PPT预应力溷凝土连续梁桥连续刚构桥悬臂施工控制

1、主讲人: 重庆交通学院n悬臂施工法是预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥的主要施工方法。n采用悬臂施工法施工有若干关键问题需要解决。例如：如何保证合拢前两悬臂端竖向挠度的偏差和主梁轴线的横向偏移不超过容许范围；如何保证合拢后的桥面线形良好；如何避免施工中主梁截面出现过大的应力；，这些问题若处理不当，不仅会对结构受力不利，而且可能会使主梁梁底曲线不顺畅，形成永久性缺陷而影响外形美观。为了解决好这些问题，唯一的办法就是对施工过程实施控制 1.施工控制的目的( (二二) ) 施工控制的内容施工控制的内容n内容：变形控制和应力监测。n变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差

2、较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备工作。关于控制方法，针对不同情况亦必然有所差异。n应力监测则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合拢时间的控制，使其不致过大而偏于不安全，甚至在施工过程中造成主梁破坏。连续梁桥、连续刚构梁桥施工控制过程主要体现在施工控制模拟结构分析、施工监测(包括结构变形与应力监测)、施工误差分析以及后续状态预测几个方面。n为了达到施工控制的目的，我们首先必须通过施工控制计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态(施工阶段理想状态)，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状

3、态满足设计要求。n 预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥的施工控制计算除了必须满足与实际施工相符合的基本要求外，还要考虑诸多相关的其他因素。n 1施工方案：n 由于连续梁桥、连续刚构桥的恒载内力与施工方法和架设程序密切相关，施工控制计算前应首先对施工方法和架设程序作一番较为深入地研究，并对主梁架设期间的施工和在给出一个较为精确的数值。n 2计算图式：n 连续梁桥一般要经过墩梁固接悬臂施工合拢解除墩梁固接中跨合拢的过程；连续刚构桥也需经过悬臂施工和数次合拢。可见，在施工过程中结构体系不断地发生变化，因此在各个施工阶段应根据符合实际状况的结构体系和荷载状况选择正确的计算图式进行分析、计算。 3结构分析

4、程序： 对连续梁桥、连续刚构桥的施工控制计算而言，采用平面结构分析方法基本可以满足实际施工控制的需要。 4非线性影响： 非线性对中小跨连续梁桥、连续刚构桥的影响可以忽略不计，对对大跨进则有必要考虑非线性的影响。 5预加应力影响：预加应力直接影响结构的受力与变形，施工控制中应在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度。 6混凝土收缩、徐变的影响： 连续梁桥、连续刚构桥必须计入混凝土收缩、徐变对变形的影响。 7. 温度： 温度对结构的影响是复杂的，通常的做法是对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测中采取一些措施予以消除，减小其影响。8、施工进度：施工控制计算须按实际的施工进度以及确

5、切地预计合拢时间分别考虑各个部分的混凝土徐变变形。n桥梁施工控制中的结构分析方法包括前进分析法、倒退分析法以及无应力状态法。对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥，施工控制结构计算的计算方法也采用前进分析法和倒退分析法。 1 1前进分析法前进分析法n 为了计算出桥梁结构在成桥后的受力状态，只有根据实际结构的配筋情况和既定施工方案逐个阶段地进行计算，最终才能得到成桥结构的受力状态和变形情况。n这种计算方法的特点是：随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断地改变，前期结构将发生徐变，其几何位置也在改变，因此，前一阶段的结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础。我们将这

6、种按施工阶段前后次序进行的结构分析方法称为前进分析法。n前进分析法能够较好地模拟桥梁结构的实际施工历程。下面我们就介绍一下悬臂浇筑施工的预应力棍簇土连续刚构桥的前进分析计算。结构分析的基本步骤结构分析的基本步骤n1) 确定结构初始状态：主要包括：中跨、边跨(次边跨)的大小、桥面线形、桥墩的高度、横截面信息、材料信息、约束信息、预应力索信息、混凝土徐变信息、施工临时荷载信息、二期恒载信息、体系转换信息等。n2) 基础、桥墩和0号块浇筑完成：计算已浇筑部分在自重和外加荷载作用下的变形和内力。n3) 在每一个桥墩上对称地依次悬臂浇筑各个块件，直到悬臂浇筑完成，挂篮拆除。计算每一次悬臂浇筑时结构的变形

7、和内力，每一阶段计算均依照上一阶段结束时结构变形后的几何形状为基础。 n4) 进行边跨合拢(次边跨合拢)、中跨合拢，计算这几个主要阶段结构的内力和变形。n5) 桥面铺装：计算二期恒载作用下结构的内力与变形。 前进分析法在一个施工阶段中，新拼装的杆件用激活两个结点间的新单元进行模拟，计算是对施工阶段循环进行，循环结束时分析结果可以是成桥若干年后结构的受力状态。前进分析程序系统见图7l。 ( (三三) )立模标高的确定立模标高的确定n在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顾、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立摸标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制

8、，则最终桥面线形较为良好；如果考虑的因素与实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。n众所周知，立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变性(挠度)。其计算公式如下：2345lmisjiliiiiiglhhffffff式中式中： lmihi i节段立模标高节段立模标高( (节段上某确定位置节段上某确定位置) )； sjihi i节段设计标高；节段设计标高； 1if由各梁段自重在节段产生的挠度总和；由各梁段自重在节段产生的挠度总和； 2if由张拉各节段预应力在由张拉各节段预应力在i i节段产生的挠度总和；节段产生的挠度总和； 3i

9、f混凝土混凝土收收缩、徐变在缩、徐变在i i节段引起的挠度；节段引起的挠度； 4if施工临时荷载在施工临时荷载在i i节段引起的挠度；节段引起的挠度； 5if使用荷载在使用荷载在 j j 节段引起的挠度；节段引起的挠度； glf挂篮变形值。挂篮变形值。 其中挂篮其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘制出挂篮荷载绘制出挂篮荷载- -挠度曲线，进行内插而得。而挠度曲线，进行内插而得。而1if、2if、3if、4if、5if五项在前进分析和倒退分析计算中已经加以考虑。五项在前进分析和倒退分析计算中已经加以考虑。倒退分析输出倒退分析输

10、出结果中的预抛高值结果中的预抛高值ypgih就是这五项挠度的总和。那么，式就是这五项挠度的总和。那么，式(7(71) 1)可改可改写为：写为： lmisjiglsjiypgiglhhffhhf 成桥后预计标高的计算公式为：yjilmiglihhff式中：式中：yjihi i节段预计标高；节段预计标高； if块件浇筑完后，块件浇筑完后，i i节段的下挠值。节段的下挠值。 n施工监测是施工监控的重要组成部分。大跨径预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥施工监测的目的就是在悬臂施工过程中，通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和变形来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的

11、安全和稳定，其次保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障。1.1.主梁结构部分设计参数的测定主梁结构部分设计参数的测定n在此只考虑主要的、而且可测定的参数。具体测定工作的进行，应根据该桥所在的自然环境情况、所用材料情况、施工工艺及工序情况来加以测定。需测定的参数如下： n (1)混凝土弹性模量；(必须试验确定)n (2)预应力钢绞线弹性模量；n (3)混凝土容重；(必须试验确定)n (4)混凝土收缩徐变系数；n (5)材料热胀系数；n (6)施工临时荷载；(主要是挂篮自重)2.箱梁施工挠度观测与标高控制箱梁施工挠度观测与标高控制n 2.2 2.2 梁段测点基准点的设置梁

12、段测点基准点的设置n（1）0号和1号箱梁顶面水准点为箱梁悬臂浇筑施工的标高控制点。n（2）从箱梁第2号节段开始，在梁段前端距端面15cm断面（桥纵向），沿横向布置3个箱梁顶面标高测点，其中中间测点主要用于连续梁水平轴线的测量控制。测点采用预埋钢质测点桩，横向布置在箱梁腹板位置处。2.3 2.3 监测规定监测规定n（1）对于每一个悬浇梁段应进行至少3种工况的标高观测，即挂篮就位及立模后、浇筑混凝土后、张拉完预应力钢束后。2.42.4 立模标高立模标高n（1）立模标高由施工控制组提出并将立模标高通知单发至监理组，由监理组核签后转发至施工单位。立模工作结束后，通知单返回施工控制组。2.5 2.5 合

13、拢段观测合拢段观测n（1）合拢段是箱梁施工的重点之一，更是线形控制的难点，故应高度重视。2.62.6 箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求n（1）箱梁梁段的精度要求 强调：强调：n 箱梁每一节段悬臂施工过程中，应进行至少以下3个工况的挠度测量和高程控制测量： （1）挂篮就位立模板及浇筑箱梁混凝土前；（2）浇筑箱梁混凝土后，纵向预应力钢束张拉前；（3）纵向预应力钢束张拉后；n为了尽量减少温度对观测的影响观测时间安排在早晨太阳出来之前。在施工过程中，对每一节段需进行数次(至少一次)的观测，以便观察各点的挠度及箱梁梁轴曲线的变化历程，以保证箱檗悬臂端的合拢精度及桥面的线形。n

14、以上测量工况，除对当前施工节段进行高程测量外，同时对已施工的连续3个节段同时进行高程测量，以得到箱梁节段累计实际变形数据和线形。 3 3主梁应力监测主梁应力监测n在大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥上，主要测试大桥的桥墩和箱梁截面的应力。n一般来说，桥墩上测点布置在墩底、横系梁及墩顶截面处，主梁上视跨度而定，测点可布置在悬臂根部等关键截面上。n测试仪器有各种应变仪(应变片)、测力计、应变式测力传感器，钢弦式应力计等。 4 4温度观测温度观测n温度变化包括季节温度变化和日照温度变化两个部分。n在季节温度变化和日照温度变化两种因素中，日照温度变化最为复杂，尤其是日照作用会引起主梁顶、底板的温度

15、差，使主粟发生挠曲，同时，也会引起墩身两侧的温度差，使墩身产生偏移。n季节温差对主梁挠度的影响比较筒单，由于其变化的均匀性，既不会使主梁发生挠曲，也不会使墩发生偏转。季节温差可采集各节段在各施工阶段的温度，输入计算机中，分析其时挠度产生的影响。 n由于日照温度变化的复杂性，在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响，日照温度的影响只能通过定时实施观测来加以修正。 5. 5. 混凝土弹模、容重的测试混凝土弹模、容重的测试n采用现场取样的方法分别测定混凝土在3天、7天、14天、28天、60天龄期的弹模值，以得到完整e-t曲线，为主梁预拱度的修正提供数据；n混凝土容重的测定也应采用现场取样，在实验室

16、用常规方法测定。四、施工控制的理论与方法四、施工控制的理论与方法n 连续梁桥、连续刚构桥是一施工量测识别修正预告施工的循环过程，其实质就是使施工按用预定的理想状态(主要是施工标高)顺利推进。而实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差所以，施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构末来状态作出预测。n与斜拉桥不问，连续梁桥、连续刚构桥在梁段浇筑完成后出现的误差，除张拉预备预应力索外，基本投有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇筑梁段的立模标高上作出必要的谓整。所以，要保证控制目标的实现最根本的就是对立模标高作出尽可能准确的预测即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为