悬洲寐线形控制方案

悬洲寐

线形控制方案

兰州交通建设工程质量检测站

2023年5月

目录

1、工程概况及技术原则错误!未定义书签。

1.1工程概况错误!未定义书签。

1.2施工监控技术根据错误!未定义书签。

1.3线路技术原则错误!未定义书签。

2、线形控制必要性和措施错误!未定义书签。

2.1施工控制的必要性错误!未定义书签。

2.2施工控制的措施错误!未定义书签。

3、监控计算错误!未定义书签。

3.1持续梁施工环节错误!未定义书签。

3.2计算模型及分析措施错误!未定义书签。

3.3确定计算监控基本参数错误!未定义书签。

3.4长期收缩徐变设置错误!未定义书签。

3.5计算内容错误!未定义书签。

3.6立模标高确实定与调整错误!未定义书签。

4、线形测量.......................................错误!未定义书签。

4.1变形监测............................................错误!未定义书签。

4.2轴线偏移测量........................................错误!未定义书签。

4.3墩顶沉降和水平位移测量.............................错误!未定义书签。

4.4考察大气温度对主桥线形影响........................错误!未定义书签。

4.5监控技术方案日勺保证措施.............................错误!未定义书签。

5、应力测试.......................................错误!未定义书签。

5.1应力测试断面........................................错误!未定义书签。

5.2测试仪器及规定......................................错误!未定义书签。

6、重要注意事项..................................错误!未定义书签。

7、控制详细流程..................................错误!未定义书签。

8、监控目的......................................错误!未定义书签。

1、工程概况及技术原则

1.1工程概况

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX号墩为无昨轨道现浇预应力混

凝土持续梁，主梁全长221.5m,计算跨度为60+100+60m。主桥上部采用预应力

碎直腹板持续箱梁，箱梁顶宽12.2m,底板宽6.7m,悬臂长3.25m。梁高为

4.85〜7.85m（不计桥面垫层），中支点处梁高7.85m,跨中10m直线段及边跨

15.75m直线段梁高4.85m,梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端

0.75m。

箱梁采用C50碎，三向预应力构造。箱梁为单箱单室断面，顶板厚度除梁端附

近外均为40cm,底板厚度40.0〜120cm,按直线线性变化，腹板厚60至80、80至

100cm,按折线变化。全联在端支点，中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板

设有孔洞，供检查人员通过。

主桥箱梁封端碎采用强度等级为C50干硬性赔偿收缩碎，防撞墙、遮板、电缆

槽竖墙及盖板采用C40碎。

纵向预应力采用1X7/521860-GB/T5224-2023预应力钢绞线，其原则强度

加=1860MPa,弹性模星:旦=1.95X10,MPa。竖向预应力采用中25高强精轧螺纹钢

筋，其原则强度加=830MPa。一般钢筋为HRB335带肋钢筋（即H级钢筋）和Q235

光圆钢筋（即I级钢筋）。

主墩两个T构梁段对称划分，墩顶0#段长14.00m,两侧1#〜13#梁段长度分别

有2.50m、2.75m、3.0m、3.5m、4m；现浇梁段长9.75m；合龙段长2.00m。详细箱

梁节段参数见表l-lo主桥箱梁0#块采用钢管支架施工，块采用挂篮悬浇对

称施工，边跨现浇段采用钢管桩支架施工，中跨及边跨合拢段均采用悬挂支架现浇。

单T划分为35个梁段，26个悬浇段。施工悬臂长度42m,悬浇块件最大长度4m,

最大重量167.134t,全桥共有2个()号块，1个中跨合拢段，2个边跨合拢段，52

个悬浇块段。主墩临时锚固采用JL32mm高强精轧螺纹钢。

本桥采用CRTSII：型无昨轨道，无磴轨道施工规定在全桥终张拉60天后方

可进行。铺设无昨轨道时，规定梁部施测线形与设计线形日勺偏差，上拱度不得不

小于10mm,下挠度不能不小于20mmo

表1-1箱梁各节段重要参数

名称重量(kN)长度(m)高度(cm)备注

0#块12721.1314719.3-785现浇段

1#块1589.72.5悬浇段

2#块1537.622.5悬浇段

3#块1635.292.75悬浇段

4#块1671.343悬浇段

5#块1512.013悬浇段

6#块1459.743悬浇段

7#块1527.373.25悬浇段

8#块1587.033.5悬浇段

9#块1531.873.5悬浇段

10#块1482.53.5悬浇段

11#块1390.363.5悬浇段

12#块1432.464485-487.6悬浇段

13#块1401.934485悬浇段

14#块1149.112485悬浇段

15#块4423.649.75485现浇段

1.2施工监控技术根据

⑴《、曲线）》；（图号:沈丹客专桥通-1-05）；

（2）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2023）；

（3）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土构造设计规范》（TB10002.2-2023）；

（4）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2023）；

（5）《高速铁路桥涵工程施工质量验收原则》（TB10752-2023）；

（6）《铁路桥梁钢构造设计规范》（TB10002.2-99）；

（7）《铁路桥涵施工技术规范》（TB10203-2023）；

（8）客运专线铁路常用跨度梁桥面附属设施，通桥（2023）8388A；

（9）《铁路混凝土工程施工质量验收原则》（TB10424-2023）；

（10）《悬臂浇筑持续梁首件工程评估实行细则（暂行）》（铁道部工管技[2023]

40号）；

（11）《有关转发〈悬臂浇筑持续梁首件工程评估实行细则（暂行）〉告知》（京沈

客专辽工程[2023]60号；

（12）《高速铁路施工工序管理要点第三册挂预应力混凝土持续梁悬臂浇筑线

性监控》（上海铁路局著中国铁道出版社）；

1.3线路技术原则

1）双线铁路桥，位于曲线有声屏障段落，线间距4.6m；

2）速度目的I值:250ko/h；

3）轨道构造形式：CRTSHI型板式，二期恒载值：140KN/01。

2、线形控制必要性和措施

2.1施工控制的必要性

在施工过程，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝

土收缩及徐变、温度以及体系转换等诸多原因的影响，因控制不妥会使悬浇梁段

时合龙误差大和成桥线型与设计目的）不相吻合。为了使施工能按照设计意图进

行，保证施工安全并最终到达设计日勺理想成桥状态，应对本桥进行线形控制，以

保证最终线形平顺。

大型桥梁，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，并且还依赖

于科学合理口勺施工措施。怎样通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的

应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。同步，施工控制的

成果为大型桥梁实行长期监测提供原始根据，是桥梁运行状态监测的起点。

尽管在设计时已经考虑了施工中也许出现口勺状况，不过由于施工中出现的诸

多原因，事先难以精确估计，以采用悬臂浇筑的预应力混凝土持续梁桥为例，材

料日勺弹性模量、混凝土徐变收缩、挂篮重量取值、施工中偏载、有效预应力大小

和温度对构造的非线性影响等原因，在设计时很难精确把握，因此必须在施工过

程中对桥梁构造进行实时监测，并根据监测成果对设计口勺施工过程进行对应口勺调

整，使桥梁建成时最大也许地靠近设计状态，这就是施工控制工作的最终目的。

根据以往持续梁桥施工控制的经验，影响施工过程中桥梁构造内力和线形的

原因重要有如下几方面：

•桥梁施工临时荷载

•浇筑主梁混凝土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡

・挂篮定位时日勺温度影响

•预应力张拉及预应力损失的误差

•挂篮非弹性变形

•混凝土弹性模量

•混凝土徐变及收缩

•合龙工序错位引起的误差

当上述原因与估计不符，而又不能及时识别引起控制目的偏离日勺真正原因

时，必然导致在后来阶段悬臂施工中采用错误日勺纠偏措施，引起误差累积，因此

施工控制是大跨桥梁施工过程中不可缺乏的工序。

2.2施工控制的措施

通过数年的施工控制实践，在节段施工桥梁的施工控制方面一般采用自适应

控制的思绪。对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况日勺受力状态达不到设计所

确定的理想目的的重要原因是计算模型中计算参数的取值问题，重要是混凝土弹

性模量、材料H勺容重、徐变系数和永存预应力等与施工中实际状况有一定的差距

以及环境温度、临时荷载的影响。要得到比较精确的控制调整措施，必须先根据

施工中实测到的构造反应来修正计算模型中H勺这些参数值，以使计算模型在与实

际构造磨合一段时间后，自动适应构造H勺物理力学规律，当计算模型与实际构造

相吻合后，再用计算模型来指导后来的施工，这就是自适应控制的基本原理。在

闭环反馈控制基础上，再加上一种系统辩识过程，整个控制系统就成为自适应控

制系统。图1和图2为控制原理图。

当构造测量到时受力状态与模型计算成果不相符时，通过将误差输入到参数

辩识算法中去调整计算模型日勺参数，使模型的输出成果与实际测量到日勺成果一

致，得到了修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。这样，通

过几种工况日勺反复辩识后，计算模型就基本上与实际构造相一致了，在此基础上

可以对施工状态进行更好的控制。图2-2为持续梁桥常采用的施工控制框图。

图1自适应施工控制基本原理

图2.连续梁施工控制框

桥梁的施工控制是一种预告-施工-量测-识别-修正-预告的循环过程。施工

控制的规定首先是保证施工中构造的安全，另一方面是保证构造的内力合理和外

型美观。为了到达上述目的，施工过程中必须对桥梁构造内力（如主梁应力）和主

梁标高进行双控。采用悬臂浇筑的持续梁桥在施工过程中是静定构造，只要理格

按桥梁施工规范进行操作，内力状态一般可以得到保证，重要问题是施工中及长

期徐变挠度口勺控制。由于持续梁桥在施工过程中及合龙时不具有斜拉桥的索力调

整能力，一旦发生线形误差，将永远存在于构造中，因此，及时发现误差原因，

尽量减小误差发生的也许性是持续梁施工控制的关键。因此，对于持续梁桥施工

控制系统除了规定具有常规的构造分析计算手段外，具有在施工现场消除设计与

实际不一致口勺自适应能力就成为关键，只有这样才能及时提供控制标高和控制内

力的修正值。

3、监控计算

监控计算就是运用建立的监控计算体系对桥梁施工过程中各阶段构造的应

力和位移状态以及施工控制参数进行计算及预测，为施工提供施工控制目H勺值，

保证施工的顺利进行并使构造最终到达或靠近设计规定的成桥状态。

3.1持续梁施工环节

持续梁施工环节流程图见图3-1o

图3-1持续梁施工环节流程图

环下一：桥梁基础、墩身工程施工完毕。_r

fi-r?火火/人，尽7^7^的公C-J

环节二:安装临时支场，安装永久支座搭设钢管支架，施工0号块。

环节三：安装施工挂篮，对称悬灌施工1号块。

环节四：持续对称悬灌施工箱梁至最终一种对称节段。

公公公公

环节五：边跨现浇段施工，拆除挂篮。

环节六：支架上现浇边跨合拢施工。

2Q

.2

NN、

N、7

n0—JZ公/外底公公

环节七：拆除边孔支架，安装吊架，中跨合拢施工，拆除临时支墩，全面成桥。

3.2计算模型及分析措施

计算分析采用有限元程序软件MIDAS/CIVIL对桥梁空间构模进行计算，图

3-2为模型示意图。计算过程中采用正装迭代分析日勺措施进行施工架设过程模拟

计算分析。

图3-2计算模型图示

3.3确定计算监控基本参数

计算监控基本参数的选择原则是所选择的参数在施工现场是常常变化的，并

且其变化应能较敏感地反应出在施工过程中其对桥梁构造行为的影响，并且，这

些参数应易于表达，易于度量，易于获得。一般状况下，选择混凝土（材料）的

弹性模量、构件自重、施工荷载、构造温度场和施工周期等作为监控基本参数。

混凝土的弹性模量、容重采用现场实测值作为计算参数。

3.4长期收缩徐变设置

有关成桥通车后收缩徐变按1000天考虑。

3.5计算内容

在施工控制开始前，根据设计图及施工单位提供日勺施工方案，对构造进行全

施工过程模拟计算，计算采用Midas/Civil程序进行，根据计算成果对桥梁构造

在施工过程中的应力按规范规定验算，并与设计单位查对计算成果。

重要成果有：

①各梁段挂篮前移定位的构造内力、应力和挠度；

②各梁段浇筑梁段混凝土后的构造内力、应力和挠度；

③各梁段张拉预应力后的构造内力、应力和挠度：

④合龙段临时连接后H勺构造内力、应力和挠度；

⑤合龙段浇筑混凝土后（假定为荷载）的构造内力、应力和挠度；

⑥合龙段浇筑混凝土后（己成为构造）的构造内力、应力和挠度；

⑦桥面铺装完毕后的构造内力、应力和挠度。

3.6立模标高确实定与调整

根据设计资料提供的设计线形和采用Midas/Civil分析程序进行模拟计算成

果，在全施工过程中提供挂篮定位标高。初期按理论值确定，在施工进行一定的

节段数后按理论值及测量成果调整挂篮定位标高。

4、线形测量

由于持续梁桥采用悬臂施工法，每施工节段的标高即每个结点坐标位置日勺

变化与偏离都会导致合龙困难，影响最终成桥线修。为保证持续梁日勺线形符合设

计规定，必须在主梁施工过程中进行线形控制。线形测量重要内容包括：主梁变

形监测、主梁轴线偏位测量与墩顶沉降和水平位移的测量。

成桥线形测量的I测点布置在每跨主梁的墩顶截面、1/8跨、1/4跨、3/8跨、

1/2跨截面上设置线形测点.

4.1变形监测

测点布置

梁顶高程测点布置在中线及腹板上H勺顶面上，每个梁段前端设一种测试断

图4Ta标高测点布置图

测点高差

图4-lb标高测点转移布置

测点采用016口勺短钢筋制作，底部焊钢筋骨架上，顶部磨圆露出牲面

1.5〜2.5cm,采用红油漆标识。

观测设备

水准仪■度级别s1,配置使用3m的板尺。

观测时间

定在温度相对恒定的时间段测量，一般在夜间22：0。〜凌晨7：00之间，

随季节调整。

控制网的建立与复测

运用自动安平水准仪及检校后的钢尺把高程控制点引至0#块梁顶面上，标

上明显标识并保护好。在后来的施工期就以此点为基准，作为其他水准测量的后

视点，得出所测梁顶的高程。

每一墩顶至少应布置两个基准点，每次测试时首先应进行基准点之间的互相

校核。对于这些基准点，规定每隔两个月复测一次。

4.2轴线偏移测量

用钢尺找出前端梁段日勺中线并做标计，采用视准法直接测量其前端偏位。

将经纬仪架设在墩顶梁面中心，后视另一墩顶梁面中心，视线为基准线，在

梁前端中心标识处放置小钢尺，钢尺基准点与梁端中心点重叠，用仪器直接读取

钢尺读数，即为轴线偏移值。

或用全转仪进行测量。

4.3墩顶沉降和水平位移测量

墩顶沉降和水平位移日勺测量采用全站仪持续梁两端设置两个站点，测出墩顶

测点的三维坐标，以便得到墩顶空间坐标值换算成标高和水平位移值。每一测试

工况下日勺变位即为测试值与初始值的I差值。初始值为主墩刚建完后在气温恒定、

无口照影响时自由状态下的测量值。

4.4考察大气温度对主桥线形影响

由于主桥线型易受大气温度影响。因此，考察大气温度对主桥线型H勺影响是

非常必要的，为了便于设计人员对时定出施工架设阶段H勺重要技术参数，需在施

工初期、施工中期和施工末期，各选2个气温变化较大（或阴晴或冬夏）的工作

日，对主梁和主墩各测点的线型变化进行24小时持续测量，白天每隔2小时测

量一次，夜晚每隔4小时测量一次，找出大气温度对桥梁线型的影响规律。另合

龙前悬臂端均应进行24小时连测。

4.5监控技术方案的保证措施

包括主梁施工控制测点标高测量、主墩垂直度测量和桥墩沉降观测。

①挠度监测

测点布置：纵桥向每施工节段设一测试截面，每测试截面布置四个测点，每

节段浇筑前设置在梁底，在每节段施工完毕后转移至梁顶，见图4-1,测点在梁

顶H勺横向位置可以合适横移，以不挡视线、不影响挂篮移动；

测试仪器：采用水准仪或其他仪器，测量精度在±2mm以内;

测试规定：每一节段施工日勺挂篮定位、浇筑混凝土前后、预应力张拉等施工

环节均进行标高测量；

②箱梁顶面标高测量

测点布置：每节段四个测点，见图4-1。

测量仪器：采用水准仪或其他仪器，测量精度在±2mm以内；

测量规定：每一节段施工混凝土浇筑完毕后测量本节段的箱梁顶面标高，并

建立与上述测点标高的换算关系；

③桥墩沉降观测

测点布置：每个主墩承台顶四角设四个测点；

测量仪器：采用水准仪或其他可行仪器，测量精度在±lmm以内；

测量规定：每施工5个节段后进行一次沉降观测。

5、应力测试

预应力混凝土持续梁桥在悬臂施工的过程中，从构造安全的角度，构造日勺应

力最令人关注。影响构造内力变化日勺原因诸多，如混凝土收缩徐变、温度、预应

力张拉效果、现浇梁段混凝土的实际方数及容重、挂篮荷载、梁上堆放日勺临时荷

载状况以及合拢方案、合拢次序、合拢时临时支架和配重等等有关。本项目中采

用理论仿真分析计算和实际截面应力监测控制截面的应力，分析主梁日勺应力状

态，判断在施工过程中整个构造的安全度。

主梁应力日勺测试是监测主梁在施工过程中主梁与否安全的一种辅助手段。尽

管理论计算成果表明了其安全性，但在实际施工中也许存在着不可估计的原因

(如施工荷载、混凝土弹性模量、预应力大小日勺变异，施工流程日勺变化等)会使

主梁的I受力与理论计算成果有差异，因此须进行主梁应力日勺监测，保证构造安全。

5.1应力测试断面

应力测点仅布置于持续梁悬臂施工最不利截面处，即悬臂根部距离支座中心

线两侧各2米底板与腹板角隅处，以及顶板与腹板角隅处。如图5-l(a)和(b)所

示，监测主梁应力状态。

(b)

(注：图中黑色小矩形块表达测试组件布置位置)

图5.1主梁截面应力测点布置图

5.2测试仪器及规定

为了得到理想的测试效果，在监控工作中选择了质量好、性能可靠、受环境

原因影响小、经风吹雨淋和混凝土浇筑振捣不易损坏的钢弦式钢筋应力计为应力

量测组件。详细日勺仪器选用成果如下:

（1）钢弦式钢筋应力计：采用埋入式智能型振弦式应变传感器，测量精度

控制在±0.2MPa以内；同步可测量混凝土温度进行应力修正。

（2）便携式综合测试仪（钢弦式钢筋应力计频率测定）。

（3）测试规定：每一施工节段的预应力张拉后均进行应力测试。

（4）应力测试频率：每点不少于20次

6、重要注意事项

（1）施工环节安排计划

施工环节对悬臂浇筑标高日勺预报起关键的作用，不一样日勺环节必须确定不一

样欧J预抛高，才能到达成桥状态的合理线形，因此，确定详细的J施工环节安排计

划，重要包括：全桥的施工环节、每个节段施工循环日勺详细环节、每个环节时的

重要施工荷载数量及位置、每个环节的人体时间安排、合龙次序等，这些计划在

悬臂施工开始后不应有大的变化，尤其是合龙次序不得变化；

（2）实际日勺挂篮构造

根据挂篮构造，计算挂篮的线性变形规律，结合挂篮预压试验成果确定每个

施工节段的预拱度，重要包括：挂篮压重的重量、重要构件的尺寸、支承位置等;

（3）测试项目

①主梁施工控制测点标高测量

②箱梁顶面标高测量

从理论上讲只要箱梁底面标高及梁高对的，顶面标高自然对日勺，不过为了保

证箱梁顶面平整，进行箱梁顶面标高测量，监视箱梁顶面日勺横坡及平整度；

③墩顶水平位移测量

本桥墩身虽然不高，在施工过程中保证墩身平衡受力是本桥施工日勺要点之

一，为保证平衡施工，需通过墩顶水平位移测量进行检查墩身的垂直度。

④桥墩沉降观测

为保证桥而测点对时反应桥梁构造的变形，必须扣除基础变位引起日勺变形。

⑤预应力损失测试（根据设计规定确定与否进行）

为预应力损失计算提供参照根据。

⑥主梁混凝土弹性模量测试

为确定计算中的混凝土弹性模量提供参照根据。

（4）对施工现场的规定

①重要施工机具的数量及位置应尽量与施工环节安排所确定的相似；

②备用施工机具及材料应集中堆放在0#、1#段范围内，以减少临时荷载对标

局口勺影响；

③节段重量的超重水平、混凝土材料的配合匕应保持一致，以保证立模标高

估计的持续性；

④保证对称施工，尤其是大悬臂时的对称施工，根据我们以往n勺经验，过大

的不对称出现后很难纠正；

7、控制详细流程

（1）桥墩及o号块施工阶段

1）建立沉降观测测点区I初始值;

2）浇筑0号段混凝土前预埋支架钢管应力测试传感器；

3）按施工控制小组提供的0号块底面立模标高立模浇筑0号块；测量成果

报施工控制小组；

4）建立墩顶水平位移测点日勺初始值；

5）在0号块拼装挂篮；

6）挂篮预压试验，向施工控制小组提供挂篮预压试验变形成果；

7）立模绑扎1号段钢筋；

（2）循环悬臂浇筑阶段

从挂篮时前移定位至预应力钢束张拉完毕是本桥施工的一种周期，每个周期

中有关施工控制日勺环节如下：

1）按照预报H勺挂篮定位标高定位挂篮，由施工单位测量定位后的挂篮标高,

经监理签认后向控制小蛆提供拄篇的审位测量成果：

2）立模板、绑扎钏筋；

3）浇筑混凝土前，测量所有已施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高,

墩顶的水平位移，经监理签认后报施工控制小组；

4）施工控制小组分析测量成果，如需调整，给出调整后的标高；

5）浇筑完混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，测量本梁段

端部梁底和预埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，经监理签认后

提供施工控制小组；

6）浇筑完混凝土后第二天测量本节段上的箱梁顶面标高，建立测点与梁底

标高的关系，经监理签认后提供施工控制小组;

7）检查断面尺寸，经监理方签认后提供应施工控制小组并向施工控制小组

提供梁段混凝土超重的状况；

8）张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上日勺高程测点，经监理签认后

提供施工控制小组；

9）施工控制小组分析测量成果，根据上一施工周期梁底标高测量值预报下

一施工周期日勺挂篮定位标高。

10）假如须进行压重，预报值经设计单位承认，与控制单位会签后交监理；

11）监理将上述预报标高最终核定后下指令交施工单位执行。

测量工作内容及时间规定见表7-lo