预应力混凝土连续梁桥施工控制

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1、预应力混凝土连续梁桥施工控制【摘　要】对邯黄线48+80+48m预应力混凝土变截面连续梁采用挂篮悬臂浇注的施工过程进行模拟仿真计算，分析影响施工过程中结构变形的影响因素，重点强调线形控制中立模标高的准确性以及施工工艺过程控制的重要性。【关键词】预应力混凝土连续梁桥；施工控制；立模标高0.引言桥梁施工控制是桥梁施工技术的重要组成部分，随着桥梁向大跨发展以及预应力技术、悬臂施工技术的运用，为了保证桥梁施工合龙精度和线形满足设计要求，对桥梁的施工过程进行有效控制是十分必要的。当前，几乎所有的中等跨度、大跨

2、度桥梁都进行施工控制。本文以邯黄线48+80+48m预应力混凝土连续梁的悬臂施工为工程背景，分析研究连续梁悬臂施工的控制方法，着重分析影响施工过程中结构变形的影响因素，重点强调线形控制中立模标高的准确性以及施工工艺过程控制的重要性。1.影响桥梁施工过程中结构变形的因素5连续梁桥在悬臂施工过程中，由于桥梁的结构形式、所受荷载、边界支撑条件以及环境温度等的不断变化，结构总是发生不断的变形，内力状态也在发生不断的变化。尽管在桥梁的设计阶段可以采用结构分析方法计算出每一施工状态下的理论值，但在实际施工时，结

3、构的每一施工状态未必都能达到该设计理论值。这是因为，在设计时所取的设计参数，如材料的弹性模量、截面几何特性、构件自重、临时施工荷载、徐变收缩系数等不可能与实际完全一致，还有环境因素的影响，包括季节平均温差和日照温差、空气湿度、风荷载等，在设计阶段也不一一囊括，还存在着测量误差、施工误差、结构模型简化和计算误差等。这些因素在设计阶段很难准确把握，如果不在施工过程中进行有效的控制，就会造成施工过程中主梁的变形、应力值与设计值存在差异，这种差异具有累积效应并且事后无法再进行调整。因此，在连续梁的施工过程中

4、，有必要对连续梁结构的内力和变形状态进行实时监测与控制。5连续梁施工监控的主要任务有两个方面：一是进行理论仿真计算；二是实施现场监控。理论仿真计算就是根据制定好的施工流程，采用动态有限元方法对桥梁的每一施工阶段进行结构分析，计算结构在各种外荷载作用下的变形和内力，为实际施工中结构的变位和内力提供理论值，预测主梁各梁段在施工阶段中的位置和安全性；现场监控就是利用理论计算结果在现场指导实际施工，包括施工过程中变形和内力的监测与控制，具体表现在提供每一梁段的理论立模标高，实测主梁在浇注过程中的标高和内力变

5、化并和理论值比较，分析桥梁当前施工阶段所处的实际应力及变形状态。当结构的实测状态与理论计算结果不相符时，应仔细分析出现误差的原因，以便及时采取措施减小或消除误差。如果是由计算参数取值引起的误差，要根据施工过程中结构的实测值对主要设计参数进行重新估计、修正，然后将被修正的设计参数反馈到控制计算中去，使模型的输出结果与实际测量的结果相一致，以消除理论值与实测值不一致的主要部分，然后重新给出施工过程结构控制参数的理论期望值，从而可以对以后的施工状态进行更好的控制，使设计的施工过程得以准确的实现。2.连续梁

6、桥的施工控制计算以某客运专线48+80+48m预应力混凝土连续梁的悬臂施工为工程背景，采用有限元方法进行施工控制模拟计算，计算桥梁施工过程中不同结构形式在自重、预应力、施工荷载等作用下的结构响应，得出每一施工阶段中结构位移和内力的理论值以指导实际施工。所计算的48+80+48m连续梁为单箱单室直腹板变高度结构。中支点截面中心梁高6.4m，中跨跨中处及边跨直线段截面中心梁高为3.8m，桥面板宽12m。全桥端支点、中跨及中支点处5共设5个横隔板。桥面设2%的横向排水坡。箱梁0#梁段总长8m，挂篮悬臂浇注

7、箱梁1#～3#块段长3m、4#～7#块段长3.5m、8#～10#块段长4m，箱梁悬臂浇注采用菱形挂篮进行施工，挂篮重量60吨。首先建立连续梁桥的有限元计算模型，考虑到连续梁施工的阶段性，按照每一个施工梁段划分单元，在每一个施工梁段处设置节点，为了提高分析精度，对于较长的梁段细分了单元，同时在横隔梁位置设节点，将横隔梁视为节点荷载处理。全桥梁段共离散为152个单元，153个节点。采用MIDAS/Civil软件进行施工模拟分析，考虑混凝土收缩徐变的时间依存性参数等；建立模型的边界条件，用弹性支承模拟现浇

8、支架；按照实际的施工顺序，模拟结构的形成、荷载的施加、边界条件的变化及结构体系的转变等对结构内力和变形的影响。计算中模拟了临时支撑，混凝土浇注、预应力张拉及支架的设置与拆除等工况。计算结果输出每一个施工阶段中结构的位移和内力。图1.1,12分别给出了最大悬臂状态下和桥面铺轨后的主梁变形图，计算结果表明，在最大双悬臂状态下，主梁的最大累计位移只有4.6mm。桥面铺轨后的主梁最大变形为20mm；计算结果也表明，施工中出现过的最大压应力约为14.2MPa，成桥后的最大压应力