大跨度连续刚构线形监控技术

1、 大跨度连续刚构线形监控技术 摘要本文结合广珠铁路北江特大桥主桥 73.9+138+73.9m 连刚构施工，针对连续梁施工过程中的线形控 制问题，从线形监控原理、影响梁体线形控制因素分析、数据计 算等方面进行了分析介绍，供类似工程施工参考。 广珠铁路北江特大桥位于广东省佛山市， 主桥跨越北江， 上 部结构为 73.9+138+73.9m 连刚构。梁体为单箱直腹式箱梁，梁 宽11m梁高为4.5m8.8 m，全梁共75个节段；施工时分别 需采用支架现浇和挂篮悬臂浇两种方法。 由于梁体跨度大， 节段 多，对梁体线形控制有着较高的要求，如控制不好，不仅影响梁 体的外观质量，而且会影响梁体的运营。在梁体

2、施工过程中，针 对大跨度连续刚构线形控制进行了专题研究。 1 线形控制原理 线形监控就是通过在施工过程中对每个梁段在立模、 混凝土 浇筑及预应力施工后的平面位置、 标高变化情况进行测量， 来了 解结构各构件在每一施工节段的实际变形情况。 对监测的成果在 考虑混凝土引起的挠度、预应力、混凝土收缩徐变、墩身混凝土 压缩、挂篮变形、温度等影响因素后，进行分析计算以确定每个 悬臂浇筑节段的立模标高。 同时在施工过程中根据施工监测的成 果对误差进行分析、 预测和调整后续梁段的立模标高， 以确保施 工过程中结构的可靠度和安全， 确保合龙精度和体系转换的顺利 进行，最终使成桥后的桥面线形符合设计要求。 2

3、影响梁体线形主要因素的分析及计算 1）灌注混凝土引起的挠度。连续梁在对称悬灌阶段为悬臂 梁体系，在每个节段浇筑后，在梁体自重的作用下，会造成梁体 下挠；计算第n梁段在梁体自重作用下的挠度为 n1： （1） 2）施工预应力的影响。连续梁在分节段悬臂施工过程中， 梁体预应力筋为分段、 分批张拉， 计算悬灌阶段第 n 梁段施加预 应力引起的挠度时，必须把张拉第 n 段以后（包括张拉第 n 段） 引起的挠度值累加。采用计算公式为： 3）混凝土收缩、徐变的影响。一般情况下，混凝土收缩变 形会随时间的延长而减少，收缩主要在混凝土灌筑后 13个月 内完成， 以后的收缩值很小可忽略不计， 而前期的收缩值在施工

4、 期内基本完成； 徐变是在长期荷载作用下， 混凝土塑性变形随时 间增长的现象，这种变化也可造成梁体线形变化。 这里主要阐述徐变的影响， 通常徐变引起的变形大小是用徐 变系数？bt来表示的，徐变引起的 X截面的次弯矩可由下式来计 算： （3） 可求在长期徐变的影响下第 n 梁段的挠度度 n3 为： （4） 4）墩身压缩的影响。悬灌施工挂篮及机具、梁体混凝土之 中作用于墩身上时， 墩身相应产生压缩量， 则墩身压缩对第 n 梁 段产生的挠度 n4可计算为： （5） 5）挂篮移动引起的挠度变化。移动挂篮使悬臂下挠，但影 响较小。因为挂篮的移动只是荷载位置的变化， 而荷载并未增加。 6）气温变化对线形控

5、制的影响。桥梁在野外自然环境中施 工，工期长， 温度对结构的位移状态及测量数据的真实性等均有 影响，温差影响的效果复杂。观测结构内部温度场比较困难，故 对于变化的温差位移计算结果必然粗略。 因此对温差影响的处理 可从两方面着手： 一是实测环境温度与其产生的位移的关系， 在 分析数据和计算立模标高时进行适当的补偿修正； 二是还应重视 采取另外的措施减小温差影响， 一般均采用在清晨或傍晚进行观 测。另外，还采用了在梁体上洒水降温，覆盖桥面等措施，目的 是降低梁体内部温度随环境温度变化的速度和幅度， 可将温度影 响减小到最低程度。 3梁段预拱度计算 分段施工的连续梁梁部， 各梁段混凝土龄期不同， 随

6、着施工 的进展，结构体系不断转化，经历了从两个“ T”构到“ n”型 结构，再到连续结构的体系转换， 荷载等因素在各段施工时也不 一样， 梁体位移则随之不断变化， 即使在桥梁建成投入运营后的 若干年后，因徐变和收缩等的持续作用，其位移仍将继续变化。 因此，将整个施工过程划分为若干个施工阶段， 每个施工阶段作 为一个时段， 每个时段的时长及荷载等先由预测的工期及荷载求 得，理论计算各时段各梁段的挠度， 汇总得到梁体总的挠度变化 值，由总挠度曲线反向即得到梁体预拱度曲线。 在施工过程中， 根据施工的实际进度、 梁段的实测参数及荷 载等变化及时重算， 并根据前一梁段实测挠度变化情况修正后续 梁段的预拱度值。 4 结束语 随着国内桥梁施工水平的不断提高， 对连续梁在外观线形方 面的要求也随之提高。但施工中因设计参数误差（如材料特性、 徐变系数等）、施工误差（如梁段重量、安装误差等）、测量误 差及结构分析模型误差等种种原因， 将导致施工过程中桥梁的实 际状态（线形）与理想目标存在一定的偏差，这种偏离如不及时 加以识别和调整， 累积到一定程度在影响梁体线形的同时将对施 工过程中结构的可靠度和安全带来严重影响。 为此，对施工过程 进行监控，及时识别施工偏差，根据监控数据计算修正，确定每 个悬浇节段的立模标高，就