某悬浇预应力混凝土连续粱桥施工控制.pdf

2 0 1 2年第 4期 《 总 1 8 5期 ) 安徽建筑 蓦 悬浇预应力混凝土连续梁桥施工控制 Co n s t r u c t i o n Co n t r o l o f a Pr e s t r e s s e d Co n c r e t e Co n t i n u o u s Gi r d e r Br i d g e b y Ca n t i l e v e r Ca s t i n g Me t h o d 金 耀 辉 ( 安 徽 省 池 州 市 公 路 管 理 局， 安 徽 池 州 2 4 7 1 0 0 ) 摘 要 ： 大跨度预应力混凝土连续桥采用悬臂法施工时 由于种种因 素影响 ， 使得桥 梁结构的 内力和线形偏 离设计值 ， 因而对施 工过程进 行严格控制至关重要。文章以济( 宁) 祁( 门) 高速池州长江连接线秋浦 河跨堤桥 为背景 ， 介绍连 续梁桥 悬臂 浇筑施 工控 制方 法， 为此类桥 梁 提供参考。 关键词 ： 悬臂浇筑； 预应力混凝土； 连续梁桥； 施工控制； 中图分类号 ： U 4 4 8 ． 2 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 - 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) o 4 — 0 1 3 2 — 0 2 1 工程背景 秋浦河跨堤桥主桥为( 5 5+ 9 0+ 5 5 ) m三跨变高度预应力混 凝土连续箱梁， 半幅桥宽 1 7 m， 采用单箱单室断面。 箱梁顶板宽 度为 1 5 ． 7 5 m， 底板宽度为 8 ． O re， 腹板厚度为 5 0 c m， 顶板厚度 交 2 8 c m， 底板厚度按二次抛物线由3 0 c m变化到 7 5 c m， 箱梁根部 逋 梁高 5 ． 5 m， 跨中梁高 2 ．5 m， 桥面 2 ％的横坡由箱梁腹板变高度 矗 形 成 。 研 箱梁悬浇施工， 箱梁浇筑分段长度依次为： 8 ． 9 m ( 边跨尾段) +2 m ( 边跨合 拢段) +63 ． 5 m+6X 3 ． O re+2 ． 5 m( 1 3 个悬浇段) + J 2 ． 5 m( 1 #段) +5 ．0 m( O #段 ) +2 ． 5 m( 1 #段 ) +2 ． 5 m+63 ． 0 m+ 6 X 用 3 ． 5 m( 1 3个悬浇段) +2 ． 0 m( 中跨合拢段) 。其中 0 #、 1 #段采用 托架现浇施工 ， 中跨合龙段采用吊架施工， 边跨合拢段以及边 跨尾段采用临时支架现浇施工。 安 l数 逢 藐 固 2 施工控 制必要性 与方法 2 ． 1施工监控 必要性 跨堤桥为高次超静定结构， 其成桥线形和结构恒载内力与 施工方法有着密切的联系。 由于各种因素， 如材料非线性、 混凝 土收缩徐变、 施工临时荷载、 预应力损失 、 温差等的影响， 造成 在施工中结构变形和应力的实际测量值与理论值有所偏差。 若 不及时调整， 主梁的标高会显著偏离设计值 ， 影响合拢精度和 成桥线形； 严重则导致主梁的应力过大而发生危险。因此为确 保桥梁的施工安全 、 成桥线形 与内力状态符合设计要求 ， 施工 控制显得尤为重要。 2 ． 2监控分析计算及控制流程 悬臂浇筑施工桥梁的最终形成需经历一个复杂施工过程 以及结构体系转换等过程， 对施工过程中每个阶段的变形计算 和受力分析， 是桥梁施工控制最基本的内容 。 针对该桥的实际 情 收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 4 — 0 9 作者简介： 金耀辉( 1 9 7 2 一 ) ， 男， 安徽青Ir m A． ， 毕业于安徽大学， 工程师。 。上 刖业 比 边跨 中跨 中跨中心线 圈 1 秋浦河跨堤桥半桥示意图 前期结构计算 ， 前进分析 j 后退分析 l 预告挂篮定位标高 I 施 工 1 测 量 l 误差分析 I 修改设计参数 J 结构计算 绑扎钢筋 浇注混凝土 张拉 预应力钢筋 标 高、 应力、 温度 、 水平位移 截面尺寸 弹性模量 图 2 施工过程控制示意图 图 3 箱梁顶面标高测点布置 4 图 4应力测点布置 图 3 况， 采用正装分析法进行施工控制计算分析。 分析包括两部分内 容， 即施工监控前计算分析和施工监控过程中的计算分析。 施工监控前的计算分析： 主要依据设计图纸 、 施工方案， 建 立计算模型， 制定控制参数。施工监控前的计‘ 算分析结果应与 安徽建筑 2 0 1 2年第 4期I 总 1 8 5期 ) 图 5 1 2墩 5 — 5截面 累计竖 向变形对 比图 图 6 1 2墩 2 — 2截面顶板应力实测与理论对 比图 设计单位的计算结果进行校核 ， 若两者差异较大时， 应查明原 因， 若两者计算符合 ， 则施工控制建立的控制模型可以用于施 工监控工作实际中。 施工监控过程中的监控计算： 由于初期计算所采用的参数 往往会与施工情况有一定的差异 初期施工控制计算模型也不 可能完全与实际吻合， 这将使结构响应值与初期的计算结果出 现不符 ， 因此应对设计参数进行识别调整， 使计算结果逐步与 实测结果趋于一致 。 施工控制过程中， 要进行多项测试并将实测值与理论值进 行对 比。本桥的施： [ 监控理沦值是用 M i d a s ／ c i v i l 2 0 1 0程序计 算， 利用桥梁博士软件校核。图2为施工过程控制框图。 3 施工控制 的内容 3 ． 1 主梁线形控 制 主梁线形控制是施工控制的主要工作内容 ， 其结果不仅关 系到行车舒适与美观性， 而且还影响成桥内力分布， 因此主梁 施工时， 对主梁各控制点标高进行监测。 ①测点布置： 根据连续梁桥悬浇施工特点， 纵桥向每施工 节段设一测试截面。如图 3所示， 每节段箱梁顶面布置 3个标 高测点。 节段混凝土浇筑前设置在梁底， 浇筑后转移至梁顶， 测 点设置在视线通透、 不受挂篮移动破坏的位置。 悬臂施工箱梁节段的钢筋标高测点既为控制箱梁中线平 面位置的测点， 同时也为箱梁高程和挠度变形的控制测点。埋 设的测点钢筋头必须与箱梁顶板钢筋网中上 、 下层钢筋焊接牢 固， 施工过程中做好保护工作。 ②主梁挠度和主梁顶面高程的测量：测点通过预埋钢筋 头， 用红色油漆标明编号 ， 采用水准仪进行测量。 根据各节段施 工次序( 立模、 浇筑和预应力张拉) 对主梁挠度进行平行独立测 量 ， 相互校核。全桥取 5 - 5 、 8 - 8 、 1 1 - 1 1 截面为全程观测控制截 面， 控制梁体挠度变形。为消除 日照温差引起的梁体不规则变 化 ， 线形测量尽量选择在 温度 变化小 的早 晚时问进行 。图 5为 1 2号墩 5 - 5截面累计竖向挠度变化实测与理论值对比图。 ③立模标高的计算与复测： 立模标高 =底模设计标高 +施 工阶段预拱度 +使用阶段预拱度 +挂篮弹性变形。 精度控制在 + S mm范围内。 3 ． 2主梁结构应力控制 主梁受力情况关系到结构安全， 因此在关键截面设置应力 测点， 以监测控制点应力变化情况 ， 并和理论值进行对比， 为施 工作预警， 保障施工安全。 ①测点布置： 全桥选取 8 个控制截面， 如图 4所示每个截 面的顶板和底板共安装 4 枚智能钢弦式混凝土应变计， 跟踪测 试各施工阶段箱梁截面的应力变化。 ②布点方法： 在主梁待浇梁段浇筑前， 在控制断面预埋传 感元件并好防护工作 ， 确保传感器存活率。对于预应力混凝土 梁桥， 主要监测截面上、 下缘的法向正应力。 因此传感元件沿 纵向布置， 用铁丝捆扎在主梁纵向钢筋的下缘。浇筑时避免仪 器偏位， 影响测量数据的准确性。 ③应变测量与分析 ： 根据挂篮行走前后、 混凝土浇筑前后 、 预应力张拉前后 6 个工况进行及时测量。 应变测量应避开温度 影响， 尽量在 日照之前完成对混凝土应变的测量。测量数据及 时分析， 与理论值进行对比， 绘制顶板与底板应力实测与理论 对比图， 如图6累计误差控制在 2 M P a 精度范围内。 4 结论与建议 ①大跨度预应力混凝土连续桥采用悬臂法施工时， 由于t 昆 凝土材料和几何参数的变异性以及受到温差等因素的影响， 使 得桥梁结构各施工阶段的内力与线形偏离设计值， 进行施工控 制十分必要； ②秋浦河跨堤桥 目前已悬浇结束 ， 线形舒适美观， 实测应 力及挠度变形与理论计算值总体上趋于一致， 应力状态符合设 计要求 参考文献 【 1 】 郭东海， 胡成． 连续箱梁施工控制中几个问题的探讨【 J 】 ． 安徽建筑工 业学院学报 ( 自然科学版 ) ， 2 0 0 7 ( 2 ) ． [ 2 1 向中富． 桥梁施工控制技术f M 】 ． 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 1 ． t 3 ] 张继尧， 王昌将．悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥【 M 】 ．北京 ： 人民交 通 出版社， 2 0 0 4 ． 『 4 1 王梦莹预应力混凝土连续梁施工监控『 J 】 ． 公路建设与新技术新材 料 ， 2 0 1 l ( 1 o ) ． 【 5 ] 吴国忠， 钟正强． 大跨度连续梁桥施工控制口 l 中外公路 ， 2 0 0 3 ( 1 ) ． [ 6 1 董成． 预应力混凝土连续梁悬臂施工阶段应力分析[ J 】 ． 中国水运， 2 0 0 7 f 6 1 ． ■■■■●● I -—_ ● ■ ■■一 交 通 工 程 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 固