]吴进明.钢管混凝土拱桥施工技术研究及有限元分析[D].上海：同济大学,2007
[40]项春领.大跨度斜拉桥施工风险分析与对策研究[D].上海：同济大学,2006
[41]杨独.悬臂浇筑连续刚构桥施工控制和风险评估[D].北京：北京交通大学,2010
[42]同济大学桥梁工程系,上海市城市建设设计研究院.城市高架桥梁施工风险评估和风险管理[M].北京：人民交通出版社,2009
[43]赵格义.地铁盾构施工风险辨识与评估研究[D].南京：南京林业大学,2010
[44]许铎.桥梁工程施工中事故环境风险评估[J].中国安全科学学报,2003,(8)：46-48
[45]周婷.大跨度斜拉桥的施工仿真计算与风险评估[D].北京；北京交通大学,2009
[46]牛宏.大跨度连续刚构桥建设期风险风险研究[D].西安：长安大学,2009
[47]项春领.大跨度斜拉桥施工风险分析与对策研究[D].上海：同济大学,2006
[48]任娇.连续刚构桥施工控制理论及其工程应用[D].武汉：武汉理工大学,2006
[49]朱芳芳.连续刚构桥施工中的结构分析及其控制[D].大连：大连理工大学,2003
[58]黄俊.桥梁工程风险管理与保险研究[D].上海：同济大学,2000
[50]张柳煌.桥梁施工风险管理方法研究[D].西安：长安大学,2005
[51]稽正永.桥梁工程施工阶段的风险识别与评估研究[D].北京：北京交通大学,2009
[52]赵进锋.高墩大跨径弯连续刚构桥施工仿真分析及控制[D].南京：河海大学,2005
[53]黄希麟.桥梁施工现场的危害辩识[J].科技创新导报,2008
[54]黄宏伟,薛亚东.国外隧道工程风险管理指南研究现状[J].现代隧道技术,2006
[55]中华人民共和国交通部部标准.公路桥涵施工技术规范((JTJ041—2000)[S].北京：交通出版社,2000
[56]苏权科,张文中.桥梁施工违规纠正手册[M].北京：人民交通出版社,2004：1-210