预应力混凝土连续梁桥施工线形控制专题

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1、预应力混凝土连续梁桥施工线形控制专题一：预拱度的设置前言：在预应力混凝土梁悬臂施工控制中，线形控制是至为关键的一环。而在线形控制中，合理确定每一阶段的立模标高又是其中的重点。本文结合自己的一些心得体会，谈谈对线形控制的一些看法。一座桥梁的建成，总要经历一个漫长而复杂的施工过程，结构体系也将随着施工阶段不同而不断发生变化。在具体的施工过程中，因为设计参数误差（如材料特性、截面特性、徐变系数等）、施工误差（如制造误差、安装误差等）、测量误差以及结构分析模型误差等种种原因，它还受温度、湿度、时间等因素的影响。从而导致实际施工中桥梁的线形与理想目标存在一定的偏差，如果不加以识别和调整，成桥之

2、后的结构安全状态将难以保证。而且，已施工梁段上一旦出现线形误差时，误差将永远存在，并导致成桥状态偏离理想状态。一、测量线形控制最主要的任务，就是根据每个施工阶段的测量结果，分析测量数据，同时与模型预测值进行对比，从对比中找出差距，分析误差产生的原因，从而确定下一阶段的合理预拱度。每一阶段施工完毕，对结构模型实际的混凝土养护龄期、节段施工周期、混凝土实际的弹性模量、容重等参数进行修正，有关参数估计与修正的内容具体在以后的专题中讨论，这里从略。参数修正之后，对结构模型再次进行计算，将新的计算结果与实测结果进行比较。比较的主要内容包括浇筑混凝土前后的标高变化、张拉预应力钢筋前后的标高变化以

3、及梁底、梁顶的标高值。通过比较的结果，可以对测量数据进行分析。由于测量数据本身包含着误差，因此对于测量数据的处理也显得比较关键。对于一些明显错误的测点，在分析时应予以剔除。由于施工过程中，温度的影响比较大，温度影响分为年温差与日照温差，其中年温差主要引起结构的纵向位移，通俗一点讲也就是热胀冷缩；而日照温差则主要引起梁体的竖向变形，这也是对线形控制影响较大的部分。这种影响作用在夏天表现得最为明显，因为夏天昼夜温差较大。如果前后测量的温度变化较大，那么测量的结果中就会包含温差的影响，但是实际分析这种温差效应比较麻烦，一般要求测量人员在进行测量时，保持前后测量时间的温度接近。在很多线控测量

4、要求中，都要求关键施工阶段测量工作在0时至日出前进行，这样测量数据的精度更高，能够基本上消除日照温差的影响。但是实际中能够这样做的估计很少。二、预拱度设置实际考虑到的荷载包含了结构恒载（包含梁体自重及二期恒载、预应力、混凝土的收缩徐变等）、1/2静活载效应、挂篮变形等因素。那么预拱度一般按照绝对预拱度方法进行设置，也即以最后一个施工阶段，一般为长期徐变阶段对应的结构变形为依据，将节点对应的变形反向，即得到计算预拱度。考虑了计算预拱度之后，结合1/2静活载效应，以及挂篮变形，我们就可以确定最终的预拱度。具体公式为：预拱度=计算预拱度＋（-1/2静活载效应）＋（-挂篮变形），其中，1/2

5、静活载效应与挂篮变形均以向下为负。求出预拱度之后，根据梁体设计标高，我们就可以确定最终的立模标高。立模标高＝设计标高＋预拱度。以上提到的内容均是线形控制工作中的经验总结，大家有更好的想法，欢迎畅所欲言～以后陆续会有其它专题出现，敬请期待二、如何建立正确的施工监控模型前言：对于预应力混凝土连续梁施工线形控制而言，建立正确的、合乎工程实际的有限元模型是整个监控工作的重中之重。模型的正确与否，对于预拱度的设置和计算都会起到非常大的作用。这个专题主要讨论在线形控制中，如何建立正确的有限元模型的问题。在进行线形监控之前，应该对监控桥梁的图纸进行全面而细致的阅读，从中记录自己需要的信息，如结构相

6、关参数等。在对桥梁作出了一定的了解之后，接下来就要决定选用何种软件进行监控项目，目前监控软件常用的是桥梁博士、Midas、ANSYS等。由于本专题仅针对预应力混凝土连续梁桥，故讨论的范围也仅限于这种桥型。对于这种桥型而言，若桥梁曲线半径较小，空间效应影响较大，建议采用Midas进行监控项目，因为Midas更适合对空间问题的分析；如果桥梁的空间效应影响比较小，则建议采用桥梁博士进行模型的建立。也即，对于直线桥而言，可优先选用桥梁博士，建立平面模型即可。一方面简化了建立模型的工作，另一方面，也为后面计算机的求解节约了很多时间；而对于比较复杂，需要建立空间模型的桥梁而言，Midas无疑是不

7、错的选择，当然，桥博也可以建立空间模型。对于ANSYS，由于其为通用软件的原因，在对桥梁进行施工监控的时候，还存在一些技术处理上比较棘手的问题，如以前在论坛讨论过的对于施工阶段的模拟、对于曲线预应力钢束的模拟、对于混凝土收缩徐变的模拟等等，这些问题使得ANSYS在PC连续梁桥的施工监控有限元模型的建立上存在诸多麻烦，因而应用并不广泛。以上谈到了建立模型的软件选择问题，接下来以桥梁博士为例，具体谈一下如何建立施工监控有限元模型。主要分为一下几部分：一、合理划