悬臂现浇连续梁线性监控方案

1、悬浇连续梁线形控制方案兰州交通建设工程质量检测站2011年5月1.工程概况及技术标准错误!未定义书签。I1.1工程概况错误!未定义书签。1.2施工雌技术依据113线路技术标准22.线形控制必要性和方法22.1施工控制的必要性22.2施工控制的方法33.监控计算3.1连续梁施工步骤53.2计算模型及分析方法63.3确定计算监控基本参数73.4长期收缩徐变设置73.5计算内容73.6立模标高的确定与调整74.线形测量84.1变形监测84.2轴线偏移测量94.3墩顶沉降和水羽立移测量104.4考察大气遍度对主桥线形影响104.5监控技术方案的保证措施105、应力测试115.1应力测试断面115.2测

2、试仪器及要求126. 主要注意事项127. 控制具体流程138、监扌空目标16跨沈木大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案1、工程概况及技术标准1. 1工程概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX号墩为无祚轨道现浇预应力混 凝土连续梁，主梁全长221.5m,计算跨度为60+100+60叽 主桥匕部采用预应力 磴直腹板连续箱梁，箱梁顶宽12.2m,底板宽6.7m,悬臂长3.25m。梁高为 4.857.85m （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,梁底下缘按二次拋物线变化，边支座中心线至梁端 0.75n

3、io箱梁采用C50碇，三向预应力结构。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40.0120cm,按直线线性变化，腹板厚60至80、X0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。主桥箱梁封端栓采用强度等级为C50 P硬性补偿收缩伦，防撞墙、遮板、电缆 槽竖墙及盖板采用C40fto纵向预应力采用IX715.21860GB/T52242003预应力钢绞线，其标准强度 加=1860 MPa,弹性模呈Ey=1.95X 10 MPa。竖向预应力采用巾25高强精轧螺纹钢 筋，艮标准强度7=X30MPa“普通钢筋为HR

4、B335带肋钢筋（即I【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肛13#梁段长度分別 有2.50m、2.75m、3.0m、3.5m、4m；现浇梁段长9.75m：合龙段长2.00m。具体箱 梁节段参数见表Mo工桥箱梁0#块采用钢管支架施工，W13#块采用挂篮悬浇对 称施匸，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 最大重量167.134t,全桥共有2个0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

5、高强精轧螺纹钢。本桥采用CRTS III型无酢轨道，无磴轨道施工要求在全桥终张拉60天后方 可进行。铺设无祚轨道时，要求梁部施测线形与设计线形的偏差，上拱度不得大跨沈木大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案于10mm,下挠度不能大于20mm。表箱梁各节段主要参数名称重量(kN)长度(m)髙度(cm)备注0#块12721.1314719.3-785现浇段1#块1589. 72.5689. 5-719. 3悬浇段2#块1537. 622.5661. 7-689. 5悬浇段3#块1635. 292. 75633. 5-661.7悬浇段4#块1671. 343605. 5-633.

6、5悬浇段5#块1512.013580. 4-605. 5悬浇段6#块1459. 743558. 3-580. 4悬浇段7#块1527. 373. 25537. 6-558. 3悬浇段8#块1587. 033.5519. 1-537. 6悬浇段9#块1531.873.5504. 6-519.1悬浇段10#块1482. 53.5494. 1-504. 6悬浇段11#块1390. 363.5487. 6-494.1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. 751S5现浇段1.2施TH

7、S控技术依据(1) 、曲线)；(图号：沈丹客专桥通-1-05)；(2) 铁路桥涵设计基本规范(TB 10002. 1-2005)；(3) 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB 10002. 2-2003)；(4) 铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002. 5-2005):(5) 高速铁路桥涵工程施匸质量验收标准(TB10752-2010)；(6) 铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002. 2-99):(7) 铁路桥涵施工技术规范(TB 10203-2002)；(8) 客运专线铁路常用跨度梁桥面附属设施，通桥(2008) 8388A：(9) 铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB

8、10424-2010)；(10) 悬臂浇筑连续梁首件工程评估实施细则(暂行)(铁道部工管技201140 号)；跨沈木大道2号特大桥60+100+601!）悬浇连续梁线形控制方案（11）关于转发悬臂浇筑连续梁首件工程评估实施细则（暂行）通知（京沈 客专辽工程【2011】60号；（12）高速铁路施工工序管理要点 第三册 挂预应力混凝土连续梁悬臂浇筑线 性监控（上海铁路局著 中国铁道出版社）；13线踣技术标准1）双线铁路桥，位于曲线有声屏障段落，线间距4. 6m；2）速度目标值:250km/h；3）轨道结构形式：CRTS III型板式，二期恒载值：140KX/m。2. 线形控制必要性和方法2.1施工

9、控制的必要性在施匸过程，山于受混凝土浇筑、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因素的影响，因控制不当会使悬浇梁段 的合龙误差大和成桥线型与设计U标不相吻合。为了使施工能按照设计意图进 行，确保施工安全并最终达到设计的理想成桥状态，应对本桥进行线形控制，以 保证最终线形平顺。大型桥梁，理想的儿何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖 于科学合理的施工方法。如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的 应力状态和儿何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。同时，施工控制的 结果为大型桥梁实行长期监测提供原始依据，是桥梁运营状态监测的起点。尽管在设计

10、时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是山于施工中出现的诸 多因素，事先难以精确佔讣，以采用悬臂浇筑的预应力混凝土连续梁桥为例，材 料的弹性模量、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 和温度对结构的非线性影响等因素，在设计时很难准确把握，所以必须在施工过 程中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应的调 整，使桥梁建成时最大可能地接近设计状态，这就是施工控制工作的最终LI标。7跨沈木大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案根据以往连续梁桥施工控制的经验，影响施丄过程中桥梁结构内力和线形的 因素主要有以下儿方面：桥梁施工临时荷载浇筑主梁混凝

11、土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡挂篮定位时的温度影响 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因素与估计不符，而乂不能及时识别引起控制U标偏离的真正原因 时，必然导致在以后阶段悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积，所以 施工控制是大跨桥梁施工过程中不可缺少的工序。2.2施工控制的方法经过多年的施工控制实践，在节段施工桥梁的施工控制方面一般采用自适应 控制的思路。对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所 确定的理想LI标的重要原因是讣算模型中讣算参数的取值问题，主要是混凝土弹 性模量、材料的容重、徐变系数和永存预应

12、力等与施工中实际情况有一定的差距 以及环境温度、临时荷载的影响。要得到比较准确的控制调整措施，必须先根据 施丄中实测到的结构反应来修正计算模型中的这些参数值，以使汁算模型在与实 际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，当计算模型与实际结构 相吻合后，再用计算模型来指导以后的施工，这就是自适应控制的基本原理。在 闭环反馈控制基础上，再加上一个系统辩识过程，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。当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到参数 辩识算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一 致，得到了修正的计算模型参数后，重新

13、讣算各施匸阶段的理想状态。这样，经过儿个工况的反复辩识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上 可以对施丄状态进行更好的控制。图2-2为连续梁桥常采用的施丄控制框图。图1"适应施工控制基本原理图2.连续梁施工拧制框桥梁的施工控制是一个预告-施工-量测-识别-修正-预告的循环过程。施工 控制的要求首先是确保施工中结构的安全，其次是保证结构的内力合理和外型美 观。为了达到上述目的，施工过程中必须对桥梁结构内力（如主梁应力）和主梁标 高进行双控。采用悬臂浇筑的连续梁桥在施工过程中是静定结构，只要严格按桥 梁施工规范进行操作，内力状态一般能够得到保证，主要问题是施工中及长期徐 变挠

14、度的控制。山于连续梁桥在施工过程中及合龙时不具备斜拉桥的索力调整能 力，一旦发生线形误差，将永远存在于结构中，因此，及时发现误差原因，尽量 #跨沈木大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案减小误差发生的可能性是连续梁施工控制的关键。所以，对于连续梁桥施工控制 系统除了要求具备常规的结构分析计算手段外，具有在施丄现场消除设计与实际 不一致的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利用建立的监控讣算体系对桥梁施工过程中各阶段结构的应 力和位移状态以及施工控制参数进行计算及预测，为施丄提供施丄控制LI标值， 保证施工的顺利进行

15、并使结构最终达到或接近设讣要求的成桥状态。3.1连续梁施工步g连续梁施丄步骤流程图见图3-1 o图连续梁施工步!流程图步骤二:安装临时支墩，安装永久支座搭设钢管支架，施工o号块。_ S9=9步骤三：安装施工挂篮，对称悬灌施工1号块。步骤四：连续对称悬灌施工箱梁至最后一个对称廿段。5步3寰厂：桥梁基础、墩身工程施工完毕。l*1跨沈木大道2号特大桥60+100+601!）悬浇连续梁线形控制方案步骤五：边跨现浇段施工，拆除挂篮。步骤六：支架上现浇边跨合拢施工。步骤七：拆除边孔支架，安装吊架，中跨合拢施工，拆除临时支墩，全而成桥。3.2计算模型及分析方法计算分析采用有限元程序软件MIDAS/CIVIL

16、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的方法进行施工架设过程模拟 计算分析。閤3-2计算模型图示3.3确定计算陶空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经常变化的，并 且其变化应能较敬感地反应出在施工过程中其对桥梁结构行为的影响，而且，这 些参数应易于表示，易于度量，易于取得。通常悄况下，选择混凝土（材料）的 弹性模量、构件自重、施工荷载、结构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ig置关于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

17、单位提供的施工方案，对结构进行全 施工过程模拟计算，计算釆用Midas/Civil程疗;进行，根据计算结果对桥梁结构 在施工过程中的应力按规范要求验算，并与设计单位核对计算结果。主要结果有： 各梁段挂篮前移定位的结构内力、应力和挠度； 各梁段浇筑梁段混凝土后的结构内力、应力和挠度； 各梁段张拉预应力后的结构内力、应力和挠度； 合龙段临时连接后的结构内力、应力和挠度； 合龙段浇筑混凝土后（假定为荷载）的结构内力、应力和挠度； 合龙段浇筑混凝土后（已成为结构）的结构内力、应力和挠度； 桥面铺装完成后的结构内力、应力和挠度。3.6立模标高的确定与调整根据设计资料提供的设计线形和采用Midas/Civ

18、il分析程序进行模拟计算结 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结果调整挂篮定位标高。4. 线形测量山于连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的 变化与偏离都会造成合龙困难，影响最终成桥线形。为保证连续梁的线形符合设 计要求，必须在主梁施工过程中进行线形控制。线形测量主要内容包括：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。. 瞳的测点布： : :-4.1变形监测 4-1.1测点布置梁顶高程测点布置在中线及腹板上的顶面上，每个梁段前端设一个测试断 面，测点布置见图4i所示图4-13标高测点布置图7跨沈木

19、大道2号特大桥60+100+601!）悬浇连续梁线形控制方案图4-lb标髙测点转移布宜测点采用016的短钢筋制作，底部焊钢筋骨架上，顶部磨圆露出磴面 1.52.5cm,采用红油漆标记。4.1.2观测设备水准仪配备使用3m的板尺。4.1.3观测时间4.1.4 my网的建立与复测利用自动安平水准仪及检校后的钢尺把高程控制点引至o#块梁顶面上，标 上明显标记并保护好。在以后的施工期就以此点为基准，作为其它水准测量的后 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相互 校核。对于这些基准点，要求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的中线并

20、做标汁，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 梁前端中心标记处放置小钢尺，钢尺基准点与梁端中心点重合，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的测量采用全站仪连续梁两端设置两个站点，测岀墩顶 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 工况下的变位即为测试值与初始值的差值。初始值为主墩刚建完后在气温恒定、 无日照影响时自山状态下的测量值。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的影响是 非常

21、必要的，为了便于设计人员正确定出施工架设阶段的主要技术参数，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小时连续测量，口天每隔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。 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，在每节段施丄完成后转移至梁顶，见图4-1,测点在梁 顶的横向位置可以适当横移，以不挡视线、不影响

22、挂篮移动；测试仪器：采用水准仪或其它仪器，测量精度在±2mm以内；测试要求：每一节段施工的挂篮定位、浇筑混凝土前后、预应力张拉等施工 环节均进行标高测量； 箱梁顶面标高测量测点布置：每节段四个测点，见图4-1。#跨沈木大道2号特大桥60+100+601!)悬浇连续梁线形控制方案测量仪器：采用水准仪或其它仪器，测量精度在±2mm以内；测量要求：每一节段施工混凝土浇筑完成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； 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：釆用水准仪或其它可行仪器，测量精度在±lmm以内；测量要求：每施工5个节段

23、后进行一次沉降观测。5. 应力测试预应力混凝土连续梁桥在悬臂施工的过程中，从结构安全的角度，结构的应 力最令人关注。影响结构内力变化的因素很多，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、梁上堆放的临时荷 载情况以及合拢方案、合拢次序、合拢时临时支架和配重等等有关。本项LI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，分析主梁的应力状 态，判断在施工过程中整个结构的安全度。主梁应力的测试是监测主梁在施工过程中主梁是否安全的一种辅助手段。尽 管理论计算结果表明了其安全性，但在实际施工中可能存在着不可预计的因素 (如施工荷载、混凝土弹性模量、预应

24、力大小的变异，施工流程的改变等)会使 主梁的受力与理论讣算结果有差异，因此须进行主梁应力的监测，确保结构安全。5.1应力测试断面应力测点仅布置于连续梁悬臂施匸最不利截面处，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5-1 (a)和(b)所 示，监测主梁应力状态。传歸布置辭II跨沈木大道2号特大桥60+100+601!）悬浇连续梁线形控制方案（b）（注：图中黑色小矩形块表示测试组件布置位置）图5.1主梁截而应力测点布置图5.2测试仪器及要求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 因素影响小、经风吹雨淋和混凝土浇筑振捣不易损坏的钢弦

25、式钢筋应力计为应力 量测组件。具体的仪器选用结果如下：（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 控制在土0.2MPa以内；同时可测量混凝土温度进行应力修正。（2）便携式综合测试仪（钢弦式钢筋应力讣频率测定）。（3）测试要求：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. 主要注意事项（1）施工步骤安排计划施工步骤对悬臂浇筑标高的预报起关键的作用，不同的步骤必须确定不同的 预抛高，才能达到成桥状态的合理线形，因此，确定具体的施工步骤安排计划， 主要包括：全桥的施工步骤、每个节段施工循环的具体步骤、每个步骤时的主要 施工荷载数量及位置、

26、每个步骤的大致时间安排、合龙顺序等，这些讣划在悬臂 施工开始后不应有大的变化，尤其是合龙顺序不得变化；（2）实际的挂篮构造根据挂篮构造，讣算挂篮的线性变形规律，结合挂篮预压试验结果确定每个 施工节段的预拱度，主要包括：挂篮压重的重量、主要构件的尺寸、支承位置等;（3）测试项目 主梁施工控制测点标高测量 箱梁顶面标高测量从理论上讲只要箱梁底面标高及梁高正确，顶面标高自然正确，但是为了保 证箱梁顶面平整，进行箱梁顶面标高测量，监视箱梁顶面的横坡及平整度； 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的关键点之 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

27、度。 桥墩沉降观测为保证桥面测点正确反映桥梁结构的变形，必须扣除基础变位引起的变形。 预应力损失测试（根据设计要求确定是否进行）为预应力损失计算提供参考依据。 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考依据。（4）对施工现场的要求 主要施工机具的数量及位置应尽量与施工步骤安排所确定的相同； 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 高的影响； 节段重量的超重水平、混凝土材料的配合比应保持一致，以保证立模标高 预计的连续性； 确保对称施工，特别是大悬臂时的对称施工，根据我们以往的经验，过大 的不对称出现后很难纠正；7. 控制具体流程（1）桥墩及o号块施

28、工阶段1）建立沉降观测测点的初始值；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；测量结果 报施工控制小组；4）建立墩顶水平位移测点的初始值；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结果；7）立模绑扎1号段钢筋；（2）循环悬臂浇筑阶段从挂篮的前移定位至预应力钢束张拉完毕是本桥施工的一个周期，每个周期 中有关施工控制的步骤如下：1）按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，山施工单位测量定位后的挂篮标高, 经监理签认后向控制小组提供挂篮的定位测量结果；2）立模板、绑扎钢筋；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结果，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给施工控制小组并向施工控制小组 提供梁段混凝土超重的情况；8）张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的