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）从箱梁第2号节段开始，在梁段前端距端面15cm断面（桥纵向），沿横向布置3个箱梁顶面标高测点，其中中间测点主要用于连续梁水平轴线的测量控制。测点采用预埋钢质测点桩，横向布置在箱梁腹板位置处。上述标高测点中包括了桥中线位置控制测点。2.3尘监测规定（1）挑对于每偶一个悬朋浇梁段睁应进行嫌至少3股种工况文的标高历观测，哄即挂篮就位氧及立模后舌、浇筑混恶凝土后、界张拉完预仓应力钢束料后。（2）除黑立模调整声外，测量蝴时间一般蝴应在早晨傻太阳出来驼前（清晨刺七点左右沾）。（4）在城进行标高皆观测的同返时，应进隔行中轴线挤位置观测桐，墩沉降励观测，根庙据施工的桌进度情况赌，进行周膜期性观测射。（5）明在对梁甚段标高膝和中轴轧线进行绑测量时傲，若现丽场实测渡值与测再量单上国预测值融对应误俯差为±常15m备m（高谦程）、杀5mm咽（中轴邪线偏位雕）时，林应向监背理和施戴工控制苗组（线依形控制广小组）柔汇报，迟在施工侮控制组抬人员认交可和监运理同意姿观测结鸭果后方库可结束华测量。2.4样立模标高（1）立违模标高由根施工控制蜓组提出并洲将立模标钳高通知单袖发至监理秤组，由监份理组核签阁后转发至汉施工单位艇。立模工小作结束后异，通知单文返回施工霞控制组。（2）施夏工单位要趋根据施工短控制组提云供的立模迁标高通知绸单准确放珍样。立模绸标高放样仰结束经施倾工单位复排测后，由境监理检查勾合格并签幸字后才可口进行下一斗步的工作连。（3）遇施工控刺制小组首在预应矩力张拉辣后于2贝4小时蔽内根据铸箱梁已武浇梁段贵的重量敲、标高退、预应仰力、混埋凝土强剧度、弹赛性模量套等实测欢值（均是由施工恢单位提竹供），斗考虑挂拍篮变形魔、支座哗变形、株墩沉降乎和温度湿影响，证由施工棉控制程偏序进行瞒分析计籍算后，尚提出下盲一梁段晶的立模姻标高值厉。2.5堪合拢具段观测（1）合合拢段屑是箱梁笑施工的坛重点之彼一，更队是线形润控制的潮难点，漂故应高格度重视狠。(2)广合拢段繁相邻悬求臂施工株的最后称梁段施陶工前，裙应对相股应梁跨评进行联柱测，以砌确定最笼后梁段论悬臂施蚀工的立饶模高程管，保证喇合拢精春度。合拢段的喝高程观测殿应按6种工况价进行实测：临时支承幕约束解除缠后、劲性之骨架焊接樱前、浇筑筛混凝土前论、后，张乱拉部分的酸预应力钢倾束后，劲宫性骨架解风除后、张订拉完所有虽预应力钢疏束后。（3）在覆现浇合拢怠段之前，珠线形控制纳小组配合睡施工单位抓对最大悬倘臂长度时档温度变化煤及相应挠呢度变化进生行24小使时测量。（4）控埋制标准应筝按设计文吗件要求。闯若设计文森件中无此仆要求，则赌应按公路泉桥涵技术闲规范的规跃定要求执嘉行。2.6长箱梁充悬臂浇辅筑施工赵的主要殃精度要南求（1）与箱梁梁幅段的精厘度要求箱梁底、功顶板中线弱误差雁1豆0mm箱梁顶来面高程姥±10词mm箱梁底冈、顶板拉和腹板版厚度误碍差看±庸10m穿m,古0mm箱梁底、陷顶板宽度盛误差绵±伤30mm箱梁高度至误差哲±萍5mm,柴-10灶mm同跨对称董点高程误嫁差瓜±20m刑m（2）声箱梁悬缺臂现浇鱼施工中著，梁段管高程和烛中轴线访位置容累许误差扔为高程扛±15狠mm，痕中轴线平位置5求mm。（3）欧悬臂现骗浇合拢何的主要漠精度悬臂合锣拢的中缴线位置闯误差不佛大于1屠0mm鼻；悬臂合公拢的高搏程差在货±20蚂mm之哥内。强调：箱梁每一抛节段悬臂皂施工过程亮中，应进岁行至少以着下3个工伍况的挠度湿测量和高再程控制测锁量：（1）挂船篮就位立泽模板及浇耳筑箱梁混斥凝土前；（2）话浇筑箱材梁混凝意土后，跳纵向预诉应力钢裤束张拉除前；（3）乒纵向预君应力钢村束张拉堤后；为了尽量当减少温度广对观测的展影响．观缴测时间安趟排在早晨委太阳出来眨之前。在吨施工过程育中，对每径一节段需掀进行数次见(至少一卫次)的观率测，以便恭观察各点击的挠度及灭箱梁梁轴锅曲线的变唱化历程，运以保证箱贷檗悬臂端就的合拢精暴度及桥面鸣的线形。以上测纹量工况饲，除对摄当前施从工节段里进行高统程测量吩外，同龟时对已绵施工的改连续3取个节段领同时进证行高程很测量，沉以得到及箱梁节览段累计情实际变沉形数据夏和线形束。3．主梁掘应力监测在大跨算度预应粱力混凝下土连续谈梁桥、尤连续刚巧构桥上秃，主要意测试大功桥的桥岛墩和箱测梁截面旅的应力恩。一般来泽说，桥摧墩上测韵点布置佛在墩底禾、横系哭梁及墩纯顶截面接处，主担梁上视乔跨度而册定，测扣点可布手置在悬末臂根部绝等关键王截面上脸。测试仪器胡有各种应街变仪(应摸变片)、物测力计、乔应变式测毯力传感器肝，钢弦式领应力计等嗽。4．温度闷观测温度变锡化包括圈季节温胜度变化仔和日照鼓温度变臭化两个醉部分。在季节温霜度变化和淘日照温度狸变化两种桶因素中，体日照温度惧变化最为他复杂，尤恐其是日照扰作用会引乞起主梁顶达、底板的堆温度差，右使主粟发卷生挠曲，油同时，也阀会引起墩极身两侧的嘱温度差，袭使墩身产馅生偏移。季节温差娃对主梁挠毫度的影响澡比较筒单腰，由于其摔变化的均喂匀性，既诊不会使主陈梁发生挠胡曲，也不去会使墩发候生偏转。纲季节温差勤可采集各铜节段在各足施工阶段婆的温度，珍输入计算挪机中，分朱析其时挠嗓度产生的书影响。由于日照华温度变化而的复杂性崖，在挠度燃理想状态告计算时难降以考虑日做照温度的哀影响，日碗照温度的你影响只能糟通过定时狐实施观测财来加以修月正。除立模害调整外摊，测量抢时间一迈般应在远早晨太心阳出来链前（清绕晨七点灾左右）故。5.伸混凝土套弹模、讲容重的乌测试采用现场喘取样的方双法分别测临定混凝土氏在3天、焦7天、1淘4天、2循8天、6扛0天龄期史的弹模值困，以得到林完整E-粪-t曲线巨，为主梁达预拱度的赔修正提供废数据；混凝土容馒重的测定辰也应采用扯现场取样夕，在实验的室用常规蛾方法测定防。四、施烫工控制舱的理论促与方法连续梁恢桥、连养续刚构金桥是一竿施工量测识别修正预告施工的循谢环过程，斑其实质就冷是使施工桂按用预定恩的理想状济态(主要崭是施工标声高)顺利卧推进。而小实际上不长论是理论厌分析得到酱的理想状缩慧态，还是谈实际施工凝都存在误勉差．所以爬，施工控掘制的核心胳任务就是弦对各种误浴差进行分显析、识别码、调整，立对结构末借来状态作绍出预测。与斜拉桥肿不问，连令续梁桥、汉连续刚构越桥在梁段石浇筑完成猴后出现的侄误差，除某张拉预备今预应力索嘴外，基本中投有调整赞的余地，浴而只能针蠢对已有误莲差在下一佳未浇筑梁妨段的立模皮标高上作升出必要的诉谓整。所场以，要保洋证控制目袭标的实现僵．最根本牵的就是对序立模标高魄作出尽可丈能准确的轿预测．即激主要依靠视预测控制除。无论施涌工过程如源何，总是肝以最终桥跌梁成型状碗态作为目区标状态，组以此来控捞制各施工分块件的预葵抛高值(例立模标高否)。连续梁桥纯、连续刚域构桥施工标控制流程恩如图7—有3所示。五、监测工鸣作的组桌织与分驳工施工控制昌组的工作塑职责为：（1）剥负责向砖业主、里监理和染施工单年位提交勇梁段立快模标高轰；（2）负热责监测施滥