石黄跨线桥连续梁桥施工监控报告.doc

第一章 石黄跨线桥连续梁桥施工监控概况1.1 工程概况石黄跨线桥连续梁桥桥型布置为（40+65+40）m，如图1-1所示图1-1 石黄跨线桥连续梁桥（40+65+40）m连续梁桥桥型布置图（从左至右依次为10#、11#、12#、13#墩）主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，计算跨度为40+65+40m，支座中心线至梁端0.6m，梁全长145m梁高沿纵向按二次抛物线变化，中支点梁高3.8m（高跨比1/17.1），边支点及跨中梁高1.8m（高跨比1/22.2），中跨跨中直线段长2m，边跨直线段长8.42m截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式箱梁顶宽16.74m，底宽8.24m顶板厚度除梁端附近外均为280mm；腹板厚500～800mm，按折线变化；底板由跨中的300mm按二次抛物线变化至根部的700mm1.2 施工监控的意义和目的本桥预应力混凝土连续梁桥，梁体为预应力混凝土连续箱梁，采用悬臂施工该类桥梁的形成要经过一个复杂的过程，施工工序和施工阶段较多，各阶段相互影响，且这种相互影响又有差异，这就造成各阶段的内力和位移随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象，甚至超过设计允许的内力和位移，若不通过有效的施工控制及时发现、及时调整，就可能造成成桥状态的梁体线形与内力不符合设计要求或在施工过程中结构的不安全。

在施工过程中，为保证合拢前悬臂端竖向挠度的偏差、主梁轴线的横向位移不超过容许范围、保证合拢后的桥面线形良好、保证在施工中主梁截面不出现过大的应力，必须对该桥主梁的挠度、应力等施工控制参数做出明确的规定，并在施工中加以有效的管理和控制，以确保该桥在施工过程中的安全，并保证在成桥后主梁线形符合设计要求对于分阶段悬臂浇筑施工的预应力混凝土梁结构来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一阶段立模标高进行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、保证合拢段悬臂标高的相对偏差不大于规定值及结构内力状态符合设计要求对该桥进行施工监控的目的就是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求，主要控制内容为：主梁线形、受力1.3 施工控制内容石黄跨线桥连续梁桥的施工监控包括两个方面的内容：梁的变形控制和内力控制，变形控制就是严格控制每一阶段梁的竖向挠度，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一阶段更为精确的施工做好准备工作；内力控制则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合拢时间的控制，使其不致过大而偏于不安全或在施工过程中造成主梁的破坏。

梁部结构采用的悬臂施工方法属于典型的自架设施工方法，对于本桥来讲，由于在施工过程中的已成结构（悬臂阶段）状态是无法事后调整的或可调整的余地很小，所以，针对主梁的结构和施工特点，梁部的施工监控主要采用预测控制法预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工阶段形成前后的状态进行预测，使施工沿着预定状态进行由于预测状态与实际状态间有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测中予以考虑，以此循环，直到施工完成并获得和设计相符合的结构状态1.3.1 桥梁施工控制结构分析(1) 施工监控结构计算在施工之前，应对该桥在每一施工阶段的应力状态和线形有预先的了解，故需要对其进行结构计算，该桥的施工控制计算除了必须满足与实际施工方法相符合的基本要求外，还要考虑诸多相关的其它因素① 施工方案连续梁桥的恒载内力、挠度与施工方法和架设程序密切相关，施工控制计算前首先对施工方法和架设程序做一番较为深入的研究，并对主梁架设期间的施工荷载给出一个较为精确的数值在开始施工前，施工单位应给出挂篮的荷载值及刚度值（或变形），监控单位将根据此数据进行计算分析② 计算图式梁部结构要经过墩梁固结→悬臂施工→合拢→解除墩梁固结→合拢的过程，在施工过程中结构体系不断的发生变化，故在各个施工阶段应根据符合实际情况的结构体系和荷载状况选择正确的计算图式进行分析计算。

③ 结构分析程序对于连续梁桥的施工控制计算，采用平面结构分析方法可以满足施工控制的需要，结构分析采用BSAS程序进行，并利用MIDAS程序对结果进行校核④ 预应力影响预应力直接影响结构的受力与变形，施工控制应在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度⑤ 混凝土收缩、徐变的影响混凝土的收缩、徐变对结构的测试应力和施工阶段中的梁体挠度有较大影响，必须考虑⑥ 温度温度对结构的影响是复杂的，在本桥的施工监控中，对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测和施工中采取一些措施予以消除，以减小其影响⑦ 施工进度本桥的施工控制计算需按照实际的施工进度以及确切的合拢时间分别考虑各部分的混凝土徐变变形2) 施工控制的计算方法悬臂施工的连续梁桥梁结构的最终形成需经历一个复杂施工过程以及结构体系转化过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁成桥线形和受力状态基本符合设计要求为了达到施工控制的目的，必需对桥梁施工过程中每个阶段的受力状态和变形情况进行预测和监控因此，必需采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段的结构行为。

针对该桥的实际情况，采用正装分析法和倒退分析方法进行施工控制结构分析正装分析法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来进行结构变形和受力分析，它能较好的模拟桥梁结构的实际施工历程，能得到桥梁结构各个施工阶段的位移和受力状态，这不仅可用来指导桥梁施工，还能为桥梁施工控制提供依据，同时在正装计算中能较好的考虑一些与桥梁结构形成历程有关的因素，如混凝土的收缩、徐变问题正装分析不仅可以为成桥结构的受力提供较为精确的结果，还为结构刚度、刚度验算提供依据，而且可以为施工阶段理想状态的确定、完成桥梁结构的施工控制奠定基础倒退分析方法假定在成桥时刻时刻结构内力分布满足前进分析时刻的结果，轴线满足设计线形要求，按照前进分析的逆过程对结构进行倒拆，分析每次拆除一个施工阶段对剩余结构的影响，在每一个阶段分析得到的结构位移、内力状态便是该阶段结构理想的施工状态结构施工理想状态就是在施工各阶段结构应有的位置和受力状态，每个阶段的施工理想状态都将控制着全桥最终形态和受力特性施工控制将根据每阶段的实际状态和理想状态的偏差对计算进行调整，分析误差原因，以较为准确的估计下一阶段的梁体挠度3) 结构分析的目的① 确定每一阶段的立模标高，以保证成桥线形满足设计要求；② 计算每一阶段的梁体的合理状态及内力，作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的应力和位移测试结果进行误差分析的依据。

4) 石黄跨线桥连续梁桥施工控制分析① 按照施工步骤进行计算，考虑各梁段的自重、施加的预应力、混凝土收缩徐变及温度的变化等因素对结构的影响，对于混凝土的收缩、徐变等时差实效在各施工阶段中逐步计入；② 每一阶段的结构分析必需以前一阶段的计算结果为基础，前一阶段结构位移是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段受力状态是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段结构受力状态是本阶段时差实效的计算基础；③ 计算出各阶段的位移之后，根据后续施工阶段对本阶段的影响，进行倒退分析即可得到各施工阶段桥梁结构的合理状态和立模标高；④ 施工监控首先根据施工图纸进行初步的计算，在施工过程中会存在许多难以预料的因素，可能导致施工进度安排等与初始计算不符，若有与施工图不同的地方应根据施工单位实际提供的施工步骤进行重新计算分析，施工单位应在开始施工前提供详细的施工步骤，包括预应力的张拉顺序、每阶段的施工持续时间、混凝土的加载龄期等1.3.2 主梁结构部分设计参数的确定在进行结构设计和施工控制初步分析时，结构设计参数主要按规范取值，由于部分设计参数的取值小于实测值，因此在多数情况下，采用规范设计参数计算的结构内力及位移均较实测值大，这对设计是偏于安全的，但对于施工控制来说即是不容忽视的偏差，因为它将直接影响到成桥后结构线形及内力是否符合设计要求，因此应对部分主要设计参数进行测定以便在施工前对部分结构设计参数进行一次修正，从而进一步修正结构线形，为保证该桥成桥后满足设计要求奠定基础。

影响结构线形及内力的基本参数有很多个，需测定的参数主要有：① 混凝土弹性模量，前期结构计算按照规范取值，在施工过程中根据试验结果确定，混凝土的弹性模量的测试应采用现场取样的方法分别测定混凝土在3天、7天、28天龄期的弹模值，为主梁预拱度的修正提供数据② 预应力钢绞线弹性模量，按照现场取样试验结果采用；③ 恒载按设计图提供的尺寸，并根据施工现场采集的混凝土容重等参数进行必要的修正，考虑结构自重和临时荷载,并考虑梁面坡度的影响；④ 混凝土收缩、徐变系数，按照规范采用，计算按规范考虑结构局部温差效应及考虑混凝土实际加载龄期的收缩、徐变的影响；⑤ 材料热胀系数，按规范取值；⑥ 施工临时荷载，现场进行统计，尽量减少材料等的堆放，本阶段不用的材料堆放在0＃块附近；⑦ 预应力孔道摩阻系数，根据现场摩阻试验确定1.3.3 施工控制中的现场测试在施工控制计算中，根据实际施工中的现场测试参数进行仿真计算，并根据施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合，以使施工控制计算能与实际施工相符需要进行现场测定或采集的参数包括以下一些内容1) 实际施工中的材料物理力学性能参数① 混凝土的容重、弹性模量、拉压强度在以往的施工控制工作中曾发现混凝土的弹性模量实测值与设计值存在一定差异，因此施工单位对工地现场用于梁体施工的混凝土进行专门的弹性模量测试。

试验时取几组试件做混凝土7天和28天的静弹性模量测试，用其平均值作为混凝土施工控制计算中的实测值混凝土的容重、强度参数直接使用施工单位进行的此类常规测试的资料② 预应力钢绞线的弹性模量和抗拉强度预应力钢绞线的这些参数值根据施工单位的试验确定，预应力钢绞线的弹性模量较其出厂时的指标稍大③ 混凝土的收缩、徐变系数混凝土的收缩、徐变系数的实验室测试需要一个较长的周期及较大投资的设备，对施工现场的混凝土收缩、徐变系数按规范取值，并在施工控制过程中进行分析和修正2) 实际施工中的荷载参数① 主梁恒载主梁的一期恒载基本上根据设计资料进行统计，再根据现场测试出的材料容重进行计算，并依据实际测量出的构件几何尺寸与设计尺寸的偏差进行修正一期恒载统计计算的重点是确定每一主梁梁段的实测自重对于梁体内的锯齿块等的重量以梁段自重系数的方式计入主梁的二期恒载也是根据设计资料与现场调查相结合，并采用现场测试的材料参数加以计算主梁二期恒载的统计内容包括：道碴、栏杆、轨道等② 施工荷载根据施工单位提供的资料，经现场核对，确定在主梁施工过程中施工机具的使用造成的作用在结构体系上的荷载的大小及位置③ 临时荷载在实际施工过程中施工单位由于种种原因会在结构体系上增减某些临时荷载。

对于其中影响较大的荷载，要根据施工单位提供的数据及施工控制组成员现场调查分析，将这些荷载进行量化模拟，反映在施工控制的实时计算中，以便对施工控制的指标进行及时的修正，作为施工阶段中分析各种误差产生原因的重要因素这些荷载有：a） 施工过程中施工机具荷载的变化；b） 主梁施工现场临时堆放的机具、材料等；c） 施工过程中对结构的临时或意外约束3) 实际施工中的截面几何参数主要是指对主梁断面几何尺寸的测定，主梁断面的几何误差对结构体系的影响表现为对主梁恒载和主梁刚度的影响，施工中对此部分的监控是为了使施工控制计算能更准确。