预应力混凝土连续梁桥连续刚构桥悬臂施工控制

预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥悬臂施工控制主讲人:重庆交通学院预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥悬臂施工控制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。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

一、连续梁桥、连续刚构桥施工控制的目的、内容施工控制的目的

定义：施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。

目的：桥梁施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求。(二)施工控制的内容内容：变形控制和应力监测。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。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。二、施工控制结构分析(计算)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态满足设计要求。(一)施工控制结构计算的一般原则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。1．施工方案：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。2．计算图式：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切地预计合拢时间分别考虑各个部分的混凝土徐变变形。(二)施工控制的结构计算方法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．前进分析法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。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。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1)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。2)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。3)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。

4)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。5)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7—l。(三)立模标高的确定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，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。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：成桥后预计标高的计算公式为：三、施工控制监测(一)施工监测的目的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.主梁结构部分设计参数的测定在此只考虑主要的、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：(1)混凝土弹性模量；(必须试验确定)(2)预应力钢绞线弹性模量；(3)混凝土容重；(必须试验确定)(4)混凝土收缩徐变系数；(5)材料热胀系数；(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

2.1准备工作:（1）施工单位完成挂篮及托架试验。除安装检查外，重点进行挂篮变形测试，测试结果为挂篮和托架的结构荷载—挠度曲线图，实测弹性及非弹性变形值。边跨现浇段支架试验要求相同，试验结果要告之施工控制组。（2）主桥轴线及桥墩位里程、高程均根据全桥三角网点和水准网点由施工单位进行两次复测。（3）线形控制小组要按施工进度划分的阶段，应用施工控制程序求得每一时段的梁体挠度，并转化为各梁段计算的立模标高。（4）施工单位配合施工监控组设置桥墩沉降观测点。2.2梁段测点基准点的设置（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。（2）从躲箱梁恩第2号节奔段开筋始，稀在梁牧段前亿端距臣端面15c伤m断面（托桥纵向泊），沿制横向布助置3个箱匪梁顶余面标径高测则点，祥其中刊中间愈测点趟主要畏用于嫁连续驶梁水串平轴拴线的期测量昼控制驼。测赤点采雨用预扒埋钢慰质测亩点桩伤，横嫂向布匪置在般箱梁优腹板状位置查处。上述标脾高测点上中包括屠了桥中烫线位置酱控制测必点。2.3监测户规定（1）对兰于每先一个炼悬浇针梁段控应进瞧行至颠少3种工谎况的蛇标高茶观测多，即挂篮就惜位及立怠模后、坡浇筑混仗凝土后份、张拉昨完预应刮力钢束紫后。（2）除脊立模住调整得外，璃测量虾时间曾一般槐应在堵早晨材太阳宿出来易前（薪清晨诊七点罗左右糖）。（4）在浇进行功标高听观测升的同注时，推应进烂行中框轴线监位置兰观测点，墩柏沉降蚂观测屿，根血据施须工的担进度绞情况租，进焰行周盲期性饥观测携。（5）在对龄梁段标印高和中趟轴线进渐行测量罪时，若夹现场实键测值与窄测量单脱上预测暴值对应低误差为±15抗mm（高程）量、5mm（中轴面线偏述位）滴时，宜应向答监理湾和施幼工控痒制组嗽（线愿形控于制小毒组）龙汇报谁，在掩施工两控制概组人边员认械可和屡监理汇同意评观测村结果缠后方供可结换束测眉量。2.4立模膀标高（1）立模释标高由辉施工控脚制组提抓出并将垫立模标姨高通知搏单发至眯监理组虑，由监幕理组核碍签后转劫发至施每工单位乘。立模禾工作结额束后，俊通知单遭返回施邮工控制睬组。（2）施径工单抽位要嫌根据欺施工睬控制佛组提兵供的散立模李标高面通知指单准惊确放揉样。恼立模箩标高膝放样浇结束带经施谣工单王位复导测后巷，由唤监理弃检查姓合格讨并签哄字后私才可码进行庭下一罪步的爹工作提。（3）施工攻控制小县组在预塌应力张肆拉后于24小时泻内根叨据箱杏梁已歌浇梁计段的口重量郑、标微高、猾预应贸力、纽奉混凝屋土强姑度、梳弹性招模量那等实潜测值届（均董由施辉工单答位提死供）榆，考晕虑挂圣篮变踏形、孝支座查变形阔、墩深沉降金和温楚度影刑响，蔬由施乒工控立制程工序进主行分汪析计准算后庙，提漫出下蹲一梁煤段的崭立模恨标高镇值。2.5合拢绳段观纺测（1）合罢拢段李是箱音梁施获工的订重点趟之一弊，更往是线删形控溪制的沾难点款，故辰应高计度重鸦视。(2)合拢吼段相朝邻悬签臂施蚕工的见最后半梁段做施工营前，拨应对众相应鸭梁跨锻进行柳联测谊，以桌确定胀最后析梁段季悬臂宰施工疮的立岸模高毕程，胀保证晕合拢鼓精度挎。合拢景段的穷高程凯观测循应按6种工况干进行实本测：临时瘦支承累约束市解除吓后、扛劲性瘦骨架佳焊接键前、乓浇筑杜混凝朗土前尼、后无，张治拉部逃分的薯预应嫩力钢握束后辆，劲计性骨疑架解帅除后计、张页拉完闭所有枣预应泻力钢遣束后锦。（3）在蹄现浇振合拢艺段之师前，沉线形匹控制现小组饮配合梳施工画单位茧对最但大悬爬臂长轰度时子温度献变化良及相碍应挠纱度变喘化进乖行24小时条测量鞭。（4）控制贤标准应筹按设计舞文件要盘求。若扩设计文栽件中无腔此要求贴，则应祖按公路姜桥涵技柏术规范傲的规定久要求执起行。2.牌6箱梁祝悬臂学浇筑浇施工恼的主纹要精咱度要倘求（1）箱罚梁梁浅段的呀精度朋要求箱梁腥底、鸣顶板诞中线提误差10紫mm箱梁顶害面高程±1摔0m艳m箱梁显底、标顶板短和腹拢板厚谜度误核差±1谦0m柿m,拨0泥mm箱梁职底、渡顶板僻宽度击误差±3瓦0m心m箱梁蚊高度客误差±5m扰m,席-10誉mm同跨对菠称点高暖程误差±20宽mm（2）箱梁宅悬臂缓现浇鹊施工君中，盲梁段边高程境和中腥轴线吸位置裤容许纱误差子为高烧程±15惜mm，中轴谈线位犬置5m任m。（3）悬臂添现浇纵合拢命的主扛要精李度悬臂译合拢回的中悄线位掏置误局差不垒大于10图mm；悬臂合浪拢的高便程差在±2楼0m抢m之内。强调心：箱梁赚每一欲节段劝悬臂舒施工丽过程陵中，领应进葱行至纲少以掌下3个工揭况的方挠度拆测量忌和高宏程控帜制测锻量：（1）挂篮返就位立壤模板及疮浇筑箱弹梁混凝滑土前；（2）浇别筑箱棵梁混犯凝土拦后，莫纵向红预应尤力钢井束张汉拉前春；（3）纵饥向预他应力耗钢束站张拉绳后；为了凉尽量宰减少管温度爱对观股测的脖影响并．观翼测时洪间安傅排在浙早晨劳太阳刮出来夜之前约。在闪施工惰过程锦中，注对每快一节翼段需饰进行旷数次(至少一旅次)的观测刮，以便骄观察各伶点的挠飞度及箱破梁梁轴念曲线的押变化历南程，以芒保证箱温檗悬臂到端的合沈拢精度泄及桥面或的线形拍。以上测秤量工况样，除对陪当前施伏工节段标进行高雄程测量逃外，同寒时对已牧施工的拆连续3个节段贡同时进持行高程更测量，目以得到马箱梁节竿段累计重实际变终形数据掌和线形汇。3．主教梁应我力监群测在大唤跨度括预应柄力混脱凝土沿连续址梁桥团、连艘续刚饺构桥伐上，妙主要屑测试誉大桥横的桥倦墩和犬箱梁影截面芽的应韵力。一般来居说，桥喇墩上测积点布置希在墩底她、横系仓梁及墩恳顶截面保处，主猪梁上视计跨度而同定，测腿点可布怕置在悬雅臂根部软等关键肾截面上吵。测试潮仪器徐有各每种应拒变仪(应变片)、测力还计、应额变式测贝力传感够器，钢腾弦式应店力计等泽。4．温茶度观钟测温度变街化包括犬季节温把度变化陪和日照目温度变抗化两个免部分。在季防节温撇度变慌化和集日照汁温度匀变化技两种跨因素填中，爱日照台温度痛变化敞最为印复杂酸，尤炼其是患日照贞作用姨会引旱起主牺梁顶梁、底魂板的蹈温度顷差，捷使主森粟发北生挠斥曲，揭同时唤，也幻玉会引莫起墩衬身两趴侧的舒温度他差，睬使墩栗身产踢生偏挪移。季节驼温差纵对主瞒梁挠心度的土影响唉比较毒筒单律，由适于其菊变化究的均探匀性音，既用不会佛使主呜梁发猫生挠币曲，贞也不握会使棵墩发臂生偏晶转。岭季节谁温差握可采乱集各尸节段旬在各虑施工断阶段障的温议度，属输入计计算屈机中执，分烂析其爷时挠小度产南生的每影响劝。由于日抄照温度写变化的魄复杂性敏，在挠妻度理想吗状态计匹算时难趁以考虑岛日照温用度的影杰响，日控照温度娱的影响杰只能通车过定时挺实施观插测来加锣以修正纠。除立及模调植整外溉，测爽量时抄间一啦般应违在早御晨太吗阳出你来前淋（清扭晨七膨点左印右）同。5.混凝土笔弹模、谷容重的扫测试采用塌现场螺取样炸的方私法分刺别测珠定混久凝土候在3天、7天、14天、28天、60天龄就期的原弹模词值，队以得纯到完痛整E--叠t曲线龄，为弯主梁副预拱穷度的脱修正猪提供尖数据嚷；混凝土般容重的充测定也浇应采用初现场取拴样，在疾实验室捆用常规善方法测四定。四、原施工泰控制呜的理鸽论与互方法连续梁匙桥、连菊续刚构语桥是一打施工量测识别修正预告施工的珠循环过疫程，其养实质就叫是使施析工按用痛预定的彻理想状臂态(主要有是施每工标彻高)顺利推牵进。而架实际上虏不论是蓝理论分患析得到主的理想希状态，芒还是实之际施工抵都存在必误差．跟所以，因施工控包制的核僵心任务危就是对劫各种误舰差进行脸分析、籍识别、榆调整，追对结构侵末来状暂态作出沸预测。与斜拉原桥不问圣，连续短梁桥、止连续刚贿构桥在颈梁段浇泡筑完成经后出现炕的误差馅，除张盟拉预备徐预应力波索外，切基本投租有调整守的余地普，而只韵能针对粗已有误采差在下篮一未浇彻筑梁段乖的立模仓标高上押作出必迷要的谓讨整。所歪以，要手保证控生制目标扫的实现男．最根林本的就蒙是对立恩模标高请作出尽汽可能准才确的预盐测．即呢主要依码靠预测巾控制。牙无论施蒙工过程抚如何，隆总是以祝最终桥蝴梁成型贝状态作伏为目标粘状态，晶以此来脸控制各约施工块锁件的预络抛高值(立模味标高)。连续黎梁桥孟、连真续刚翁构桥宴施工申控制俘流程傲如图7—3所示串。五、监测工窜作的组姜织与分鲜工施工控纳制组的愤工作职抱责为：（1）负责含向业主巷、监理三和施工羊单位提稼交梁段挑立模标地高；（2）负舒责监鞭测施赚工过陆程中际的挠涂度，株应力落及温方度数礼据并奴进行万分析先计算呜，对川应力普和高坑程进疼行控艺制；（3）负陷责整篮理、背