江西铁路桥工程悬臂浇筑一连箱梁线形控制技术

PAGE15小跨度悬臂浇筑连续箱梁线形控制技术【内容提要】跨xx是一座主跨为（40+56+40）的三跨预应力混凝土变截面箱梁。特别是在高速铁路桥梁施工中最为重要的就是在连续梁施工中控制其线形指标,保证整个桥梁的形变尽量与设计曲线向吻合,以此保证桥梁在使用过程中不会因为形变而影响行程速度或者平整度。小跨度悬臂浇筑连续梁由于跨度小、节段少，线形控制要求更为严格，每一节段必须严格控制线形及标高。本文结合该桥在实际施工中的主梁线形控制技术，介绍了箱梁线形控制的计算分析方法、实际立模高程计算过程及高程测控的布点和监控方法。【关键词】悬臂施工线形控制施工技术1.工程概述新建xx铁路客运专线(xx段)跨xx40m+56m+40m现浇预应力混凝土铁路连续梁桥，设计时速为350km/h。连续梁全长137.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。采用CRTSⅠ型板式无碴轨道。梁顶面宽12.0m，梁底面宽6.7m，桥梁建筑总宽度12.28m；防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道钢栏杆内侧净宽11.9m。施工方法采用桥位悬臂平衡浇注施工，边跨直线段采用满堂支架施工。梁体构造：箱梁横截面为单箱单室、变高度、变截面、直腹板结构。边跨直线段和跨中处梁截面高为3.05m，中支点梁截面高为4.35m，梁底下缘按二次抛物线变化，顶板厚度除梁端附近外均为400mm，按折线变化。全桥共设5道横隔梁，分别设于端支点、中支点和中跨跨中合拢段。全桥共分31个梁段，0号块梁段长9.0m，合拢段长2.0m，边跨直线段长11.75m，一般梁段长3.5m～4.0m。大桥预应力混凝土连续箱梁总体布置如图1所示。图140m+56m+40m预应力混凝土连续箱梁总体布置图2.施工控制方法与结构分析2.1施工控制思路与最优计算方法2.1.1控制思路连续箱梁桥在梁段浇注完成后出现的误差，除张拉预备预应力索外，基本没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇筑的立模标高上作出必要的调整。所以，要保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高作出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工阶段的立模标高。施工控制流程如图2所示。图2施工控制流程图2.1.2控制思路预应力混凝土连续箱梁桥的施工控制是施工―量测―识别―修正―预告―施工的循环过程。在施工控制中，需从受到噪声污染的结构状态中估算出真正的结构状态。同时为了达到施工控制度的基本要求，即它的最优性能指标，可针对施工过程组成随机最优控制系统，对结构状态理论值与实测值之间的误差进行分析、调整、预测。本桥将运用工程控制论的思想，采用最优控制理论与计算机相结合的技术，将特大桥各个施工状态和成桥状态，作为线形离散、确定动态系统最优控制的对象，通过建立随机的数学模型和性能指标，从被噪声污染的状态中估计出真实的状态，并用估计出来的状态变量，不断对各阶段进行调整控制，最终达到最优控制的目的。2.2施工控制结构分析本桥委托中南大学土木工程检测中心采用“桥梁博士”系统3.0版结构分析程序进行理论分析。富对于悬荐臂施工瘦的连续艳箱梁桥口，其后蕉一块件蝶是通过龟预应力纸筋与混称凝土与邪前一块箱件相接仆而成，灰因此，印每一施询工阶段储都是密任切相关红的。分义析各施沈工阶段共及成桥清结构的疏外形和控受力特欲性变得寨必不可与少。煎为了使择结构在旺最终成朱桥状态移时达到呆设计要袄求的各龙项性能历指标，牛确定各洒施工阶芹段结构婆的线形猎是桥梁司悬臂施领工中最甲重要的瞧任务之讯一，而姨决定上臂部结构涝每一待兴浇块件毕的预拱通度尤其粮重要。笨因为为孩:抹①孩合拢前萌，一个宏单跨的爪两个悬乎臂端部悠应该尽扯可能在缩同一水林平上和母同一中弟轴线上苗；重②蓄桥梁在崇施工和从营运状抄态下，共上部结机构的标茂高频繁沙发生上穷挠或下誓挠，因老此，在悠上部结燥构各个乏截面的匪施工中犯应该预欠留容许岸偏差，尊以期保法证阀在煤“县无限长角时箭间搞”歼（心约知1应5开～预2唱0站年）以束后结构跃能够保搂证在设撕计所规占定的标愁高范围踪内。表由于建谎桥材料幕的特性惠、施工帝误差等决是随机削变化的胞，因而界施工条没件不可饺能是理伏想状态示。为了诉解决上岭述问题铃，在大钢桥的施楼工中，转可从前乞进分析馅、倒退卧分析、裙实时跟屑踪分析捎三方面季入手，坦相互结沸合，实灭现成桥敬结构在懂线形方粗面满足坊设计要道求的目陪标。撑2.2出.呀1鼠本桥计盘算参数禾预应力筐钢筋参棚数：标嫂准强夹度慢fp素k局＝描186劫0MP玉a越，锚下质张拉控洞制应力偷采用设碍计图纸怀提供的知数值，豆预应力筒筋弹性麻模州量购E稻＝摊195姐GP担a冈；川预应力忧损失参往数：管点道摩阻拳系数线为乡mu=腔0.2踢3滴，局部坊偏差系迈数愿k=村0.0筛02更5械，松弛渐率兰为吗2.阴5弄%雷，锚具介变形及捆钢筋回觉缩值（寇一端）立取吉6m千m云；叫混凝土碎参数屑：酬C5笔0抱混凝土眼容重睡为盈26k耻N/m业3概，弹性绕模量胖为钥355团00M拦P浑a彻，混凝孕土锁平均加蛇载龄期册7院天多；催荷载：贝二期恒万载毙为元12阶0耽—袖140头(k韵N/m者)叮识包络计凤算；痒后期徐翻变时间轿为检1诵0动年。骂施工方窝法，按岸照施工鲜图纸采番用悬臂币平衡浇线注法逐抄块浇注并，合拢傍顺序为谎边息跨克—错中跨；纲边跨采饲用满堂膝支架施陷工；桥桌面铺装丘在终拉摄后翠6镇0府天上桥参。欺2.2格.戴2音理论分捉析结果染根据设徐计资料淘和施工介方法将哗主桥主鸟梁分糊为册5戏6升个单元显，宅3禾0租个施工盏工序，疗成桥后威的全桥丝有限元日模型如俭图摧3槽。在施伪工控制品过程中败，计算局桥梁施有工的控泽制参数斯，同时笨对计算银结果与铸实测结秧果进行覆比对，盆施工过销程中对临各个基轨本参数松进行识润别，并润不断调有整，以继期达到肠最优效磁果。脱图写3项40沸m+5闷6m+魂40讯m景预应力搭混凝土芝连续梁勇成桥后规有限元普模型图抽主梁各街施工阶少段的累拾计挠度绣、静活急载挠度陪、施工茂预拱度屈及主梁誉各施工新阶段的还线形见安图桑4抢~倍图伟7坊；柏主梁的哗施工累梅计位移燥、成桥贵挠度和问预拱度叮数值见宗表恼1康。算图资4肺怒垂主梁各位阶段累虹计挠度稀计算值照图哑5豪日董活载挠黑度计算续值当图醒6迈纹盏主梁预睁拱度计仪算值砍集诸图扛7岗主梁各荣阶段线劫形计算解值鸟2.2有.朝3蛇计算结澡论苍:凳1赏、本文呢计算得挡到的最浑大静活呜载挠度忧为迁12.斯4m先m交（飘图贺5怒），为留跨度喉的长1/4剪51识6瓶。隐2守、连续瞧梁立模轰标恰高菌=酱设计标堆高擦+浑预拱怕度姜+轨挂篮变嫁形（由低挂蓝预比压及高拢程实测找确定）崇，预拱膀度等邮于蛮1/胆2圆静活载隔产生的肺挠度值中加上成茎桥并考惰虑庸1份0贩年徐变取后的挠探度值取画负值。抖3最、施工扑过程中跟主梁内的力均满摩足规范蝴要求。骑4爪、依据劳表猾1拖及算得仍出各节择段划分希预拱度诵值（英图蚕8音）。惕图舰8樱黑诵主梁预织拱度计捷算值丽表吹1杯枝主梁左僵半跨各沈施工阶扔段累计担位移及倒预拱度俗表格疏（码m挎m舌）坊附注煌：或1昼、表内绍提供的疗挠度值概为各施盛工阶段脉的恒载学、预应货力和混走凝土收毁缩徐变庙产生的顶挠度累精计之和鸣，未包摄括墩台形变形、兵变位及柴温度变辣化产生田的挠度碧，未考喝虑挂篮蛾和支架剪变形稀。饲2阵、正值浓表示向界上的位碗移，负蚀值表示令向下的具位移叫；乘默3分、表中竞位移数美值单位掌为毫廉米看(mm易)密；作撤膊4港、立模偷标亦高棒=离设计标表高帐+孤预拱份度泳+幸挂篮变食形（由报挂蓝预际压及高纳程实测碍确定）埋；唐5浪、顺桥肝向坐标感单位为设米，以埋主桥左肺端面为长原点。洋3.高问施工线雪形控制摔的具体场实施获3.贺1照施工线庭形控制灰系统纵施工监城测系统虽是大跨援度桥梁烟施工控恩制系统量中的一悄个重要凡部分，跟各种桥州梁施工刻控制中悉都必须谅根据实盆际施工奔情况与削控制目铜标建立关完善的振施工控吹制系统拾。施工研控制系播统主要萍包括：据结构设托计参数市监测、浩几何状颂态监测戚、应力切监测、帆温度监呜测等几圾个部分愉，其组念成如鼻图墓9稀所示。设计参数设计参数几何状态预应力参数温度变化传感元件或其它方式信号监测，数据采集，输出伯图修9闻感施工监字测系统层示意图户3.守2裤施工线撞形控制以的具体晒实施栋3.2同.爱1及线形控妖制的实组施步骤颤箱梁悬借浇线形艇控制过隔程示意悼图见送图故1苗0仁。挠度观测挠度观测扎钢筋，安管道挠度观测签发施工指令设计、监理复核复核、移挂篮立模浇注混凝土张拉后高程观测进入下一个悬浇阶段存图开10鸦弊箱梁悬手浇线形疮控制示妖意图融3.2宅.担2彼线形监槽测哪按《客踩运专线纱铁路桥狸涵工程果施工质词量验收中暂行标假准》的嗽要求，璃对主梁室悬臂浇灾筑过程彻中的立错模标高辆、局部刃线形、垮轴线偏搂位、同搞跨对称讯点高程垮差、合青拢段相俊对高差默、断面棍尺寸偏虏差、已莲浇筑段循及成桥耀后主桥贺系统控惹制等指缺标进行叠控制监只测。穿根据双音方合同剖约定，牛该桥线三形监控缘内容主访要包括情挠度监属测、轴刷线偏位踢监测。状3.2誓.2.太1圆线形监派测扯线形监捡测是大绒跨度预锤应力混葬凝土连短续梁桥夹施工控忽制的核战心之一川，确定菜好线形庄测点很丰重要。托为确保械测试结规果的准侨确、可籍靠，每煮个施工躬块件上裙前端均辅布杀置吨3艺个对称夕的挠度掠观测点咬（见道图祖1袍1年、见嚷图弃1惑2迎），以恋利于在碎观测箱功梁挠度秘的同时焦，同时他观察箱钥梁是否尿发生扭漏转变形庄。业0涌#咸块的高御程观测佣点不但诸是本块获件箱梁拢顶板设选计标高世的控制裤点，同迅时也是串后续各逼悬浇节厌段高程萍观测的网基准点役，因此花每个主客墩及次握主墩箱辫梁顶面跪的高程乖控制点阅作加密谜布置。虑块段的垫挠度测宿点位置送设在距嘉块件前券端诉约店10c葵m研处、箱喷梁中线食和两个博腹板对线应的顶斯面，并宁尽量与播施工单项位共用贡一套测价点，以层互相校恨核上(个具体位比置可根非据现场防情况可林适当调摧整孝)嫁。测点腔采科用既φ颤1盯6昏钢筋制跃作，在膛垂直方凳向上与尖箱梁顶捷板的上跪、下层蠢钢筋点扎焊牢固谋，并保韵持垂直岁，顶部宪磨圆并肿保证浇考筑混凝炊土后能雕露出混生凝土钟面原1探～劣2c李m跪，采用奋红油漆项标记。斧图松11镰弓箱梁挠衔度测点扁布置示樱意图形图星12滩竿0丢号块测逐点布置漂示意图秀说明剑：持8喊、手9奖、毒1垫0历为混凝蹈土梁挠落度测点艳，殃9灿为混凝绪土梁挠类度和中脸线偏位糕测点反3.2凳.2.劝2捞模板控呢制点布嫩置及编绕号拾图点13辜棍声模板控蚁制测点盏布置示胸意图风注：场（贼1休）切雕测点编皆号以线款路前进念方向为陷基准自现右向左亡编号。隆（赤2它）测点丢位置为众节段前墨端模板耍。粒（为3巩）由于假底模纵追向有一翻定的坡赞度，测困底模挠欢度变形怒时特别叫注意立源尺位置流的误笛差框(袜建议设治置转丰点京)终。精3.2箭.2.红3碧主梁轴晋线偏位确测量枯主梁轴是线偏位布测点布遣置见炊图蚊1撑4旦，对于等直线桥氏梁，可喉采用视乞准法直滩接测量蹦。对于欠曲线桥水梁，则夫可采用匪坐标法丝或极坐抱标法进郊行主梁剥轴线偏耽位的测痰量。额3.2昨.2.乌4牙测量仪挥器设备绒R32蚊2NX箭m鬼型全站默仪，精菜度别:±孕2"傍狮、凳±慢（却2+2浆×10毒-6绪D泉）擦m死m基，猎D荐：牌k峡m魂。加Wil床dN荡A色2艳自动安灯平水准勾仪，精仔度扑M良：蕉±0.走7mm写/k街m引。超3.2自.2.污5壶线形测痛量注意嘉事项孩a揭线形测巨量过程零中，当剧各墩之腥间及各走墩与施闻工控制到网之间攀可以联椒测时，遗应进行模联测，脂以确保撕测量数逆据的可百靠、准酒确。呆b贿为尽量骆消除温黎度对线仇形测量湾的影响丑，线形驱测量时坐间定在质温度相拖对恒定邻时进行耻，一般培在夜法间辈1毒8联：赚0吃0辜以后或轨清晨日溉出购8枝：爬0祸0负之前，穿并随季季节调整鸦。旦c伴施工监牺控过程吗中应注征意因暂虾时不平把衡力而晴引起的悠主梁和五墩身线引形的变罩化。泳d扰施工监附控过程钳中，应君注意各心种临时悄荷载、参挂篮等鸡力是否管平衡。素尤其要旁注意在尺悬臂施满工时两仗侧荷载滥的平衡新。在悬克臂施工帽结束及侦合龙前枪两端挂磁篮拆除孕必须同更步卸载兰，避免仗因不平杠衡而导信致跷跷荒板现象问，影响役合拢和鸟线形。葬并严格液管理各孟种临时粥荷载的才堆放位家置。勇3.2姐.劝3画其他部厘分设计闯参数的初测定稀3.2柳.3.帜1糠混凝土菌弹性模脂量的测晴试亏混凝土膀弹性模氏量的测贿试主要矮是为了枯测定混羽凝土弹窝性模革量桌E隶随时倾间缓t耕的变化挽过程，橡即姓E-头t浊曲线。是采用现湖场取样愈通过万画能实验讲机试压仇的方法勉，分别滩测定混膀凝土竿在雅3各d裕、天7歇d枕、洞28而d基龄期的迷值，以敢得到完半整搭的缎E-树t两曲线。惰3.2候.3.移2法裂缝观江测拳在梁体像节段的泥悬臂施师工过程奏中，仔途细检查挖混凝土脱表面，浴若出现刺裂缝，恐首先分该析裂缝炉形成原木因；对斯于严重踏的受力闭裂缝，伯则采取隶有效措扭施对裂脑缝进行遮处理和墨控制。动裂缝宽父度观测揭采用刻聪度放大要镜或千办分表等异。逮3.2辱.3.哪3集挂篮加正载试验仅挂篮是架悬臂浇扫注施工屑的关键城设备，降其受力谊安全非漂常重要法。为了艳确保施沃工安全本，应对累挂篮本慎身进行茅加载试拆验检验门。加载英方案可宫根据现便场实际仍情况进评行，主干要检查价挂篮杆劫件的强融度、刚碑度以及欧构件连咸接等项材目盐,叠得出在看等效荷贵载作用的下挂篮登的弹性滔变形和半非弹性奖变形。向3.2走.乒4液施工监魂控控制务精度姥参照《浊高速铁垮路桥涵能施工质阀量验收馋标准小》俯TB1诞075超2-2显01蚀0挨的规定仗，并结并合目前址测试仪丛器的精挠度，顾阀及施工击作业方哪便，初容步确定毒施工控饭制精度付如下：幅1泊和免5颂为侧模旷控制点乓，要跌求争量－羞3m熊m吧～指＋见5mm服3回’扬为内模细顶棚控苹制载点仇祝框要求秀－扰3m挽m俩～键＋俭5mm含2详、完4川为辅助视控制点某，顺狂要求候－按3m必m福～渡＋性5mm剖炊A看、薯B饮为底模芬控制点鸟，要支求凳0食m集m及～俩＋屡5mm宏悬臂梁困段顶面赏高程亚：蠢-5m造m嗓≤味h层≤钓+15辉mm焰弯泳梁段轴扎线偏位谊：找≤秤±15掩mm玻合拢段福两端高错差戴：情≤豆±15签mm唇折踩列各变高胸梁端长钻度尺寸玩偏差笋：指-10旅m劲m该≤滑h盒≤搁+10耳mm不相邻梁范段错台爱：研-崇b臣≤六5mm踩3.2胳.凯5理施工线犬形控制绍具体实薄施要求竟a米加强安度全质量源意识宣膝传，严所格按照帖监控指辉令施工葬。沸b伴保护测介量标志腹，不得召破坏或丰覆盖，窄影响测净量工作仰。负c刺随时记栗录施工奶过程中已的异常属现象，蛇以备分睁析问题展查找原柜因时参抗考。皱d根悬浇施套工过程相中的配晕合示(1垦)饲挂篮立碌模测量酸时，通上知现场暮监控人唤员同时肺进行模挺板测量必复核。史(2右)汪浇筑梁启段混凝劣土后至含拆动挂琴篮之前胁，通知甲现场监摘控人员纺进行测膛量。链(3眼)夸张拉完及成时，壮提前通驳知现场填监控人败员进行亮测量。走e竿调模：宽应尽量悔固定人挪员调试万，争取胀既快又灭准；丹吊杆调葵节螺母延最后应纵以旋进帽方向固宜定；穷模板调革好后不宇得再调愤动固定棍螺丝，伶否则需通重新测蛙量。搁头猎内模标逢高同样叠重要，舞不能忽腰视，内估模出现裙问题引估起桥面摊混凝土添横断面检形成波书浪形，歼影响桥碌面混凝咐土高程冈和截面顷尺寸。译f芽浇完节暮段混凝桨土，一六定要等玩测量后章再拆端蝇模，以维便准确响测量模跟板的变魄形。予个锻注意每压一节段帮前角端酬3学个挠度亲测点的宝设置，麻打完混为凝土后脆如果超趋出桥面歇混凝土延面闻2c规m文以上，趣应及时陷用氧割疮割短，终保留高建出混凝雅土丘面慰