镇海湾大桥主桥施工控制

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1、镇海湾大桥主桥施工控制陈建明冯淦清张泽鹏孙斌贾丽君肖汝诚（广东西部沿海高速公路筹建处）（同济大学桥梁工程研究所）【摘要】本文介绍了主跨为l90m的大跨径连续刚构桥的施工控制精况，提出了一个推算挂篮弹性变形的简单公式，对控制线形的修缮作出了新的尝试，并讨论了连续刚构桥主墩设置预偏量的必要性，以及在施工时主墩未设置预偏量的补救措施，为同类型桥梁的施工控制提供借鉴。【关键词】连续刚构施工控制一、工程概况镇海湾大桥是广东省西部沿海高速公路上的一座大型跨海大桥。主桥为105＋190＋105m的三跨预应力混凝土双薄壁墩连续刚构桥，设计荷载为汽车-超20级，挂车-120级。上部结构按上、

2、下行分离式桥设计，桥面半幅净宽13.5m，为双向六车道。桥面最大纵坡为3％，桥面横坡为2％。横坡通过箱梁腹板高度调整。主梁采用单箱单室变高度混凝土箱梁，主墩处高10.5m，跨中高3.2m。箱梁底板上下缘均按二次抛物线变化。箱梁悬臂长度为3.25m，单箱宽7m。箱梁在0号块梁段各设四道横隔板，在边跨端都各设一道横隔板。箱梁按三向预应力设计，其中纵向预应力分别设置了顶板束、底板束和腹板束，两端同时对称张图2。箱梁单T施工从2号块开始采用挂篮悬臂对称施工，两个单T施工保持同步。悬臂施工完成后先合龙中段，再合龙边跨。二、施工控制的基本理论1.实施施工控制的必要性　连续刚构桥是一种多

3、次超静定体系，施工过程中各种复杂的因素都有可能引起结构的几何形状及内力状况的改变。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工过程的复杂性，事先难以精确估计结构的实际状态。通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应的调整。并且在已建结构偏离控制目标时及时调整下一阶段的挂篮定位标高，以保证结构线形的平顺，并监控实际内力分布，使箱梁始终处于安全受力范围内。影响施工过程中桥梁结构线形及内力的因素主要有以下几方面：混凝土弹性模量，浇注主梁混凝土超方量及单T两侧重量不平衡，混凝土收缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮定位时的温度影响

4、，挂篮的变形特性，预应力索张拉力误差等等。当上述因素与设计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段的悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差积累。镇海湾大桥跨度大，施工过程复杂，为了保证桥梁施工质量，对该桥进行施工监测和控制是十分必要的。2．施工控制的实施施工控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告的循环过程，其流程如图3所示。其中技术流程是指理论计算的循环过程，实施流程是指参与施工控制的各协作单位的工作关系，下面主要讨论技术流程中的一些重要环节。（l）前期结构分析计算在设计图纸的基础上，采用各参数的理论值（或规范规定取值），通过有限元分析程

5、序，用倒退分析的方法得出块件施工时相对于设计标高的预抬高量，并得出各节段的施工应力。需要注意的是：与连续梁桥不同，由于柔性墩的轴向压缩，主墩顶面与0号块也应有预抬高量，在施工中通过增加主墩的高度来设置。（2）测量为了获得桥梁施工中的实际状态，须对主梁进行标高测量：纵桥向每施工节段设一测量截面，每测量截面布置三个测点海一节段施工的挂篮定位、浇筑混凝土、张拉预应力等施工环节均进行标高测量。另外须进行墩顶水平位移测量：墩顶设两个测点，每一施工节段浇筑混凝土前后均进行墩顶位移测量，以监测主墩的水平位移情况。为消除日照温差对梁体变位的影响，可采用以下的方法：a．以上各项测量工作须安排

6、在清晨日出前进行，可不计日照温差的影响。b．当测量工作不能全部安排在清晨进行时．须对测量数据进行日照温差修正。从积累的施工控制经验看，由于日照温度场不易在有限元计算中模拟，所以实践中以采用根据实测数据进行实时修正的方法为主；选择有代表性的节段在典型天气时对箱梁进行24h跟踪测量，得出箱梁变位与测量时间的关系，并在测量数据中予以修正。（3）修改设计参数在获得测量数据后，对比其与理论计算值的差别，采用分离变量法可识别出各参数的真实值。在本桥的施工控制中，取定主梁混凝土箱梁抗湾刚度、块件重量与预应力索张拉力为待识别的参数。具体识别方法为：在施工第n号块件时，由挂篮移位的梁体变位实

7、测值与理论计算值的差别，可识别出第n-1号块件的弹性模量的真实值；同样，由浇筑混凝土时的变位值可识别出第n号块件的重量；由预应力张拉时的变位值可识别出第n号块件对应的预应力索张拉力。在识别出各参数后，须及时将它们反映在有限元计算中，以获得修正的下一块件的挂篮变位预抬高量。（4）挂篮变形值的确定挂篮的变形由弹性变形和非弹性变形两部分组成，其中挂篮结构内部的非弹性变形可在挂篮组装完毕后通过外力加载法消除。本桥采用的挂篮由施工单位自行设计，单个挂篮总重约66t，而悬臂浇筑的混凝土块件最大重量为206t，其比值为0.32，