[发明专利]一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法

说明书

本发明提供了一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法，属于建筑施工技术领域包括施工仿真分析、桥梁线型控制以及施工过程监控三个方面。首先利用有限元分析方法对系杆拱桥进行建模仿真分析，利用分析结果，为后续的顶推施工提出合理建议，为整个施工控制过程提供理论依据，有助于提高施工质量。接着通过拼装过程控制、落梁标高、桥面铺装标高对桥梁线型进行控制，确保成桥后的桥梁线型与设计相符。再利用布置在桥梁上的各类传感器，实现对系杆拱桥整体顶推全过程各项数据的实时动态监测，监测更加全面，保证桥梁结构始终处于可控的安全状态，如遇异常，随时发出警告，有效保障施工质量，有助于提高施工效率。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法。

背景技术

系杆拱桥是拱桥的一种，具有拱桥的一般特征，同时又具有自身独特之处，集拱与梁的优点于一身，近几年来，应用广泛。在建筑工程快速发展的时代，顶推施工技术也广泛应用于桥梁及建筑施工领域，对于顶推施工的要求也更加严格，主要为顶推过程中的稳定性、安全性及质量保证等方面的要求。为此需要加强深化桥梁施工中的监控技术的应用，以促进顶推施工全过程技术可控，安全性及稳定性可控。现有的监测系统多是针对顶推过程中的单一性能进行监控，而顶推过程中的受力变化、施工荷载、几何非线性、材料非线性、环境温度及湿度、日照时间等因素均会对施工质量产生影响，因此亟需一种能够实现全方位监控的方法。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法，通过对桥梁进行仿真分析，为后续的桥梁建设提供理论依据，有助于提供施工质量，利用布置在桥梁上的各类传感器实现顶推全过程的实时动态监测，监测更加全面，进一步提高施工质量和施工效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法，包括如下步骤：

步骤1：施工仿真分析：收集整理试验资料，利用有限元分析的方法对系杆拱桥结构进行建模仿真分析；

步骤2：桥梁线型控制：根据步骤1中的施工仿真分析结果，确定各施工阶段的桥梁线型控制点坐标位置，在施工现场进行实际监测，保证位置一致；如果偏差较大，立即反馈施工现场操作人员进行调整；在施工过程中，还通过落梁标高、桥面铺装标高对桥梁线型进行综合控制；

步骤3：施工过程监控：在系杆拱桥系梁、拱肋以及临时桥墩上布置电阻应变计，用于监测桥梁结构应力；在系梁上布置静力水准仪，用于监测系梁沉降情况，在拱肋以及与之相匹配的临时拼装支架、水中临时桥墩上布置反射片，利用全站仪进行复核；在系梁上布置温度传感器，用于监测每一工况下的桥梁温度情况；利用静力水准仪、全站仪采集顶推沉降及位移量，分析桥梁平衡状态；

所述电阻应变计、静力水准仪、全站仪、温度传感器均与数据采集仪连接，数据采集仪通过无线网络与用户端电脑连接。

进一步地，所述系杆拱桥共有三根拱肋以及与之相匹配的三根系梁，每根系梁下方均设置有临时桥墩。

进一步地，所述建模仿真分析具体内容为：对每前进一个0.5m的行程后的桥梁状态进行分析，对桥上各点预拱度进行校核，确保桥梁各构件、拼装胎架线形满足设计要求；在临时支架上设置反射片，采用全站仪对各测点坐标进行测试，保证临时支架的沉降和变形符合要求；对拱肋、主梁和导梁整体安全性进行受力分析和验算，根据临时桥墩在顶推过程中支反力的变化规律，分析其稳定性和结构受力性能。

进一步地，所述桥梁结构应力监测具体过程为：在每根系梁、拱肋以及临时桥墩上都布置电阻应变计，系梁以及拱肋的每根杆件上布置2个电阻应变计，电阻应变计分别布置在杆件断面的上、下两个面宽度中心处，电阻应变计沿杆件长度方向焊接在钢梁上；每个临时桥墩上布置1个电阻应变计。

进一步地，所述系梁沉降监测具体过程为：在每根系梁上都布置7个静力水准仪，所述反射片布置数量为13个。