大跨预应力混凝土连续梁桥的施工控制研究

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1、第6卷第4期2014年8月V01．6No．4Aug．2014大跨预应力混凝土连续梁桥的施工控制研究唐建昌(成都公路工程试验检测中心有限责任公司，成都611130)【摘要】结合某三跨连续梁桥的施工过程，利用Midas软件建立了有限元计算分析模型，按照该桥的悬臂法浇筑施工过程，对桥梁进行仿真分析。根据实际监测数据，对施工过程进行控制。计算和现场实测数据结果表明：梁体各监控截面的应力实测值与计算值较为接近，在安全范围以内；主梁线形控制较为得当，合拢后整体线形比较平顺，达到预期目标，满足设计要求，达到了

2、桥梁施工监控的目的。本桥的施工控制过程研究可以作为同类桥梁的参考借鉴。【关键词】连续梁桥；悬臂施工控制；仿真分析【中图分类号】U448．21+5：TP391．9【文献标识码】A【文章编号】1674---7461(2014)04—0098—05刖置预应力混凝土连续梁桥作为一种结构刚度大、跨越能力大的桥型，在近几十年得到了长足的发展。采用挂篮悬臂浇筑节段混凝土来建造大跨度混凝土梁桥，已成为该类桥梁建造方法的主流技术⋯。预应力混凝土连续箱梁桥采用悬臂法浇筑施工的过程中，由于结构状态变化和测量系统误差的

3、存在及干扰，随着施工阶段的推移误差逐渐累积，若不进行控制，结构的理想状态就无法实现，严重的会导致桥梁无法顺利合拢或者合拢后的线形极其不流畅。由于桥梁施工是一个不可逆转的过程，只有及时消除这些随机残余误差带来的不利影响，才能有效地避免成桥阶段桥梁结构的线形和内力出现较大的偏差。发现误差只是其中的一小部分工作，关键的步骤是误差处理工作，即结合桥梁的误差调整理论，对存在的这些误差进行辨识、调整、修正甚至预测。从而使桥梁结构的施工状态尽可能地符合理想设计状态，确保整个施工过程中结构受力的安全和线形的相对

4、完美，最终使实际的成桥状态满足设计和施工规范要求悼儿3

5、。本文结合一实际三跨连续梁桥的施工过程，对该类桥梁施工控制过程中的关键技术问题开展了理论分析和现场测试。1工程概况成都第二绕城高速公路西段府河特大桥为三跨连续梁桥，上部结构为(72+120+72)m变截面连续箱梁，主梁为单箱单室PC箱梁，上下行分离，箱梁采用三向预应力体系，采用挂篮悬臂现浇施工法。顶板宽16．25m，厚0．32m，设2％横坡；底板宽8．55m，厚由0．32m按2次抛物线变化至0．80m，横桥向底板保持水平；箱梁根部梁高7．2

6、m，跨中梁高3．0m，梁高按1．7次抛物线变化；腹板厚度为0．5—0．9m按线性变化。在中跨合拢段设置一道0．50m宽的横隔板，在墩顶处设置宽度为2．2m的横隔板，边跨端部设1．4m边隔板。下部结构为实心墩，墩身为钢筋混凝土结构，采用钻孔灌注桩基础。桥墩横桥向与箱梁底部同宽，为8．55m；)1页桥向宽度3．2m，钢筋混凝土结构。桥墩承台12．2m×12．2m×3．5m。桥梁总体布置图如图1所示。2计算模型施工过程结构分析的目的在于按照确定好的施工方案，根据桥梁所受荷载实际材料特性及现场外界条件进

7、行理论计算。根据每一施工步的内力以及结构变形结果，结合现场施工过程中的实测偏差，预测下一阶段的变形量值并提供给施工单位。施工单位(或监测单位)根据监控计算提供的结果，【作者简介】唐建昌(1967一)，男，高级工程师。主要研究方向：公路桥梁设计、施工、检测盒旧桥加固，以及桥隧检测、病害分析和处治建议。大跨预应力混凝土连续梁桥的施工控制研究卜—————j丑n一一+12蚴_．：鼬．．图1主桥结构布置图(单位：锄)随时监测主梁施工(安装)情况，最后顺利建成桥梁并达到设计要求。根据施工图纸建立施工控制计算

8、模型，本桥梁体和墩柱均采用空间梁单元模拟，计算模型如图2所示。全桥共离散为109个单元，111个节点一图2全桥离散模型图在建立结构计算模型时注意了以下几点：(1)施工阶段划分。全桥共划分21个施工阶段，安装挂篮、浇筑混凝土、张拉预应力钢束均按不同的阶段考虑，以便对桥梁的应力和线形进行监测。分别为：承台施工、桥墩施工、O#块～15儆依次施工、边跨现浇段施工、边跨合拢施工、跨中合拢施工等。(2)混凝土材料的时变效应。根据混凝土材料的施工时间和硬化周期，明确每一施工梁段混凝土材料的加载龄期和计算龄期，

9、分析混凝土由于时变效应带来的结构变形和内力的变化值。(3)边界条件。计算模型的边界条件，根据实桥设计情况进行定义。施工过程中，桥墩承台处近似处理为固结状态，主梁与主墩之间通过构造措施处理为墩一梁固结状态。边跨现浇段采用满堂支架施工法，直至主梁合拢。主梁合拢后，拆除墩梁固结区域的临时约束，将桥梁支撑约束设定为连续梁的设计约束状态。3监控目的及理论3．1监控目的大跨预应力混凝土连续梁桥成桥的主梁线形和结构恒载产生的内力与施工方法有着密切的关系，不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。另一方面