江西铁路桥工程悬臂浇筑连续箱梁线形控制技术探究

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1、小跨度悬臂浇筑连续箱梁线形控制技术【内容提要】跨xx是一座主跨为（40+56+40）的三跨预应力混凝土变截面箱梁。特别是在高速铁路桥梁施工中最为重要的就是在连续梁施工中控制其线形指标,保证整个桥梁的形变尽量与设计曲线向吻合,以此保证桥梁在使用过程中不会因为形变而影响行程速度或者平整度。小跨度悬臂浇筑连续梁由于跨度小、节段少，线形控制要求更为严格，每一节段必须严格控制线形及标高。本文结合该桥在实际施工中的主梁线形控制技术，介绍了箱梁线形控制的计算分析方法、实际立模高程计算过程及高程测控的布点和监控方

2、法。【关键词】悬臂施工线形控制施工技术1.工程概述新建xx铁路客运专线(xx段)跨xx40m+56m+40m现浇预应力混凝土铁路连续梁桥，设计时速为350km/h。连续梁全长137.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。采用CRTSⅠ型板式无碴轨道。梁顶面宽12.0m，梁底面宽6.7m，桥梁建筑总宽度12.28m；防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道钢栏杆内侧净宽11.9m。施工方法采用桥位悬臂平衡浇注施工，边跨直线段采用满堂支架施工。梁体构造：箱梁横截面为单箱单室、变高度、变截面、直腹板结构

3、。边跨直线段和跨中处梁截面高为3.05m，中支点梁截面高为4.35m，梁底下缘按二次抛物线变化，顶板厚度除梁端附近外均为400mm，按折线变化。全桥共设5道横隔梁，分别设于端支点、中支点和中跨跨中合拢段。全桥共分31个梁段，0号块梁段长9.0m，合拢段长2.0m，边跨直线段长11.75m，一般梁段长3.5m～4.0m。大桥预应力混凝土连续箱梁总体布置如图1所示。图140m+56m+40m预应力混凝土连续箱梁总体布置图2.施工控制方法与结构分析2.1施工控制思路与最优计算方法2.1.1控制思路连续箱

4、梁桥在梁段浇注完成后出现的误差，除张拉预备预应力索外，基本没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇筑的立模标高上作出必要的调整。所以，要保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高作出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工阶段的立模标高。施工控制流程如图2所示。图2施工控制流程图2.1.2控制思路预应力混凝土连续箱梁桥的施工控制是施工―量测―识别―修正―预告―施工的循环过程。在施工控制中，需从受到噪声污染的结构状态中估算出真正

5、的结构状态。同时为了达到施工控制度的基本要求，即它的最优性能指标，可针对施工过程组成随机最优控制系统，对结构状态理论值与实测值之间的误差进行分析、调整、预测。本桥将运用工程控制论的思想，采用最优控制理论与计算机相结合的技术，将特大桥各个施工状态和成桥状态，作为线形离散、确定动态系统最优控制的对象，通过建立随机的数学模型和性能指标，从被噪声污染的状态中估计出真实的状态，并用估计出来的状态变量，不断对各阶段进行调整控制，最终达到最优控制的目的。2.2施工控制结构分析本桥委托中南大学土木工程检测中心采用

6、“桥梁博士”系统3.0版结构分析程序进行理论分析。对于悬臂施工的连续箱梁桥，其后一块件是通过预应力筋与混凝土与前一块件相接而成，因此，每一施工阶段都是密切相关的。分析各施工阶段及成桥结构的外形和受力特性变得必不可少。为了使结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标，确定各施工阶段结构的线形是桥梁悬臂施工中最重要的任务之一，而决定上部结构每一待浇块件的预拱度尤其重要。因为:①合拢前，一个单跨的两个悬臂端部应该尽可能在同一水平上和同一中轴线上；②桥梁在施工和营运状态下，上部结构的标高频繁发生上挠或

7、下挠，因此，在上部结构各个截面的施工中应该预留容许偏差，以期保证在“无限长时间”（约15～20年）以后结构能够保证在设计所规定的标高范围内。由于建桥材料的特性、施工误差等是随机变化的，因而施工条件不可能是理想状态。为了解决上述问题，在大桥的施工中，可从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手，相互结合，实现成桥结构在线形方面满足设计要求的目标。2.2.1本桥计算参数预应力钢筋参数：标准强度fpk＝1860MPa，锚下张拉控制应力采用设计图纸提供的数值，预应力筋弹性模量E＝195GPa；预应力损失

8、参数：管道摩阻系数为mu=0.23，局部偏差系数k=0.0025，松弛率为2.5%，锚具变形及钢筋回缩值（一端）取6mm；混凝土参数：C50混凝土容重为26kN/m3，弹性模量为35500MPa，混凝土平均加载龄期7天；荷载：二期恒载为120—140(kN/m)包络计算；后期徐变时间为10年。施工方法，按照施工图纸采用悬臂平衡浇注法逐块浇注，合拢顺序为边跨—中跨；边跨采用满堂支架施工；桥面铺装在终拉后60天上桥。2.2.2理论分析结果根据设计资料和施工方法将主桥主梁分为56个单元，