曲线连续刚构桥线形控制施工技术

1、 2008年度总公司科技进步奖 曲线连续刚构桥线形控制施工技术 2008年度总公司科技进步奖 曲线连续刚构桥线形控制施工技术PAGE 65中铁十三局集团有限公司 PAGE 67中铁十三局集团有限公司 曲线连续刚构桥线形控制施工技术1. 工程概况1.1 桥型布置巴阳2号特特大桥起起讫里程程为K1882+6600K1883+1177，全长长5777m，采采用双向向分离式式，左右右线桥净净距0.5518.0m。左线线桥平面面部分位位于直线线、部分分位于R=30000mm的圆曲曲线上，桥桥面纵坡坡部分为为R=97700mm的凸曲曲线、部部分为+0.5%和-2.45%双向坡坡，桥面面横坡为为单向2%；右

2、线线桥平面面部分位位于直线线、部分分位于R=42200mm的圆曲曲线上，桥桥面纵坡坡部分为为R=1000000m的凸凸曲线、部部分为+0.5%和-2.35%双向坡坡，桥面面横坡为为单向2%。本桥桥主跨为为1000+1880+1100mm的预应应力混凝凝土混凝凝土连续续刚构，左左右线引引桥均为为4330(云阳岸)，2300m(万州岸)预应力力混凝土土连续T梁。1.2箱梁梁结构主桥采用单单箱单室室变高度度截面，为为三向预预应力结结构。箱箱梁顶板板高122.1mm，底板板宽7mm，外翼翼板悬臂臂长2.55mm。箱梁0号段长长15mm(包括墩墩两侧各各外伸22.255m)，每个“T”构纵桥向向分为20

3、个对称称梁段，梁梁段数及及梁段长长度从根根部至跨跨中分别别为53.5m84mm74.5m，累累计悬臂臂总长881.00m。1号20号梁段段采用挂挂篮悬臂臂浇注施施工，悬悬臂浇注注梁段最最大控制制重量23332.55KN(未考虑虑施工荷荷载)，挂篮篮设计自自重10000KNN。全桥桥共有6个合拢拢段(两幅桥)，分别别是4个边跨跨合拢段段和2个中跨跨合拢段段，合拢拢段长度度均为33m，边边跨现浇浇段长88.366m。箱梁根部断断面梁高高10.5m，跨跨中及边边跨支架架现浇段段梁高33m(箱梁高高均以腹腹板外侧侧为准)，从中中跨跨中中至箱梁梁根部，箱箱高以半半立方抛抛物线变变化。从从1号梁段段至6号

4、梁段段腹板厚厚70ccm，从6号梁段段至13号梁段段腹板厚厚60ccm，从13号梁段段至21号梁段段腹板厚厚50ccm，边边跨21梁段号号至23号梁段段腹板厚厚60ccm，腹腹板变厚厚处设550cmm渐变段段过渡。每每号梁段段的腹板板上设有有抗剪齿齿口。箱箱梁底板板厚除0号梁段段为1550cmm外，其其余梁段段底板从从箱梁根根部截面面的1220cmm厚渐变变至跨中中及边跨跨合拢段段截面的的36ccm厚。1.3预应应力束布布置每个T构悬悬臂浇筑筑段设预预应力钢钢束80束，其其中肋板板束40束，顶顶板束40束，此此外还有有预备束束4束。箱箱梁悬浇浇完成后后，未利利用的顶顶板预备备束孔应应灌浆填填塞

5、。中中跨连续续底板束束36束，顶顶板束2束；每每边跨连连续底板板束16束，顶顶板束4束。钢钢束均采采用OVMM15系列锚锚具或其其它合格格产品，用用配套系系列千斤斤顶对称称张拉。箱箱梁腹板板上设有有竖向预预应力筋筋，采用用精扎螺螺纹粗钢钢筋，箱箱梁顶板板上设有有横向预预应力束束。经过建设单单位、设设计单位位、监理理单位、监监控单位位、施工工单位及及所有参参建员工工的的共共同努力力，巴阳阳2号右幅特大大桥于20007年1月26日顺利利实现中中跨合拢拢。2. 线形形控制方方案连续刚构梁梁跨度大大，悬臂臂施工节节段多，重重量大，时时间长，工工况多变变，影响响因素多多，如何何保证施施工高精精度，最最终

6、实现现设计的的桥梁线线形，达达到预期期的受力力状态，是是连续刚刚构桥施施工的关关键技术术之一。为了更好的的控制好好连续刚刚构桥的的线形，建建设单位位将云万万线的七七座刚构构桥梁监监控任务务进行了了招标，每座刚构桥的都有监控单位，而且监控单位住到施工现场，和施工单位一起对刚构桥的线形进行监控。巴阳2号特大桥的监控单位是重庆建筑科学研究院。线形控制的的内容包包括两部部分：施施工节段段挠度的的预测以以及误差差的调整整，流程程如下：图51 线形控控制流程程图具体的工程程步骤和和措施如如下：根据预计的的工程进进程及施施工设备备，制定定线形控控制实施施计划。按照施工工技术规规范的要要求，对对0号节段段的施

7、工工托架进进行等效效预加载载来消除除其塑性性变形，测测定其弹弹性变形形，在安安装模板板时，预预抬高底底模，抬抬高值与与弹性变变形值相相等。对对挂篮进进行等效效预加载载消除其其非弹性性变形，测测定其弹弹性变形形，得到到挂篮的的荷载和和挠度的的对应关关系，并并根据各各节段的的重量及及其施工工荷载，确确定了施施工各节节段时挂挂篮的变变形值。灌注每一一节段梁梁体混凝凝土前，在在顶面埋埋设挠度度测点钢钢桩。在施工过过程中实实测各施施工阶段段的挠度度变化及及挂篮变变形，实实测预应应力管道道摩阻、梁梁体混凝凝土的容容重和弹弹模。根根据工期期变化、实实际荷载载参数及及实测结结果，及及时调整整预拱度度值，控控制

8、立模模标高。严格控制制混凝土土质量及及张拉质质量。在混凝土施施工过程程中，准准确控制制混凝土土的配合合比和塌塌落度等等技术参参数，使使混凝土土的龄期期强度、弹弹性模量量符合设设计要求求。在预预应力张张拉过程程采用张张拉力及及伸长值值双控，并并在混凝凝土达到到张拉强强度时张张拉。保保证实测测各梁段段挠度与与理论值值相符，以以达到线线形控制制的目的的。同一T构构两端均均衡作业业，移动动挂篮的的距离差差控制在在40ccm以内，移移动速度度不超过过10ccm/mmin，移动动时挂篮篮后部必必须设保保险设施施。在悬灌接接近合拢拢段时提提前联测测以减小小合拢段段两侧悬悬臂梁段段的相对对高差。为了减少少温度

9、的的影响，测测量尽量量在清晨晨或傍晚晚进行。现场配置置一台笔笔记本电电脑，使使用桥梁梁专业专专用有限限元程序序进行变变形、内内力分析析，计算算挠度、预预拱度和和立模标标高。3.大跨曲曲线连续续刚构桥桥线形控控制的关关键技术术大跨度曲线线连续刚刚构桥梁梁悬臂施施工最困困难的任任务之一一就是线线形控制制。施工工中梁体体线形控控制不仅仅关系到到桥型的的美观，更更关系到到桥梁受受力。线线形控制制技术复复杂、难难度大，影影响因素素多，需需要考虑虑到诸如如挂篮弹弹塑性变变形、挂挂篮及梁梁体自重重、施加加预应力力、混凝凝土收缩缩与徐变变、温度度应力、地地基沉降降等各个个方面因因素，能能否准确确预计并并及时调

10、调整，关关系到施施工的成成败。3.1施工工挠度的的计算与与控制大跨曲线刚刚构桥梁梁悬臂浇浇筑施工工中，挠挠度控制制极为重重要。而而影响挠挠度的因因素较多多，主要要有挂篮篮的变形形、箱梁梁段自重重、预施施应力大大小、施施工荷载载、结构构体系转转换、混混凝土收收缩与徐徐变、日日照和温温度变化化等。挠挠度控制制将影响响到合拢拢精度及及成功与与否，故故必须对对挠度进进行精确确的计算算和严格格的控制制。目前由于计计算机应应用水平平的提高高，对于于悬臂灌灌注梁体体的挠度度控制带带来了方方便，通通过设定定挠度目目标函数数控制，在在大量的的计算机机施工仿仿真分析析计算基基础上，取取得控制制参数，反反推出悬悬臂

11、灌注注施工中中的重要要数据，如如预拱度度的设置置、临时时预应力力束的布布置等，就就可以加加强施工工过程中中梁体线线形与挠挠度的控控制。3.2梁体体预拱度度的设置置科学合理确确定悬臂臂每一待待浇梁段段的预拱拱度非常常重要，因因为它们们直接影影响到合合拢束孔孔道的顺顺直、成成桥线形形及支座座的受力力状况。只只有预拱拱度设置置合理，才才能保证证一个跨跨径内将将要合拢拢的两个个悬臂端端可能在在同一水水平线上上，也才才能使桥桥梁上部部结构经经历施工工和运营营状态，反反复发生生向上或或向下形形式的挠挠度后，以以保证结结构在运营一一定时间间后达到到设计所所期望的的标高线线形。一一般设置置预拱度度的曲线线和数

12、值值，是将将从施工工开始到到完工后后三年左左右时间间每一节节点的弹弹性和徐徐变总挠挠度曲线线及数值值反向设设置。考考虑到各各个桥梁梁工地的的温度和和湿度环环境及桥桥梁施工工方法与与时间进进度安排排的不同同，各系系数取值值不同，并并与工地地实际情情况不完完全相符符，还必必须依据据各座桥桥梁施工工中的试试验实测测值对系系数项进进行修正正，并结结合施工工实际酌酌情调整整和控制制。理论论和实践践的结合合，是设设置预拱拱度抵消消挠度的的有效方方法。3.3合拢拢高差的的调整与与控制对大跨曲线线预应力力混凝土土连续刚刚构桥，为为了保证证结构设设计内力力状态和和成桥后后的桥面面线形，合合拢高差差的控制制是十分

13、分重要的的。为此此，必须须跟踪计计算实施施施工监监控，分分析弹性性变形和和徐变变变形的规规律性，及及时调整整。同时时，严格格的合拢拢精度还还必须有有行之有有效的技技术保证证措施，使使合拢高高差控制制在1.55cm以内，满满足设计计要求。3.4纠编编措施尽管在桥梁梁设计和和施工时时已计算算了挠度度并设置置了预拱拱度，也也进行了了施工精精密测量量和挠度度监控，但但是因施施工过程程中不定定因素太太多，加加之每一一平衡悬悬臂施工工时间长长短不同同，难免免会有挠挠度误差差和不符符合设计计要求的的标高以以及纵轴轴向梁体体线形不不平顺等等现象出出现，为为了保证证合拢段段混凝土土浇筑过过程中，在在混凝土土强度

14、不不高的情情况下，使使合拢段段的两侧侧标高之之差控制制在不变变状态下下，并使使线形平平顺，这这时必须须采取一一些纠编编措施。如如根据施施工现场场条件，在在合拢段段两悬臂臂端增加加平衡配配重，或或使用临临时预应应力钢束束，纠正正梁端竖竖向或水水平向的的悬臂挠挠度差。通通过纠编编可达到到设计所所要求的的梁体线线形，但但当悬臂臂端梁段段有扭转转变形发发生时纠纠编则相相当困难难。因此此，施工工中必须须控制好好箱梁的的横向变变形，防防止发生生扭转挠挠度与变变形。3.5收缩缩徐变的的计算目前，对简简支梁的的徐变研研究资料料较多，而而对连续续梁，特特别是大大跨连续续刚构桥桥梁研究究较少。影影响徐变变拱度的的

15、因素很很多，如如水灰比比、砂石石料级配配、张拉拉龄期、养养护措施施、应力力状态、运运营条件件，尤其其是相邻邻跨的相相互影响响等。由由于各桥桥实际情情况千差差万别，因因此按理理论的经经验公式式推算的的徐变值值往往难难以与实实际值相相吻合。必必须结合合施工实实际情况况，才能能得到较较精确的的收缩徐徐变计算算值。4线形控制制的基本本原理4.1线形形控制的的重要性性及要求求桥梁（特别别是大跨跨度桥梁梁）施工工过程中中的安全全和成桥桥状态是是否能满满足设计计要求是是桥梁建建设者必必须解决决的问题题。要达达到施工工安全符符合特定定线形与与受力状状态要求求，仅通通过事后后检查是是无法实实现的，必必须对施施工

16、全过过程进行行控制。为为了克服服桥梁悬悬臂施工工中引起起的静定定结构的的短期弹弹性挠度度和长期期徐变挠挠度，保保证梁在在同一跨跨度内合合拢时两两悬臂端端的标高高误差不不大，对对于静定定悬臂施施工的两两端应保保持平衡衡并预设设上拱度度。工程程结构在在恒载、预预应力以以及由此此产生的的徐变等等作用都都要产生生变形，这这些变形形一般均均属永久久变形。线线形控制制的目的的就是在在考虑给给定因素素作用所所发生的的永久变变形后，所所控制的的桥梁梁梁跨构线线形、内内力与设设计要求求尽可能能吻合，使使之误差差最小。为了达到线线形控制制的目的的，悬臂臂浇筑的的连续梁梁在T构施工工时，每每一节节节段立模模浇筑要要

17、进行预预抬高设设置，即即立模标标高为设设计标高高和预抬抬高值之之和。不不设置预预抬高进进行悬臂臂浇筑的的连续梁梁，合拢拢时对接接误差也也可能小小，但梁梁的线形形将和设设计线形形产生较较大误差差。线形控制首首先必须须对各主主要因素素作用下下梁跨的的变形进进行分析析计算，然然后根据据计算值值分析确确定各节节段立模模时预抬抬高值。由由于梁跨跨结构是是逐段形形成的，在在形成过过程中，梁梁体各点点标高和和梁体结结构长度度都是变变化的，因因此预抬抬高值不不能简单单地按各各种因素素作用下下梁跨变变形的挠挠曲线上上的量值值进行反反向设置置，它的的数值应应该等于于梁段形形成以后后，各因因素作用用所产生生的变形形

18、之和，但但方向相相反。施工中梁体体线形控控制不仅仅关系到到桥型的的美观，更更关系到到桥梁受受力。线线形控制制技术复复杂、难难度大，影影响因素素多，需需要考虑虑到诸如如挂篮弹弹塑性变变形、挂挂篮及梁梁体自重重、施加加预应力力、混凝凝土收缩缩与徐变变、温度度应力、地地基沉降降等各个个方面因因素，能能否准确确预计并并及时调调整，关关系到施施工的成成败。4.2线形形控制的的基本公公式大跨度桥梁梁的施工工采用分分阶段逐逐步完成成的施工工方法，结结构的最最终形成成，必须须经历一一个漫长长而又复复杂的施施工过程程以及体体系转换换过程，施施工阶段段中每个个施工过过程的变变形计算算和受力力分析，是是桥梁结结构施

19、工工控制中中最基本本内容。桥桥梁结构构施工控控制的目目的就是是确保施施工过程程中结构构的安全全，保证证桥梁成成桥线形形及受力力状态基基本符合合设计要要求。为为了达到到施工控控制的目目的，我我们必须须对桥梁梁施工过过程中每每个阶段段的受力力状态和和变形情情况进行行预测和和监控。因因此，必必须通过过合理的的计算和和理论分分析来确确定桥梁梁结构施施工过程程中每个个节段在在受力和和变形方方面的理理想状态态，以便便控制施施工过程程中每个个阶段的的结构行行为，使使其最终终的成桥桥线形和和受力状状态满足足设计要要求。通过对悬臂臂结构施施工时结结构分析析，可以以确定出出结构在在施工阶阶段的理理想状态态，这种种

20、理想状状态是我我们期望望在施工工中实现现的目标标。但是是在实际际施工中中，结构构的实际际状态并并不总是是与其理理想状态态吻合，甚甚至结构构的实际际状态很很难达到到其理想想状态。换换而言之之，桥梁梁结构的的实际状状态与理理想状态态总是存存在着一一定的误误差。究究其原因因，主要要是由设设计参数数误差（如如材料特特性、截截面特性性、容重重等）、施施工误差差（如制制作误差差、架设设误差、预预应力张张力误差差等）、测测量误差差、结构构分析模模型等综综合干扰扰所致。4.2.11立模标标高的确确定对于梁段立立模标高高的计算算方法有有相对挠挠度法和和绝对挠挠度法两两种。所所谓相对对挠度法法是假定定所有梁梁段模

21、板板一次全全部立好好 (节段 1灌注时时，节段段 2、3等虽不不存在，但但却产生生了挠度度 )，相对对于统一一的基线线计算总总挠度，进进而以相相邻两节节段的相相对转角角 (为零 )和相对对挠度来来确定立立模标高高。这一一方法的的缺点是是前面梁梁段的误误差将被被放大后后用于确确定后序序梁段的的立模标标高，不不利于精精确控制制。实际所用的的梁段立立模标高高计算方方法为绝绝对挠度度法。绝绝对挠度度法以桥桥梁最终终成桥状状态作为为控制状状态，各各梁段在在整个施施工过程程中的累累积挠度度值为预预抛高值值。该法法认为梁梁体在灌灌注之后后才会有有挠度，各各节段挠挠度相互互独立，不不存在统统一的基基线。为全面

22、分析析箱梁在在整个施施工过程程中的挠挠度变形形情况，并并为下一一节箱梁梁立模提提供依据据，每浇浇筑一段段箱梁，应应分为五五个节段段进行挠挠度观测测：浇筑混凝凝土后；张拉预应应力前；张拉预应应力后；移动挂篮篮后；浇筑下一一节混凝凝土前。立模标高公公式如下下： 公式（1）式中：立模标标高；设计标标高；各梁段段自重在在i节点产产生的竖竖向变形形总和；张拉预预应力束束在i节点产产生的竖竖向位移移变形总总和；挂篮自自身在自自重作用用状态下下产生的的变形，包包括挂篮篮的非弹弹性变形形；后序段段对当前前浇筑i节点产产生的下下挠值；混凝土土的收缩缩徐变在在i节点引引起的竖竖向变形形值；第i节节点的误误差调整整

23、值。具具体要求求见（4、误差差调整的的原理和和方法）4.2.22施工过过程中精精度控制制要求结合施工测测量中的的实际条条件，要要求各箱箱梁顶、底底面底标标高误差差小于110mmm；各截截面的垂垂直度误误差小于于箱梁高高度的1/110000；各断断面的长长度误差差小于110mmm。箱梁悬臂施施工过程程中的挠挠度监测测控制，要要求能反反映1mmm的变化化值。4.2.33刚构桥桥合拢精精度要求求施工中最低低要满足足公路路工程质质量检验验评定标标准（JTGG F880/1120004）中对刚刚构桥合合拢精度度的控制制要求，见见刚构桥桥施工中中线合龙龙精度的的要求。刚构桥施工工中线合合龙精度度要求 表5

24、11项 目目允许偏差悬臂梁端高高程与设设计高程程之差15mm合拢前两悬悬臂端相相对高差差15mm梁段模板中中线与设设计中线线之差5mm轴线偏差15mm顶面高程差差10mm4.3误差差产生的的原因桥梁施工控控制的主主要目的的是使施施工实际际状态最最大限度度地与理理想设计计状态（线线形与受受力）相相吻合。要要实现上上述目标标，就必必须全面面了解可可能使施施工状态态偏离理理论设计计状态的的所有因因素，以以便对施施工实施施有的放放矢的有有效控制制。桥梁施工控控制是一一个预告告施工工量测测识别别修正正预告告的循环环过程。施施工控制制的目的的首先是是确保施施工中结结构的安安全，其其次是保保证结构构的内力力

25、合理和和外型美美观。为为了达到到上述目目的，施施工过程程中应对对主梁断断面应力力和标高高进行双双控。为为了避免免在悬臂臂浇筑过过程中及及合拢后后主梁出出现拉应应力，要要求控制制系统除除了具备备常规的的结构分分析计算算手段外外，还应应具备测测量主梁梁断面应应力和主主梁标高高的数据据，通过过误差分分析，正正确判断断误差原原因，并并在下一一节段施施工中进进行修正正。如果果在施工工过程中中对产生生的误差差不及时时修正，势势必对桥桥梁质量量产生影影响，特特别是对对于某些些产生累累积的误误差，影影响就更更大。4.3.11结构参参数不论何种桥桥梁的施施工控制制，结构构参数都都是必须须考虑的的重要因因素，结结

26、构参数数是结构构施工模模拟分析析中的基基本资料料，其准准确性直直接影响响分析结结果的准准确性。事事实上，实实际桥梁梁结构参参数一般般是很难难与设计计所采用用的结构构参数完完全吻合合的，总总是存在在一定的的误差，施施工控制制中如何何恰当地地计入这这些误差差，使结结构参数数尽量接接近桥梁梁的真实实结构参参数，是是首先需需要解决决的问题题。结构构参数主主要包括括： 结构构构件截面面尺寸任何施工都都可能存存在截面面尺寸误误差，验验收规范范中也允允许出现现不超过过限值的的误差，而而这种误误差将直直接导致致截面特特性误差差，从而而直接影影响结构构内力、变变形等的的分析结结果。所所以，控控制过程程中要对对结

27、构尺尺寸进行行动态取取值和误误差分析析。结构材料料弹性模模量结构材料弹弹性模量量和结构构变形有有直接关关系。对对通常遇遇到的超超静定结结构来讲讲，弹性性模量对对结构分分析结果果影响更更大，但但施工成成品中要要根据施施工进度度做经常常性的现现场抽样样试验，特特别要注注意混凝凝土强度度波动较较大的情情况，随随时在控控制分析析中对弹弹性模量量的取值值进行修修正。材料容重重材料容重是是产生结结构在施施工过程程中的内内力与变变形的重重要因素素，控制制中必须须要计入入实际容容重与设设计取值值间可能能存在的的误差，特特别是混混凝土材材料，不不同的集集料与不不同的钢钢筋含量量都会对对容重产产生影响响。施工工控

28、制中中必须对对其进行行准确识识别。施工荷载载在所有自架架设体系系中，都都存在施施工荷载载，这部部分临时时荷载对对受力与与变形的的影响在在控制分分析中是是不能忽忽略的，一一定要根根据实际际情况进进行实际际测量和和合理估估计。预加应力力预加应力是是预应力力混凝土土结构内内力与变变形控制制考虑的的重要结结构参数数，对桥桥梁成型型后的线线形影响响非常大大，但预预加应力力值的大大小受很很多因素素的影响响，预应应力束张张拉误差差一方面面由张拉拉千斤顶顶的油压压表读数数误差引引起，另另一方面面由各种种预应力力损失引引起。预预应力损损失包括括: 管道摩摩阻力；锚具损损失；温度损损失；钢丝松松弛；砼收缩缩、徐变

29、变损失。预应力束张张拉对梁梁轴力产产生一定定的影响响，最终终影响主主梁断面面应力。从从表面现现象看预预应力束束张拉对对结构位位移影响响不大，但但从主梁梁受力看看，预应应力起了了很大作作用，如如果预应应力不足足，会引引起主梁梁混凝土土开裂。控控制中要要对其取取值误差差作出合合理估计计。挂篮变形形误差浇筑混凝土土过程中中，挂篮篮会发生生变形，变变形包括括纵向变变形和横横向变形形，也包包括弹性性变形和和非弹性性变形。挂挂篮的非非弹性变变形，对对于施工工质量控控制有非非常大的的影响，尤尤其是采采用后支支点施工工的挂篮篮。通过过挂篮变变形试验验可以减减小线形形控制中中的挂篮篮变形误误差。4.3.22材料

30、收收缩、徐徐变对于混凝土土桥梁而而言，材材料收缩缩、徐变变对结构构内力、变变形有一一定的影影响，这这主要是是由于大大跨度混混凝土桥桥梁施工工中混凝凝土普遍遍存在加加载龄期期小、各各节段龄龄期相差差大等引引起的。4.3.33结构计计算分析析模型无论采用什什么分析析方法和和手段，总总要对实实际桥梁梁结构进进行简化化和建立立计算模模型，这这种简化化使计算算模型与与实际情情况之间间存在误误差，包包括各种种假定、边边界条件件的处理理、模型型化的本本身精度度等。4.3.44施工工工艺施工控制为为施工服服务，反反过来，施施工的好好坏又直直接影响响控制目目标的实实现。除除要求施施工工艺艺必须符符合控制制要求以

31、以外，在在施工控控制中必必须计入入施工条条件的非非理想化化而带来来的构件件制作、安安装方面面的误差差，使施施工状态态保持在在控制之之中。施施工控制制是个连连续的过过程，任任何后期期荷载的的影响或或施工方方案的改改变都会会影响桥桥梁的线线形和内内力。4.4误差差调整的的原理及及方法通过对结构构的施工工模拟分分析，我我们可以以确定桥桥梁结构构各个施施工阶段段的理想想状态，这这种理想想状态是是我们期期望的在在施工中中实现的的目标。但但是在实实际施工工中，结结构的实实际状态态并不总总是与其其理想状状态吻合合，甚至至说结构构的实际际状态很很难达到到它的理理想状态态。换而而言之，桥桥梁结构构的实际际状态与

32、与理想状状态总是是存在着着一定的的误差。实实际施工工中，我我们必须须去调整整这些误误差，使使得桥梁梁结构的的实际线线形与理理想线形形尽可能能一致。悬臂施工中中，各个个节段是是逐段施施工的，后后一个节节段的施施工是建建立在前前一个节节段施工工的基础础上的。因因此如果果对开始始的节段段产生的的施工误误差没有有进行调调整，那那么误差差将产生生积累，合合拢节段段产生的的误差将将可能超超过允许许值，因因此，误误差调整整的最基基本思路路是将已已施工完完成节段段产生的的误差逐逐渐减小小。参考数值分分析方法法中二分分法原理理，对于于标高误误差的调调整方法法如下：由于前述各各种因素素的影响响，导致致同一梁梁段的

33、桥桥面板实实际标高高值与按按立模标标高设置置的设计计施工标标高不一一致，产产生标高高残差值值。如果果差值小小于100mm，可不不进行调调整；如如果差值值大于110mmm，则应应调整，调调整值为为1/2标高差差值。通通过这种种调整方方法能够够保证合合拢高程程平顺对对接。理论证明如如下：设每个节段段的施工工是独立立的，则则施工节节段i时产生生误差。节节段i施工完完成后，累累计误差差为。由由公式（1）可知各个变量之间的关系为线性，如果不进行误差调整，可得到累积误差和和各个节节段误差差的关系系： 公式（2）累积误差为为：；公式（33）合拢时的误误差：； 公式（4）对比公式（3）和公式式（4）可见，施施

34、工中某某个节段段产生的的误差，通通过调整整之后，在在其后第第二段误误差的贡贡献已经经为不进进行调整整前的1/116，因此此第n段合拢拢时（通通常n值较大大），由由开始节节段传递递过来的的误差已已经接近近为零。由由此可见见此方法法的可行行性与效效率。具体施工时时，如果果前一段段所产生生的误差差比较小小，没有有必要进进行调整整，因此此在具体体施工中中可以设设定误差差调整的的阀值，阀阀值取为为10mmm。5线形控制制的计算算方法5.1施工工过程以以及荷载载工况的的划分大跨度刚构构桥在施施工中，采采取悬臂臂施工的的方法。根根据结构构悬臂施施工特点点，任一一节段分分为如下下四个施施工工况况：立模模板浇筑

35、梁梁段混凝凝土张拉预预应力钢钢束移动挂挂篮。在在进行施施工模拟拟计算时时，根据据施工的的过程进进行仿真真计算。5.1.11连续刚刚构桥的的施工过过程根据巴阳11、2号连续续刚构桥桥施工过过程中结结构受力力特点，按按施工工工况进行行计算。浇浇注一段段梁段的工期期按100天考虑虑。施工工流程描描述如下下：成桩基础础、墩身身施工，在在托架上上浇筑0号段，张张拉N1束后，拼拼装挂篮篮，浇筑筑1号梁段段混凝土土。图52浇浇筑1号梁段段混凝土土张拉1号段段顶板束束N2和腹板板束N30。图53张张拉1号梁段段预应力力筋挂篮前移，调调整立模模标高，准准备浇筑筑2号段。图54移移动挂篮篮浇筑2号段段混凝土土。图

36、55浇浇筑2号段混混凝土张拉2号梁梁段顶板板束N3和腹板板束N31。图56张张拉2号梁段段预应力力筋挂篮前移，调调整立模模标高，准准备浇筑筑3号梁段段混凝土土，按上上述步骤骤完成其其他梁段段的浇筑筑。浇筑单T最最后一个个梁段混混凝土。张拉单T最最后一个个梁段顶顶板束和和腹板束束。完成单TT最后一一个梁段段的预应应力筋的的张拉后后，首先先进行边边跨的合合拢施工工（边跨跨梁段已已提前现现浇施工工完毕），边边跨的合合拢段如如边跨的的合拢段段图所示示。图57边跨合拢段图图58中跨合拢段图边跨合拢段图边跨合拢拢后，便便可进行行两个T型刚构构的合拢拢施工，根根据精度度要求：合拢前前两悬臂臂端相对对高差不不

37、超过115mmm，进行行合拢段段施工。中中跨合拢拢施工如如图58所示。图57边跨合拢段图图58中跨合拢段图边跨合拢段图线形控制计计算主要要目的是是在各个个节段的的施工过过程中，为各个个节段提提供预拱拱度。因因此，荷荷载计算算的工况况为施工工开始之之后到合合拢施工工之前的的各个荷荷载计算算工况。5.1.22连续刚刚构桥悬悬臂施工工的模拟拟计算将刚构桥理理想化为为互相连连接单元元的组合合，每个个节段上上的单元元具有相相同的龄龄期、收收缩徐变变特性以以及材料料特性，并并假设每每个单元元温度分分布相同同。将浇筑、张张拉混凝凝土过程程划分为为与施工工过程相相适应的的时段(如建造造新单元元、张拉拉预应力力

38、筋、施施加施工工荷载等等)。其中中，假设设施工过过程中结结构外荷荷载发生生变化(如建造造新单元元、张拉拉预应力力筋、体体系转换换、施加加施工荷荷载等)在瞬时时内完成成，即相相应的时时段长度度为零；而其余余时段内内无外荷荷载变化化，结构构在该时时段内发发生收缩缩徐变等等。在每一节段段，都对对当时已已形成的的结构进进行一次次全面的的分析，求求出该时时段内产产生的全全部节点点位移和和节点力力 (即结构构内力和和变形量量)。5.2线形形计算模模型的确确立通常桥梁施施工软件件的分析析计算过过程，是是将各个个施工节节段简化化为梁单单元，施施加的预预应力作作为各个个杆件的的外力施施加在各各个单元元上，这这样

39、简化化的好处处是，计计算简便便。由于于采用了了梁单元元计算模模型，计计算效率率加快。但但是，这这样计算算的缺点点为把各各个梁段段视做梁梁单元，在在通常的的情况下下，各个个梁段的的长度为为35m，而高高度最小小也为5m，因而而，计算算上存在在着明显显的模型型误差。同同时，把把预应力力作为外外力添加加在梁单单元上，而而梁单元元在模型型中的位位置是实实际位置置的轴线线，故预预应力不不能客观观反映各各个梁段段由于张张拉预应应力而在在截面上上产生的的应力变变化。因因此在进进行悬臂臂施工线线形控制制计算分分析的时时候，计计算模型型的建立立非常重重要，这这种模型型必须能能考虑以以下问题题：真实反映映各个施施

40、工梁段段的几何何形态，使使得各个个梁段的的几何形形态产生生的误差差对施工工控制产产生的影影响减少少到最小小；考虑预应应力在各各个截面面上不同同位置的的分布；能够正确确反映施施工过程程中各种种可能的的计算工工况。故在进行施施工模拟拟分析时时，采用用三维有有限元模模型进行行结构分分析。5.2.11计算假假定在计算分析析过程中中，对结结构进行行了如下下简化： 结构工工作时，仅仅考虑小小位移、小小变形； 施工过过程中由由于是以以T型对称称结构存存在的，因因此在计计算过程程中，取取一半结结构； 每一个个阶段内内的混凝凝土浇筑筑均匀，内内部不存存在缺陷陷，进而而可将每每一个节节段视为为均匀弹弹性体，以以弹

41、性模模量和泊泊松比表表示材料料的特性性；预应力通通过锚具具作用于于梁段，锚锚具的影影响在线线形计算算中忽略略不计。5.2.22荷载处处理在施工过程程中，结结构承受受的荷载载有自重重、预应应力、挂挂篮荷载载、施工工机具和和人群荷荷载。在在有限元元计算过过程中，自自重通过过定义结结构的密密度和计计算时考考虑重力力加速度度来实现现，挂篮篮自重、施施工机具具和人群群荷载重重量简化化为当前前施工节节段上顶顶面作用用的均布布荷载。预预应力转转化为外外荷载，在在截面上上的锚具具部位处处通过施施加外荷荷载来实实现，其其大小为为预应力力张拉应应力（应应计入各各项预应应力损失失）乘以以预应力力筋的面面积得到到。5

42、.2.33边界条条件的确确定 在悬臂施工工计算模模型中，将将悬臂端端部视为为固定端端约束，具具体位置置见悬臂臂结构示示意图。图59悬悬臂结构构示意图图根据以上假假定以及及有关施施工图纸纸，建立立了本桥桥的三维维有限元元计算模模型。图5100施工模模拟分析析的三维维计算模模型5.2.44网格剖剖分对所建立的的三维模模型，根根据ANSSYS中提供供的前处处理功能能，对模模型进行行有限元元剖分，剖剖分的过过程中采采用8节点的的块体单单元。图图三维模模型的有有限元剖剖分图为为第15节段的的有限元元网格剖剖分图。图5111三维模模型的有有限元剖剖分图5.3线形形控制中中各项预预拱度的的确定立模标高的的确

43、定按按公式（1）：自重和预应应力对当当前施工工节段预预拱度的的计算内内容，在在立模标标高的计计算公式式里面主主要体现现为：、和三项。通通过前面面建立的的三维有有限元模模型，可可以确定定出每个个施工节节段上这这三项的的值。其其中，即即各梁段段自重在在i节点产产生的竖竖向变形形值总和和，通过过各个节节段的有有限元计计算来实实现；，梁梁段上预预应力产产生的竖竖向变形形值，通通过在结结构上施施加外力力来实现现；，后后序段对对当前浇浇筑i节点产产生的下下挠值，在在本桥计计算完21号段后后，读出出各个节节段相应应的位移移，同该该节段施施工时的的位移值值相减得得到；，混混凝土的的收缩徐徐变在i节点引引起的竖

44、竖向变形形值，根根据所采采用的收收缩徐变变计算方方法，对对弹性模模量进行行修正得得到。5.4挂篮篮产生变变形的确确定以及及挂篮的的验算挂篮施工时时整个结结构由挂挂篮、待待浇筑的的混凝土土和已浇浇筑的混混凝土组组成。整整个结构构的行为为具有明明显的空空间性。挂挂篮的受受力和变变形，不不仅对于于挂篮自自身的刚刚度和强强度比较较重要，而而且，在在刚构桥桥的施工工控制中中，对于于预拱度度的设置置也起非非常重要要的作用用。所以以对挂篮篮施工时时候的结结构，进进行三维维整体性性分析，是是非常必必要和重重要的。对结构进行行三维有有限元分分析的关关键是对对结构作作出符合合实际的的模型简简化。在在以往的的挂篮分

45、分析中，往往往是将将混凝土土截面分分块，分分别施加加在挂篮篮上。同同时对施施工人群群荷载简简单地作作用在节节点上，没没有完全全符合实实际施工工中的情情况，对对于具有有明显空空间和整整体效应应的挂篮篮施工时时的结构构就难以以体现实实际情况况了。此此外，结结构各个个部分的的有限单单元类型型、性质质及相互互之间的的连接等等的简化化对分析析结果也也将产生生很大影影响。根根据对挂挂篮设计计和施工工蓝图的的认真研研究，其其三维有有限元分分析模型型建立如如下：浇筑梁段段为后张张拉三向向预应力力混凝土土，所受受内力以以压为主主，质量量占整个个结构的的绝大部部分。分分析中采采用8节点的的三维块块体单元元。模板在

46、结结构中起起着将混混凝土的的重量传传递给挂挂篮的作作用，质质量较小小，厚度度不大，分分析中采采用板壳壳单元。挂蓝的前前端下横横梁，后后端下横横梁以及及前端上上横梁，设设计中采采用型钢钢组合截截面，主主要为平平面变形形和受力力，分析析中采用用二维梁梁单元。挂蓝的后后端主桁桁架和承承重吊带带，截面面变化不不大，主主要承担担轴向荷荷载，两两端采用用销结的的固定方方式，计计算中采采用三维维杆件单单元来模模拟。考虑到结结构和荷荷载自身身具有对对称性，可可仅建立立结构的的一半模模型进行行分析，但但为了整整体分析析挂篮结结构的受受力和变变形，仍仍采用全全模型进进行计算算。6用三维有有限元对对施工模模拟的计计

47、算结果果6.1施工工模拟的的变形计计算结果果根据刚构桥桥悬臂施施工的三三维有限限元计算算模型，可可以比较较详细地地分析出出所施工工梁段及及已经施施工梁段段的变形形情况，以以及各种种工况下下任一结结点的位位移，下下图为位位移计算算中箱形形截面上上各个计计算点的的位置。图5122箱形截截面图5133悬臂段段有限元元计算的的变形图图6.1.11各个施施工节段段在自重重和预应应力作用用下的变变形结果果在有限元分分析中，首首先考虑虑自重和和预应力力联合作作用，关关于徐变变对与刚刚构桥施施工的影影响，在在有限元元建模的的时候根根据按龄龄期调整整的折算算模量法法已经在在弹性模模量中进进行了考考虑。表表52为

48、各个施施工节段段在自重重和预应应力作用用下的变变形值。由该表可见见，刚构构桥的梁梁部在自自重和预预应力的的作用下下，由于于预应力力的作用用，悬臂臂端要发发生上挠挠，上挠挠值的大大小在14节段处处达到了了最大，14节段之之后由于于悬臂增增大，在在自重作作用下上上挠值出出现减小小的趋势势，但是是仍然为为正值。对对于同一一个截面面上由于于翼缘部部分悬臂臂的影响响，翼缘缘端的上上挠值较较中心部部分处小小。在施工过程程中，当当前的施施工梁段段上已存存在施工工荷载（挂挂篮、人人群荷载载）。表表5-3为考虑虑自重、预预应力和和施工荷荷载的作作用后，位位移计算算结果。为了对比各各个施工工节段在在自重和和预应力

49、力作用下下的变形形值表和和考虑自自重、预预应力和和施工荷荷载的作作用后的的变形值值表差别别，对每每个截面面上7个点的的位移进进行了平平均，以以代表这这个截面面上中心心点处的的位移值值。下图图中横坐坐标为各各个梁梁梁中心截截面到0号段中中心的距距离。图5144各阶段段施工时时在不同同荷载工工况下的的位移值值图中B曲线线为C曲线和D曲线的的差值，反反映了悬悬臂施工工过程中中在自重重和挂篮篮作用下下产生的的挠度。从从整体上上看，刚刚构桥施施工过程程中的结结构是悬悬臂结构构，因此此在变形形曲线上上反映为为比较规规则的多多次曲线线形式。每个正在施施工节段段的线形形控制过过程中不不仅要考考虑当前前施工状状

50、态下各各种荷载载作用对对悬臂挠挠度的影影响，还还需要考考虑后序序段对当当前施工工节段挠挠度产生生的影响响，表554为后序序节段对对正在施施工的当当前节段段的挠度度产生的的影响。后序节段对对正在施施工的当当前节段段的挠度度产生的的影响表表表5-4段号挠度大小（mm）123456710.14110.17550.126670.16440.13-0.2557-0.255120.01990.07110.10220.05770-0.4226-0.43363-0.1999-0.1556-0.1114-0.1558-0.2002-0.6665-0.65594-0.5884-0.5885-0.5117-0.58

51、85-0.5887-0.9552-0.94485-1.0668-1.0772-1.0331-1.0882-1.0772-1.3882-1.3886-1.7996-1.7552-1.7225-1.7555-1.8003-2.0889-2.08897-2.7778-2.8009-2.7991-2.8221-2.7992-3.0886-3.09918-4.2111-4.3004-4.3229-4.3117-4.2228-4.6007-4.61179-6.2777-6.3449-6.3887-6.3664-6.2997-6.6551-6.666410-9.0446-9.3003-9.5555-9.31

52、15-9.0995-9.4331-9.455611-13.4474-13.8831-14.2253-13.8853-13.5511-13.9945-13.996912-18.7768-19.1132-19.4488-19.1152-18.7798-19.1161-19.118113-20.3326-20.3394-20.4433-20.4413-20.3351-20.5514-20.55314-20.6651-20.6647-20.6605-20.666-20.6666-20.7732-20.774215-19.8827-19.7733-19.7782-19.7744-19.8841-19.7

53、727-19.773516-16.1113-16.0075-16.0015-16.0076-16.1129-16.1123-16.11317-15.1172-15.2222-15.2297-15.2244-15.1191-15.1126-15.111618-12.2276-12.5528-12.7782-12.5546-12.3304-12.4407-12.442519-7.6442-7.6666-7.7332-7.7009-7.6992-7.544-7.577320-0.2442-0.0110.1733-0.0558-0.32230.15330.0933注：表中正正号表示示位移向向上。各个施

54、工节节段在自自重和预预应力作作用下的的变形值值表表5-2段号自重预应应力（mm）123456710.08440.06770.05110.07330.08880.09440.083320.330.25770.14990.26330.33660.36000.364430.62220.55220.42110.54220.60990.72220.705541.08221.05990.90661.04661.06661.11991.103351.67221.63881.51221.63441.65771.64551.632262.46662.39112.27772.38112.45332.45662.4

55、46673.52773.51993.39773.52003.52443.56333.557785.07445.04334.91555.04775.07665.09335.093397.09997.01226.85227.01887.10447.10227.1077109.67449.76559.87889.77119.71119.74999.76771113.788914.099914.422714.111413.811614.033314.05521218.711519.055919.377919.077318.733318.966618.98801319.977320.011119.977

56、120.011819.988320.033420.04421420.188420.122719.944820.133020.188220.133320.13341519.522819.377819.299619.377019.522419.300719.30041616.322416.244216.066316.222316.311816.244016.23351716.300016.311616.299316.311716.299116.188516.17781814.700314.988015.188414.977314.699214.833114.82231911.811311.8559

57、11.877111.866311.800211.722711.7119206.43446.30776.11886.29996.42226.16996.1600注：表中正正号表示示位移向向上。考虑自重、预预应力和和施工荷荷载的作作用后的的变形值值表表5-3段号自重预应应力+挂篮、施施工人群群荷载（mm）123456710.05220.0444-0.07760.05000.05770.08990.078820.29000.21220.01440.21770.29550.34000.344430.56660.48550.25990.47550.55330.68220.664440.99880.961

58、10.71110.94990.98221.04881.032251.54661.50441.27111.49331.53111.53001.518862.28002.18881.97222.17882.26772.28002.270073.25113.223.00333.22223.24883.28993.283384.66664.59994.36114.60334.66884.68004.680096.51006.37006.08666.37666.51666.49886.5022108.81008.81668.82778.82118.84778.85998.87881112.533912.788812.977412.800312.566612.755212.77711216.955517.211217.400917.222516.977317.177217.18861317.555717.533117.344517.522717.566617.588217.59901416.933416.811816.499416.822016.933616.855016.85521515.244815.033614.800915.011615.244414.999014.98871610.777210.311110.30041