桥梁工程连续刚构线型监控方案

施工线型监控方案

1、工程概况

本连续刚构位于宁波市轨道工程U型槽出口~五乡站区间段，设计墩号为A32~A35，采用（38+60+38）m孔跨形式在K24+320处跨越绕城高速公路。

本桥采用38+60+38m预应力混凝土连续刚构，采用单箱单室斜腹板断面，顶板宽度9.6m，底板宽度由中支点的3.8m变化到跨中及边支点的4.5m，变化时腹板斜率保持1500/350不变。中支点梁高3.5m，边支点及跨中梁高2m，梁底从距墩中心2m处到距墩中心39m处按1.7次抛物线变化，顶板厚30cm，底板厚度从距墩中心5m处到距墩中心31m处按1.7次抛物线变化，由30cm变化至70cm，0#块底板厚度从距墩中心2m处到距墩中心6m处由120cm变化至70cm，腹板厚度120cm及60cm。中横梁及端横梁设置100*80cm的过人孔。

全梁采用悬臂浇筑法施工。各单“T”箱梁除0号块外分为6对梁段，纵向分段长度为2*3.5m+4*4m。0号块总长12m，中跨、边跨合龙段长度均为2m，边跨现浇段长度为6.9m。

2、施工监控的意义和目的

本桥采用38+60+38m预应力混凝土连续刚构，梁部采用悬臂施工，该类桥梁的形成要经过一个复杂的过程，施工工序和施工阶段较多，各阶段相互影响，且这种相互影响又有差异，这就造成各阶段的内力和位移随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象，甚至超过设计允许的内力和位移，若不通过有效的施工控制及时发现、及时调整，就可能造成成桥状态的梁体线形与内力不符合设计要求或在施工过程中结构的不安全。

在施工过程中，为保证合拢前悬臂端竖向挠度的偏差、主梁轴线的横向位移不超过容许范围、保证合拢后的桥面线形良好、保证在施工中主梁截面不出现过大的应力，必须对该桥主梁的挠度、应力等施工控制参数做出明确

的规定，并在施工中加以有效的管理和控制，以确保该桥在施工过程中的安全，并保证在成桥后主梁线形符合设计要求。

对于分阶段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁来说，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，确定出每个悬浇阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一阶段立模标高进行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、保证合拢段悬臂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。

对该桥进行施工监控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。连续梁的主要控制内容为：主梁线形、受力。

3、施工监控的原则和方法

本桥的施工监控内容为变形控制，变形控制目的是在实测各过程梁段变形的基础上，发现偏差，通过合理调整后段立模标高，达到最终线性符合设计的目的。

悬臂施工方法，属于典型的自架设施工方法，对于本桥来讲，由于在施工过程中的已成结构(悬臂阶段)状态是无法事后调整的或可调整的余地很小，所以，针对主梁的结构和施工特点，施工监控主要采用预测控制法。

4、施工控制体系

为有效地开展施工监控工作，在本桥的施工监控中建立如图1所示的施工监控体系。

5、计算参数的确定

影响结构线形及内力的基本参数由很多个，需测定的参数主要有：

⑴混凝土弹性模量，前期结构计算按照规范取值，在施工过程中根据试验结果确定，混凝土的弹性模量的测试应采用现场取样的方法分别测定混凝土在3天、7天、28天龄期的弹模值，为主梁预拱度的修正提供数据。

图1 悬臂浇筑连续梁桥施工监控体系

⑵预应力钢绞线弹性模量，按照现场取样试验结果采用；

⑶恒载按设计图提供的尺寸，并根据施工现场采集的混凝土容重等参数

进行必要的修正，考虑结构自重和临时荷载，并考虑梁面坡度的影响；

⑷混凝土收缩、徐变系数，按照规范采用，计算按规范考虑结构局部温差效应及考虑混凝土实际加载龄期的收缩、徐变的影响；

⑸材料热胀系数，按规范取值；

⑹施工临时荷载，现场进行统计，尽量减少材料等的堆放，本阶段不用的材料堆放在0＃块附近；

⑺测量时梁体顶、底板温差。

6、施工监控结构计算

在施工之前，应对该桥在每一施工阶段的应力状态和线形有预先的了解，故需要对其进行结构计算，该桥的施工控制计算除了必须满足与实际施工方法相符合的基本要求外，还考虑了以下相关的其它因素。

⑴施工方案

连续梁桥的恒载内力、挠度与施工方法和架设程序密切相关，计算前首先对施工工期做深入的分析，并对施工荷载给出一个较为精确的数值。

⑵计算图式

梁部结构要经过墩梁固结→悬臂施工→边跨合拢→中跨合拢的过程，在施工过程中结构体系不断的发生变化，故在各个施工阶段应根据符合实际情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。

⑶结构分析程序

对于连续刚构桥的施工控制计算，采用平面结构分析方法可以满足施工控制的需要，结构采用MIDAS程序进行分析，经与设计数据比较差值不大时，按照MIDAS计算数据采用。

⑷施加预应力影响

预应力直接影响结构的受力与变形，施工控制在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度。

⑸混凝土收缩、徐变的影响

混凝土的收缩、徐变对结构的测试应力和施工阶段中的梁体挠度有较大影响，在计算过程中加以考虑。

⑹温度

温度对结构的影响是复杂的，在本桥的施工监控中，对日照温差影响在观测和施工中采取一些措施予以消除。

⑺挂蓝变形

挂蓝变形通过预压方法测绘出力-变形趋势图，然后根据梁段的重量，逐段加以考虑。

6.1 施工控制的计算方法

悬臂施工的连续梁桥最终形成需经历一个复杂施工过程以及结构体系转化过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁成桥线形和受力状态基本符合设计要求。为了达到施工控制的目的，必需对桥梁施工过程中每个阶段的受力状态和变形情况进行预测和监控。因此，必需采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段的结构行为。针对该桥的实际情况，采用正装分析法和倒退分析方法进行施工控制结构分析。

正装分析法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来进行结构变形和受力分析，它能较好的模拟桥梁结构的实际施工历程，能得到桥梁结构各个施工阶段的位移和受力状态，这不仅可用来指导桥梁施工，还能为桥梁施工控制提供依据，同时在正装计算中能较好的考虑一些与桥梁结构形成历程有关的因素，如混凝土的收缩、徐变问题。正装分析不仅可以为成桥结构的受力提供较为精确的结果，还为结构刚度、刚度验算提供依据，而且可以为施工阶段理想状态的确定、完成桥梁结构的施工控制奠定基础。

倒退分析方法假定在成桥时刻0t t 时刻结构内力分布满足前进分析0t 时刻的结果，轴线满足设计线形要求，按照前进分析的逆过程对结构进行倒