连续梁施工监控方案

新建淮北至萧县北客车联络线跨郑徐客专特大桥48+80+48 米预应力混凝土连续梁施工监控方案

甘肃交达工程检测科技有限公司

二零一五年五月

目录

1 工程概况 ........................................................................ 1 ..

1.1 设计概况..................................................................... 1...

1.2 主要技术标准 ............................................................... 1...

1.3 采用的主要规范和主要参考图 ..................................................

2..

2 桥梁施工监控概论 ................................................................ 2...

2.1 监控概论..................................................................... 2...

2.2 桥梁施工监控重要性...........................................................

3...

3 桥梁施工监控的内容和方法 ........................................................ 3..

3.1 桥梁施工监控的内容 ......................................................... 3...

3.2 桥梁施工监控的方法 ......................................................... 5...

3.3 桥梁施工监控的特点 ......................................................... 6...

4 桥梁施工控制系统 ................................................................ 6...

4.1 桥梁施工控制系统 ........................................................... 6...

4.2 桥梁施工控制概况 ........................................................... 7...

5 桥梁施工控制结构分析方法

1..2

5.1 桥梁施工过程模拟分析方法

1..2

5.2 桥梁施工控制结构分析方法

1..4

6 桥梁施工监测系统

1..5.

6.1 施工监测系统建立

1..5.

6.2 施工监测内容

1..5.

7 桥梁施工控制管理

1..6.

7.1 预应力混凝土连续梁桥悬臂施工

1..6

8 与各单位的协作

2..4.

9.附表..................................................................................... 2..

4..

1 工程概况

1.1设计概况

新建淮北至萧县北客车联络线，跨郑徐客专特大桥桥梁全长上行线为2611.34m、下行线为2539.655m，起讫里程上行线为DK24+978?

DK27+589.340、下行线为Y2K25+141.625 ?Y2K27+517.655。本桥共3 联(48+80+48) m 连续梁，墩号为153#~156# 162#~165# Y 152~Y155，主墩连续梁0#块共计6个，分别位于154#、155#、163#、164#、Y153#、Y154# 墩墩顶。0#块结构尺寸为：梁长10m，梁底宽4.4m,梁顶宽7.1m (两边翼板1.35m 宽),中支点处梁高6m,端支座处和边跨直线度及跨中处为 3.6m; 梁顶板厚32cm 底板厚80cm,腹板厚为80cm。

该连续梁一联三跨分两个A0段；悬臂浇筑段分两个A1~A8、B1~B8; 两个A10为边跨现浇段；两个A9为边跨合拢段；一个B9为中跨合拢段。全梁中跨中心对称，如图1.1所示。

图1.1节段划分图

1.2 主要技术标准

①铁路等级：客运专线

②正线数目：单线

③设计速度目标值：160公里/小时。

④最小曲线半径：1600米。

⑤ 使用年限： 100 年

⑥ 轨道类型：有砟轨道

⑦ 地震动参数：地震动峰加速度 Ag=0.1g

1.3 采用的主要规范和主要参考图

《铁路桥涵设计基本规范》 (TB10002.1-2005)

《高速铁路设计规范（试行） 》

(TB10621-2009) 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 (TB10002.3-2005) 关于发布《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 等三项标准局部修订条

（铁建设[2007]150、[2008]147 号） 时速

250 公里客运专线铁路无咋轨道预应力混凝土连续梁通用图跨度 （76+144+76）m 西成施特桥通 EY-08

2 桥梁施工监控概论

2.1 监控概论

分段悬臂浇筑法是目前国内外预应力混凝土连续梁（刚构）桥的主要 施工方法。当桥梁下部结构施工完成之后，从桥墩墩顶部位浇筑箱梁零号 块开始至全桥箱梁合龙，其间经历逐段立模浇筑混凝土节段，分批张拉预 应力钢束，逐步至全桥合文的通知 《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》 《铁路桥涵地基和基础设计规范》 《铁路工程抗震设计规范》 《铁路无缝线路设计规范》 《铁路混凝土结构耐久性设计规范》 《铁路边坡防护及防排水工程设计补充规定》 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》 《铁路工程桩基监测技术规程》 《铁路运输安全保护条例》 《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》 (铁建设[2009]22 号)

(TB10002.4-2005)

(TB10002.5-2005)

(GB50111-2006)(2009 年版)

(TB10015-2012) (TB10005-

2010)

(铁建设[2009]172号)

(铁建设[2010]241 号)

(TB10752-2010)

(TB10218-2008)

(中华人民共和国国务院令第 430号)

(铁建设[2006]158 号)及局部修订条文

龙的较长施工过程。由于各个阶段的变形、内力、应变与墩高、荷载大小、混凝土收缩、徐变、预应力筋应力损失、温度、施工误差、材料特性等多种因素有关，加之各阶段混凝土加载龄期不同的相互影响，从而会造成桥梁在施工过程中的每一状态不可能与设计状态完全一致，结构的受力变形过程表现为非平衡的随机过程。因此，为了保证施工质量，必须对梁的整个悬浇过程进行施工控制，在施工过程中对结构内力和变形不断进行监测，分析其与设计理论值间的关系，对施工过程及有关控制参数加以调整和控制，保证建成后的主梁线形及结构的受力状态符合设计期望值，结构受力尽可能处于最优状态。所以实施桥梁监控量测，及时、准确地提供施工控制数据对桥梁的施工质量有着重要的意义。

2.2 桥梁施工监控重要性

衡量一座桥的质量标准就是看保证已成桥的线形以及受力状态是否符合设计要求。如何实现这一要求需通过桥梁施工监控来控制，因为桥梁在施工过程中，将会受到许多确定和不确定因素的影响，包括设计计算、使用材料性能、施工精度、荷载、大气温度等诸多方面在理想状态与实际状态之间存在差异，施工中如何从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实的数值，对施工状态进行实时识别（监测）、调整（纠偏）、预测，使施工系统处于控制之中，对设计目标安全、顺利实现是至关重要的。

3 桥梁施工监控的内容和方法

3.1 桥梁施工监控的内容

3.1.1 结构变形控制桥梁结构尺寸的控制是施工控制的基本要求。但结构在施工

形成过程

均要产生变形，加之施工过程各种误差的积累，因此任何一个结构不可能

达到与设计尺寸准确无误的吻合，但要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏

差，并将其降低到允许的程度。悬臂浇筑混凝土梁允许偏差见表 3.1，以便

3.1.2 结构稳定性控制

目前主要通过稳定分析计算，并结合结构应力，变形情况来综合评定、控制其稳定性。

3.1.3应力监控的控制措施

主要设计参数实施控制

在施工过程中，对影响桥梁结构应力状态的主要设计参数实施有效的控制。对于梁的截面尺寸、混凝土的容重、混凝土的弹性模量、预应力钢筋的张拉控制应力、混凝土的收缩徐变和施工临时荷载是影响结构应力的主要设计参数，在施工过程中通过严格控制主要设计参数使之尽可能接近理论值以达到对结构应力的控制。对设计参数实施控制的具体操作方法分述如下：

1）箱梁的截面尺寸。安装模板时确保严格按设计尺寸进行施工，特

别要保证模板的刚度，使之在浇筑混凝土过程中不变形。采取必要的施工措施保证浇筑混凝土的部位与高度。

（2）混凝土的容重、弹性模量。对主要材料混凝土的材料特性应反复进行试验，确保施工材料的材性稳定，施工过程中通过现场测试、反馈、调整确保混凝土的容重、弹性模量符合设计要求。

（3）预应力钢筋的张拉控制应力。严格按双控张拉预应力钢筋，通过现场测试确定预应力的损失值，进而调整张拉控制应力。

（4）混凝土的收缩徐变。对于连续梁（刚构）桥，混凝土的收缩徐变对结构内力影响较大，到现在为止从理论上还不能做出十分精确地分析，在施工过程中主要是控制混凝土的加载龄期、结构应力的大小。

（5）施工临时荷载。施工临时荷载对结构内力影响很大。所以在施工控制计算中应尽可能使施工临时荷载与实际一致，在施工过程中避免临时荷载变化过大引起较大的内力误差。

3.2 桥梁施工监控的方法

桥梁施工控制的方法随桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容不同，方法也不同。总体可分以下几种：事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容法等。

（1）事后调整控制法是指在施工中，当已成结构状态与设计要求不符时，即可通过一定手段对其进行调整，使之达到要求。因对施工过程中的结构内力状态不清楚，容易出现安全事故，且最终的线形往往难以达到理想状态。所以，事后调整不是一个好的控制方法。

（2）预测控制法是指全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工阶段（节段）形成状态进行预测，使施工沿着预定状态进行，由于预定状态与实际状态免不了有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，一次循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。这种方法适用于所有桥梁，而对于那些已成结构的状态具有不可调整性的桥梁施工控制必须采取此方法。

（3）自适应控制法也称为参数识别修正法。它是指在控制开始时, 控

制系统的某些设计参数与实际情况不完全相符，系统不能按设计要求得到符合实际的输出结果，但是，在系统的运行过程中，通过系统识别或参数估计，不断地修正参数，是设计输出与实际输出相符，从而实际问题得到控制。

（4）误差的容许值法是在设计时给予主梁高程和内力最大的宽容度。这做法减少了控制的难度，但会产生其他问题，如斜拉锁的制作长度问题，对与现有的施工中的支架安全控制则主要是通过支架应力，变形进行跟踪监测，并将其监测值与相应计算值比较，判断是否在安全范围内，查找原因确保施工安全。3.3 桥梁施工监控的特点

由于桥梁结构形式和施工方法有许多种，因此不同的桥梁施工控制侧重点不同。连续梁施工时，在主梁的悬臂浇筑或悬臂拼装过程中，确保主梁线形和顺、正确是第一位的，施工中以高程控制为主。

4 桥梁施工控制系统

4.1 桥梁施工控制系统

由于施工中受到不确定的因素很多，要使桥梁施工安全，顺利的向前推进，并保证成桥状态符合实际要求，必须将其作为一个系统工程予以严格控制，由于桥梁施工控制的实施牵涉到很多方面，所以必须实现建立完善有效的控制系统才能达到预期的控制目标。

桥梁施工控制系统的建立及其功能的确定要根据不同的工程施工实际

分别考虑，且都必须具备管理与控制的能力。施工控制系统见图

图2.1桥梁施工控制系统

4.2 桥梁施工控制概况

(1) 根据预计的工程进展及施工设备，制订线形控制实施计划。

(2) 按照施工技术规范的要求，由施工单位对0#节段的施工托架进行测试，对挂篮进行测试，得到挂篮的荷载一一挠度的对应关系，并根据各节

段的重量及其施工荷载，确定了施工各节段时挂篮的变形值。

(3) 灌注每一节段梁体混凝土之前，在顶面埋设挠度测点钢筋。

(4) 在施工过程中实测各施工阶段的挠度变化，根据工期变化、实际荷载参数及实测结果，及时调整预拱度值，控制立模标高。

(5) 为了减少温度的影响，测量尽量在早晨或傍晚进行。

4.3桥梁施工控制影响因素

4.3.1灌注混凝土引起的挠度

(1)悬灌阶段

连续梁在悬灌阶段为悬臂梁体系，计算第n梁段在梁体自重作用下的挠度为△ n1：

2 2

A / / Fa dx 丄J x Fdx 丄/ k(x)Fdx

n1 -

2.1:

0 El (x) 0 EI (x) 0 GA(x)

式中：

△ n1—悬灌阶段第n梁段在梁体自重作用下挠度(m);

I—从支座中心到第n梁段自由端的长度(m);

a—第n梁段自由端到新悬灌梁段重心的距离(m)；

F—新悬灌梁段与挂篮的重量之和(kN)；

E、G—混凝土的弹性、剪切模量(kPa)；

l(x)、A(x)—梁体X截面的惯性矩、面积(m4、m2)；

Ax

k(x)—剪应力分布不均匀修正系数，近似计算为战，其中，Ax为X 截面面积；A ' x为X截面腹板面积。

(2)边跨合龙后

边跨合龙后，该桥实现全部合龙，梁体自重引起梁体的挠曲变形已经

完成，该阶段梁体的挠度△ n3主要由钢轨、扣件轨道板、防水层、保护层等二期恒载产生。需说明的是：M(x)、Q(x)在计算△ n3和厶n2时的意义不

同，本阶段指由二期恒载产生的X截面的弯矩、剪力。

4.3.2结构参数

不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须的考虑的重要因素。结

构参数是施工控制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上，实际桥梁结构参数一般是很难与设计所采用的结构参数完全吻合，总是存在一些误差，施工控制中如何恰当的计入这些误差，使结构参数尽量接近桥梁的真实机构参数，是首先需要解决的问题，结构参数主要包括：

(1)结构构件截面尺寸，任何施工都可能存在截面误差，验收规范中也允许出现不超过限值的误差，而这种误差将直接导致截面误差，从而直接影响结构内力、变形等的分析结果。所以，控制过程中要对结构尺寸进行动态取值和误差分析。

(2)结构材料弹性模量，结构材料弹性模量与结构变形有直接关系,