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悬浇连续梁线形控制方案兰州交通建设工程质量检测站2011年5月目录I目录1、工程概况及技术标准....................................11.1工程概况........................................................11.2施工监控技术依据................................................21.3线路技术标准....................................................32、线形控制必要性和方法.....................................32.1施工控制的必要性................................................32.2施工控制的方法..................................................43、监控计算................................................63.1连续梁施工步骤..................................................63.2计算模型及分析方法..............................................73.3确定计算监控基本参数............................................83.4长期收缩徐变设置................................................83.5计算内容........................................................83.6立模标高的确定与调整............................................84、线形测量................................................94.1变形监测........................................................94.2轴线偏移测量...................................................104.3墩顶沉降和水平位移测量.........................................114.4考察大气温度对主桥线形影响.....................................114.5监控技术方案的保证措施.........................................11目录II5、应力测试...............................................125.1应力测试断面...................................................125.2测试仪器及要求.................................................136、主要注意事项...........................................137、控制具体流程...........................................148、监控目标..............................................17跨沈本大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案11、工程概况及技术标准1.1工程概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX号墩为无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁，主梁全长221.5m，计算跨度为60+100+60m。主桥上部采用预应力砼直腹板连续箱梁，箱梁顶宽12.2m，底板宽6.7m，悬臂长3.25m。梁高为4.85~7.85m（不计桥面垫层），中支点处梁高7.85m，跨中10m直线段及边跨15.75m直线段梁高4.85m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。箱梁采用C50砼，三向预应力结构。箱梁为单箱单室断面，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度40.0~120cm，按直线线性变化，腹板厚60至80、80至100cm，按折线变化。全联在端支点，中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。主桥箱梁封端砼采用强度等级为C50干硬性补偿收缩砼，防撞墙、遮板、电缆槽竖墙及盖板采用C40砼。纵向预应力采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，其标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa。竖向预应力采用φ25高强精轧螺纹钢筋，其标准强度fpk=830MPa。普通钢筋为HRB335带肋钢筋（即Ⅱ级钢筋）和Q235光圆钢筋（即Ⅰ级钢筋）。主墩两个T构梁段对称划分，墩顶0#段长14.00m，两侧1#~13#梁段长度分别有2.50m、2.75m、3.0m、3.5m、4m；现浇梁段长9.75m；合龙段长2.00m。具体箱梁节段参数见表1-1。主桥箱梁0#块采用钢管支架施工，1#-13#块采用挂篮悬浇对称施工，边跨现浇段采用钢管桩支架施工，中跨及边跨合拢段均采用悬挂支架现浇。单T划分为35个梁段，26个悬浇段。施工悬臂长度42m，悬浇块件最大长度4m，最大重量167.134t，全桥共有2个0号块，1个中跨合拢段，2个边跨合拢段，52个悬浇块段。主墩临时锚固采用JL32mm高强精轧螺纹钢。本桥采用CRTSIII型无砟轨道，无碴轨道施工要求在全桥终张拉60天后方可进行。铺设无砟轨道时，要求梁部施测线形与设计线形的偏差，上拱度不得大跨沈本大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案2于10mm，下挠度不能大于20mm。表1-1箱梁各节段主要参数名称重量(kN)长度(m)高度(cm)备注0#块12721.1314719.3-785现浇段1#块1589.72.5689.5-719.3悬浇段2#块1537.622.5661.7-689.5悬浇段3#块1635.292.75633.5-661.7悬浇段4#块1671.343605.5-633.5悬浇段5#块1512.013580.4-605.5悬浇段6#块1459.743558.3-580.4悬浇段7#块1527.373.25537.6-558.3悬浇段8#块1587.033.5519.1-537.6悬浇段9#块1531.873.5504.6-519.1悬浇段10#块1482.53.5494.1-504.6悬浇段11#块1390.363.5487.6-494.1悬浇段12#块1432.464485-487.6悬浇段13#块1401.934485悬浇段14#块1149.112485悬浇段15#块4423.649.75485现浇段1.2施工监控技术依据（1）《、曲线）》；（图号：沈丹客专桥通-I-05）；（2）《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)；（3）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.2-2005)；（4）《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005)；（5）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；（6）《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-99)；（7）《铁路桥涵施工技术规范》（TB10203-2002）；（8）客运专线铁路常用跨度梁桥面附属设施，通桥（2008）8388A；（9）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010）；（10）《悬臂浇筑连续梁首件工程评估实施细则（暂行）》（铁道部工管技【2011】40号）；跨沈本大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案3（11）《关于转发悬臂浇筑连续梁首件工程评估实施细则（暂行）通知》（京沈客专辽工程【2011】60号；（12）《高速铁路施工工序管理要点第三册挂预应力混凝土连续梁悬臂浇筑线性监控》（上海铁路局著中国铁道出版社）；1.3线路技术标准1）双线铁路桥，位于曲线有声屏障段落，线间距4.6m；2）速度目标值：250km/h；3）轨道结构形式：CRTSIII型板式，二期恒载值：140KN/m。2、线形控制必要性和方法2.1施工控制的必要性在施工过程，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度以及体系转换等诸多因素的影响，因控制不当会使悬浇梁段的合龙误差大和成桥线型与设计目标不相吻合。为了使施工能按照设计意图进行，确保施工安全并最终达到设计的理想成桥状态，应对本桥进行线形控制，以保证最终线形平顺。大型桥梁，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。同时，施工控制的结果为大型桥梁实行长期监测提供原始依据，是桥梁运营状态监测的起点。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素，事先难以精确估计，以采用悬臂浇筑的预应力混凝土连续梁桥为例，材料的弹性模量、混凝土徐变收缩、挂篮重量取值、施工中偏载、有效预应力大小和温度对结构的非线性影响等因素，在设计时很难准确把握，所以必须在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应的调整，使桥梁建成时最大可能地接近设计状态，这就是施工控制工作的最终目标。跨沈本大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案4根据以往连续梁桥施工控制的经验，影响施工过程中桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面：桥梁施工临时荷载浇筑主梁混凝土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡挂篮定位时的温度影响预应力张拉及预应力损失的误差挂篮非弹性变形混凝土弹性模量混凝土徐变及收缩合龙工序错位引起的误差当上述因素与估计不符，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悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积，所以施工控制是大跨桥梁施工过程中不可缺少的工序。2.2施工控制的方法经过多年的施工控制实践，在节段施工桥梁的施工控制方面一般采用自适应控制的思路。对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是计算模型中计算参数的取值问题，主要是混凝土弹性模量、材料的容重、徐变系数和永存预应力等与施工中实际情况有一定的差距以及环境温度、临时荷载的影响。要得到比较准确的控制调整措施，必须先根据施工中实测到的结构反应来修正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，当计算模型与实际结构相吻合后，再用计算模型来指导以后的施工，这就是自适应控制的基本原理。在闭环反馈控制基础上，再加上一个系统辩识过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。图1和图2为控制原理图。当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到参数辩识算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一致，得到了修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。这样，经跨沈本大道2号特大桥60+100+60m悬浇连续梁线形控制方案5过几个工况的反复辩识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。图2-2为连续梁桥常采用的施工控制框图。有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量图1自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入↓↓↓↓↓↓↓图2.连续梁施工控制框图挂篮定位误差浇筑混凝土误差永存预应力误差弹性模量误差温度影响徐变影响计