湘潭三桥施工控制总结报告1

湘潭三大桥斜拉桥施工控制研究总结报告

长沙交通学院

湘潭工学院

2001年4月

参加施工控制研究主要人员名单

湘潭三大桥施工控制研究依据

1．由湖南省公路桥梁建设总公司湘潭三大桥工作组（甲方）与长沙交通学院（乙方）签订的湘潭三大桥斜拉桥施工控制研究项目协议书。2．湘潭三大桥斜拉桥施工控制研究项目实施大纲。

3．湘潭三大桥三阶段施工图设计文件及变更设计图纸和文件。4．《公路桥涵设计规范》（JTJ021-89）

5．《公路斜拉桥设计规范》（现行）（JTJ027-96）

6．《公路桥梁施工技术规范》（JTJ025-89）

7．《公路工程质量验收评定标准》（JTJ076-94）

目录

一、报告正文 (1)

二、结构计算离散图和计算工况信息 (15)

三、湘潭三大桥主桥施工控制工作提纲 (17)

四、湘潭三大桥主桥施工控制工作提纲补充说明 (21)

五、湘潭三大桥主桥施工控制指令表 (23)

六、湘潭三大桥主桥施工控制现场会议备忘录………………

湘潭三大桥施工控制研究总结报告

１项目概述

湘潭市湘江三大桥主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，采用塔墩固结、塔梁分离的半漂浮体系，跨径组合为：133米＋270米＋133米，全长536米。由于通航要求，本桥边跨没有设置辅助墩，故边中跨比例达，比较大，对受力较为不利。

主梁采用有悬臂的实心双主梁断面，梁高米，双主梁（索）中距米，标准段实心主梁单肢宽米，桥塔处加厚段米。边跨靠近梁端部约50米范围内，主梁内侧加下翼缘，以增加截面下缘抗弯模量，适应边中跨比例较大的结构特点。主梁桥面板宽24米，标准节段长8米，标准横梁间距4米，厚米，主梁端部横梁厚米，桥塔处横梁厚米。

斜拉索呈扇形布置，每个塔扇形索面16对索，标准梁底部索锚固点间距为8米，塔上索距为～米。斜拉索为PES7型规格，φ7平行镀锌钢丝。桥塔采用双柱花瓶形塔，塔高米，箱形断面，斜拉索直接锚固于塔壁中心处。

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梁离散为206个梁元，全桥离散为378个单元，295个节点，四套前支点挂篮也离散为结构单元参与整体受力。全桥仿真理论计算工况为139个。详见附件1。

2）理论控制数据计算

用长沙交通学院颜东煌教授研制开发的斜拉桥设计计算与控制分析软件计算理论控制数据，计算了以下理论控制数据；

a)各施工梁段的安装索力和主梁立模标高；（见施工控制指令表，

附件3）

b)各施工梁段的状态变量值（包括分次张拉索力）；（见附件3）

c)挂篮前移后、混凝土浇筑完成后及最后一次张拉后的悬臂前端5

对索的索力、前5个梁段主梁测点标高值及塔顶的偏位值；

d)斜拉索最后一次张拉后主梁和塔上施工中的控制截面应力和应

变值；

e)典型状态下的全桥索力、标高、塔顶偏位及控制截面应力和应

变值；（典型状态包括每隔5对索选一个状态；合龙前后状态；

二期恒载前后状态）

以上理论数据曾与设计方作过多次核对，已确认无误。a)和b)的控制数据在发出之前均有设计和监理的签认。（见附件3）

4）施工控制中的计算与分析

a) 采用湘潭三大桥的设计资料和设计参数的规范值，进行正装理论计算。对成桥状态和主要施工阶段的索力、梁和塔的变形、应力等进行计算，并与设计方的成果进行校核对比，分不考虑和考虑收缩、徐变两种情况。通过对比发现最初的正装计算结果与设计方的计算值之间存在一定差异。于是，与设计方一起相互进行反复地检查，统一参数，找出原因，校准原始数据，直至两套计算结果基本接近。

b) 跟踪各施工阶段详细计算。通过挂篮的试压结果，获得了挂篮的弹性、非弹性变形值，进一步调整了挂篮纵梁的刚度；对于能观性状态变量（如标高、塔顶偏位、应力、应变等）的理论值与实际值间存在的差别，通过参数识别法拟合出新的设计参数，使理论值与实测值间的

差别达到最小，如主梁容重、弹性模量和塔、梁的刚度，混凝土的收缩、徐变系数等；最后计算出下一个梁段的合理索力和主梁线形的修正量。

c) 开放交通前的索力调索。在二期恒载完成后，对全桥的标高、索力和应变进行了统测。本桥由于施工控制从严，建桥各方层层把关，索力、标高及应力均达到了设计的成桥状态，各项参数均未超过相关规范允许的要求，索力一次性张拉控制到位，最终没有调索，大大简化了施工工序，节约了工期。

3 施工监测

1）索力测量

斜拉索索力测试的准确性直接关系到主梁内力、线形和塔顶偏位，它的误差有时可以掩盖其它权重相对较小的一系列可观性状态变量误差的表现，如不加以重视，可能会关系到施工的安全。因此，在施工的监测中，必须把保证索力测试结果正确、可靠放在第一位。

湘潭三大桥的索力测量主要采用了频谱分析法（也称脉动法），把高灵敏度传感器绑在待测斜拉索的合适位置上，采集斜拉索在环境振动激励下的振动信号，经过滤波、放大和频谱自动计算分析后，在频谱图上得到斜拉索的自振频率，最后根据自振频率和索力的关系确定索力。

影响斜拉索索力测试结果准确性的因素很多，主要有：斜拉索两端锚固点间的有效长度、综合容重、边界条件、斜拉索弯曲刚度，以及风振引起的桥面振动等。在测试中的典型工况下进行了标定，一方面用INV —306动力仪和IFM168动力仪互校测索的频率，再用高精度测力传感器标定索力（分锚在前支点挂篮上和锚在主梁上张拉两种工况）。与此同时，应尽量控制好混凝土的浇筑量，因为它将直接影响第二次张拉力的控制。

在每个标准梁段施工过程中，测试挂篮前移、砼浇筑完成以及最后一次斜拉索张拉后的悬臂前端5对索的索力；测试斜拉索前几次张拉前后的悬臂前端2对索的索力。每隔5对索，在某一典型状态（如斜拉索最后一次张拉后、合龙前后、二期恒载前后）下对全桥索力作一次统测。此外，还进行了24小时温度变化时的索力测试和有、无风振时的索力对比工作。