高速铁路连续梁桥线形监控分析

析 和倒退分 析计 算 中 已经加 以考 虑 。监 控计算 采 用 平 面杆 系有 限元方 法 进 行 ， 据 本 桥 的施 工 进 度 计 根
计算模型参数后 ， 重新计算各施工阶段的理想状态， 这样 ， 经过几个工况的反复辨识 ， 计算模型基本上与
实 际结 构一 致 ， 在此 基 础 上 可 以对 施 工 状 态进 行 更 好 的控 制 。图 ２为 自适 应 系统 的构成 。
大 。但这些 因素的综合影响最终体现在箱梁的挠度 上 。因此需采取科学有效的措施对箱梁实施高精度 测量 ， 并进行分析和预测 ， 实时地调整立模标高 ， 最
大限 度地使 大 桥实 际线 形 与 设计 线 形 一 致 ， 而 保 从 证 桥 梁 的力学 结构 不变 和安 全运 营 。
图 １ 连续梁桥布置
的变形特性 ， 预应力束张拉误差 等。当上述 因素与
设计 不符 ， 又不 能及 时识 别 引 起 控 制 目标 偏 离 的 而 真正 原 因时 ， 然 导致 在 以后 阶段 的 悬 臂施 工 中采 必 用错 误 的纠偏 措 施 ， 起 误 差 积 累 。要 得 到 比较 准 引
确 的控 制调整 量 ， 须 根 据施 工 中实 测 到 的结 构 反 必
关键 词 ： 线形监控 ； 自适应控制理论 ； 预应 力混凝 土连续梁桥 ； 高速铁路 ； 悬臂法施工
中图分类号 ： ４ ８ １ Ｕ ４ ．３
点、 中跨 中及 中支 点处 共设 置 ５个 横 隔板 ， 隔板厚 度
上 日 ■ ● ．ｌ吾 ｊ —－ Ｌ － ｆ ● Ｊ
分 别 为 ： 支 座 处 １５ 中跨 中 ０ ８ 中 支 点 处 边 ．ｍ， ．ｍ， ３０ ． ｍｏ横 隔板设 有孔 洞 ， 检查 人 员 通过 。箱梁 两 供 侧 腹板 与顶底 板 相 交处 外 侧 均 采 用 圆 弧倒 角 过 渡 。 桥 面宽 度 ： 防撞 墙 内侧 净 宽 ９４ 桥 上人 行 道 栏 杆 ．ｍ，
第２ ７卷 第 ２ ３期 ２１ 年 ｌ ０ １ ２月
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ １
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高 速铁 路 连 续 梁 桥 线 形 监 控 分 析
杜 骞
（ 中铁 二院西北公司 ， 甘肃 兰州 ７ ００ ） ３ ００ 摘 要： 悬臂 法施 工作为大跨径连续 箱梁桥的重 要施工 方法在 高铁 领域被广 泛采用 。挠 度测 量是箱梁 悬臂施 工控
２ 工程 概 况
京沪 高铁 某预 应力 混凝 土连续 梁桥 主 梁采 用预
３ 线形控制 的基本理论
３ １ 自适应 控 制理论 ．
应力混凝土连 续箱梁结构 ， 计算跨度为 ８ ０＋１８＋ ２ ８ ｍ， 座 中心线 至梁端 ０ ８ ｍ， 全长 ２ ０９ ０ 支 ．５ 梁 ９． ｍ。梁 高沿纵向按二次抛物线变化 ， 中支点梁高 ９ ６ 高 ．ｍ（ 跨 比 １ １． ） 边 支点 及跨 中梁 高 ５６ 高跨 比 ／３ ３ ， ．ｍ（
制 的一项重要 内容 ， 目的是为施 工提供每一个箱梁施工阶段准确 的立 模标高 ， 为保证桥 梁的线形 和顺利合拢打 下基 础 。以京沪高铁某桥为工程背景 ， 绍了该桥的线形监控的 自适应控 制方法 以及线 形监控 中采取的措施 ， 阐述 了 介 并
自适应 控制理论能较好地应用 于此类桥梁 的线形控 制。
径 的增 大 ， 箱梁 内外 温 差 影 响引 起 的偏 差 也 逐 渐 增
内侧 净宽 １． ｍ， ３２ 桥面板宽 １．ｍ， ３４ 桥梁建筑 总宽 １。ｍ ３８ 。曲线上梁按 曲梁布置 ， 梁体沿线路左线 中 心线布置， 相应的梁体轮廓尺寸均为沿线路左线 中 心线的展开尺寸 ， 梁体轮廓、 普通钢筋、 预应力钢束 及 管道 等均 以线路 左 线 中心线 为基 准线沿 径 向依 据 曲率进 行相应 的调 整 ， 座 亦 按 径 向 布 置 。连续 梁 支 桥 布 置如 图 １所示 。
大 跨径 连 续箱 梁悬 臂施工 是现 代 比较成 熟 的大
跨径施工技术 ， 为保证桥梁成桥线形与设计线形吻
合 及对 向施 工 的高 精 度 合 拢 ， 行适 时 和准 确 的挠 进
度测量尤其必要。一般来讲 ， 箱梁悬臂施工 中影响 挠度变形的因素很多 ， 施工荷载、 挂篮变形、 混凝土 容重、 弹性模量 、 收缩徐变、 日照和温度变化、 预应力 大小、 结构体系转换 等因素在设计过程 中的参数设 定 值 与实 际施 工状 态 不 能 完 全保 持 一 致 ， 致 箱 梁 导 理论 计 算挠 度 与实 际 有 较 大偏 差 ， 而且 随着 悬 臂 跨
２ ．５ １９ｍ。截面采用单箱单室、 变高度、 变截面直腹 板形 式 。箱梁 顶Βιβλιοθήκη Baidu １． ｍ， 宽 ７０ ３４ 底 ．ｍ。顶 板 厚 度 除
梁端 附 近外均 为 ４ ０～ ５ ｍｍ， 折线 变化 ； 板 厚 ５ ６０ 按 腹
６ Ｏ一１Ｏ ｍ 按 折 线 变 化 ； 板 由跨 中 的 ５０ ｍ ４ ｌ０ ｍ， 底 ２ｍ 按二 次抛 物线 变 化 至 根部 的 １０ ｒ ２０ ｍ。全 联 在端 支 ａ
１２． ） 中 跨 跨 中 直 线 段 长 ９ 边 跨 直 线 段 长 ／ ２９ ， ｍ，
‘ 影响预应力混凝土桥梁施工过程中结构线形及 内力 的 因素主要 有 混 凝 土 的 弹性 模 量 ， 浇筑 混 凝 土
超方 量 ， 凝 土收缩 、 变 ， 梁施 工 临时荷 载 ， 篮 混 徐 桥 挂
应修正计算模型中的这些参数值 。当结构测量到的 受力 状 态与模 型计 算 结 果 不 相 符 时 ， 误 差输 人 到 把
第２ ３期
杜
骞 ： 速铁 路连续 梁桥 线形监 控 分析 高
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参 数识 别 算法 中去调 节 计 算模 型 的参 数 ， 模 型 的 使 输 出结果 与实 际测量 到 的结 果相 一致 。得 到修正 的