22007预应力混凝土道岔连续梁桥的线形控制

1、优秀论文、施工技术总结申报表22007题目大跨径、变截面预应力混凝土道岔连续梁桥的线形控制作者姓名宋艳德工作单位中铁十九局集团二公司工程名称厦深铁路客专文章通过对厦深客运专线韩江双线特大桥道岔连续梁采用悬臂浇筑法施工桥梁上部结构施工控制挠度等问题进行了主要论述。运用大型有限元程序建立全桥模型，计算出施工阶段的理论内容提要立模标高，提出了如何根据桥梁的结构安全和最终线型来确定立模标高，以及怎样在施工中快速有效地确定和预计下一块段的立模标高，对施工有一定的指导作用。文章技术性强，论据充分，解决了施工中起决定性作用的关申报单位键工艺，有一定的社会经济效益，具有广泛的指导作用。评审意见推荐一等奖及推荐

2、等级（盖章）2010年 10 月 23 日集团公司评审意见（盖章）年月日大跨径、 变截面预应力混凝土道岔连续梁桥的线形控制宋艳德摘要 ：文章通过对厦深客运专线韩江双线特大桥采用悬臂浇筑法施工桥梁上部结构施工控制挠度等问题进行了主要论述。运用大型有限元程序建立全桥模型，计算出施工阶段的理论立模标高， 提出了如何根据桥梁的结构安全和最终线型来确定立模标高， 以及怎样在施工中快速有效地确定和预计下一块段的立模标高，对施工有一定的指导作用。关键词 ：道岔连续梁；标高；线形控制1、工程概述韩江双线特大桥出岔连续梁为(48+2*80+88+48) m五跨预应力连续箱梁，梁长345.5m，为三向预应力体系。

3、梁体变宽点设在DK200+202，左右正线及岔线关于桥梁纵向中心线对称布置，桥梁结构左右对称。桥梁计算跨径为（48+2x80+88+48 ）m ，中支点处梁高7.50m，跨中 10m 直线段及边跨13m 直线段梁高为4.5m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端 0.75m。梁体变高段按二次抛物线Y=4.5+X2/341.333m变化。出岔连续梁采用单箱双室变截面变高度结构。在线路出岔位置前箱梁顶宽12.2m，箱梁底宽 6.7m，顶板厚度45cm，底板厚度42 至100cm，按直线变化；腹板厚30 至 70cm 线性变化，出岔后箱梁顶宽由12.20 m 变至26.76m，箱梁底宽由6.

4、7m 变至 21.66m，顶板厚度45cm，底板厚度42 至 100cm，按直线变化；腹板厚40 至 120cm 线性变化；顶板悬臂板全桥厚度不变。2、线形控制2.1线形控制的必要性对高次超静定桥跨结构多跨连续梁，其成桥的梁部理想的几何线型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。如何通过施工时的浇筑过程的控制以及主梁标高调整来获得预先设计的几何线型，是连续梁桥施工中非常关键的问题。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素( 如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等) 的随机影响，事先难以精确估计，而且在实际施工

5、过程中由于施工在测量等方面产生的误差，会使实际结构的原理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。尤其值得注意的是，某些偏差 ( 如主梁的竖向挠度误差)具有累积的特性。若对偏差不加以及时有效的调整，随着梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离设计值，造成合龙困难或影响成桥的线形。特别是采用悬臂施工技术的大跨度桥梁，施工中的不合理误差状态如不能及时地加以识别和处理，主梁的线形有可能发生积聚而超出设计安全状态发生施工事故。所以在施工中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整是十分重要的。已建成的桥梁中就出现过施工控制不好，造成主梁线形不和顺的情况，影

6、响了桥梁的使用。2.2线形控制目的采用悬臂浇筑施工梁桥的成桥线形是否能满足设计要求，是桥梁建设者非常关心和必须解决的问题， 线形控制的目的就是确保箱梁最终线型符合设计要求。对于悬臂施工的预应力砼连续箱梁桥结构来说，线形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的仿真分析， 确定出每个悬臂浇筑阶段的立模标高，此立模标高调整包括两个方面：一是桥梁整体受力考虑的预拱度；二是块段浇筑施工过程中预拱度的调整，同时在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，即施工一观测一分析一调整一施工的循环过程。从而保证成桥后桥面线型、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值。

7、2.3线形控制原理在实际工中， 很多因素会与事先估计的理想状态有差别，如：混凝土弹性模量、混凝土容重、混凝土的收缩徐变、箱梁截面尺寸、张拉预应力的效果、施工温度等，不可能与设计理沦值完全符合。 这些偏差必然会对桥梁的变形产生某些影响，使实际变形与理论变形存在一定的差异， 从而影响成桥竣工标高，偏离设计意图。 因此必须根据施工实际，随时调整理论计算模型使之与施工实际情况相符，再按修正后的模型确定新的立模标高，从而达到标高控制的目的。 即桥梁标高监控是以实际施工情况为依据，通过比较实际观测变形和理论计算变形对结构进行监测， 通过修正理论模型来消除理论与实际的偏差以便掌握结构的实际变形规律，通过调整

8、立模标高来对桥梁标高进行控制。3、立模标高的确定3.1设计标高理论上，设计标高即为桥梁在正常使用情况下的标高，在总体上服从于铁路纵断面的线型设计。或者说，桥梁的设计标高就是桥梁竣工多年以后，在承受1/2 静活载情况下的标高。这里要求“竣工多年(一般为 35 年)以后”是为了保证混凝土后期收缩徐变大体完成，桥梁不再发生明显的后期变形；“承受1/2 静活载”则是近似模拟桥梁在正常使用情况下的活载工况。标高监控的目的就是要使大桥的线形满足设计要求。因此设计标高是标高监控的依据。3.2竣工标高竣工标高即为桥梁刚刚竣工时的成桥标高。竣工设计后期徐变Hi Hifi竣 工式中， Hi桥梁竣工标高，下脚标i

9、表示桥梁纵向位置，以下同；设 计Hi桥梁设计标高；后期徐变fi桥梁竣工后由于混凝土后期收缩徐变而引起的变形，通过计算求出控制载面的挠度最大值，然后按抛物线沿跨长分布。以向下为正。3.3绝对高程法确定立模标高立模标高并不等于设计中桥梁建成后的设计标高，总要设一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形。立模Hi设计后期徐变竣 工挂 篮HiFiFiFi式中， Fi后 期 徐 变第 i 阶段混凝土浇筑后由于混凝土后期收缩徐变而引起的变形，通过计算求出控制载面的挠度最大值，然后按抛物线沿跨长分布。以向下为正。Fi竣 工结构某一点在立模之后，由于以后的施工操作使该点产生的变形，这种变形直到成桥竣工时为止。因

10、此把它记作Fi竣 工( 取向下为正 )；挂 篮Fi施工i 阶段挂篮变形值。立模标高是以竣工标高为控制依据的。目前，许多单位都是以设计标高来对桥梁的竣工标高质量进行评定的。从以上可以看出，虽然设计标高是进行标高监控的根本依据，但它不便直接用于对大桥标高监控成果进行及时有效的评价。上式是以绝对高程的形式给出立模标高的，因此称为立模标高的绝对高程形式。由于每一节段的立模标高都是独立计算和放样的，所以此法的一个明显优点就是放样误差不累积。也就是说，某一梁段放样不准不会影响下一梁段放样的准确性。4、模型的建立运用大型有限元软件MIDAS对全桥进行模拟。本桥是一座五跨连续梁桥，桥型为48+2*80+88+

11、48m 。用软件进行模拟时，首先对结构进行离散，全桥共划分为108 个节点，107 个单元。用56 个施工阶段对连续梁施工过程进行如实模拟。绑扎钢筋浇筑混凝土一预应力张拉一挂篮走行以此为一个施工循环，直至全桥合龙。模型如下图所示：5、结语5.1 分析了施工中结构的变形，并分析了施工中确定立模标高的方法。通过对已施工梁段的量测反馈， 对大跨度桥梁的挠度进行预测，指导下阶段的施工，做到实时控制，并取得了较高的精度，较好地指导了施工。5.2 各节段悬臂浇铸施工是一个漫长而复杂的过程，施工中各节段的标高受各种因素的干扰， 已施工的粱段又是不可调的，因此必须对各节段的标高进行预测和及时调整，以便更好的控制线形。5.3 本论文对预应力混凝土连续梁线形控制过程中