沙井大道双线特大桥48+88+48m连续梁施工线形控制方案Word格式文档下载.docx

沙井大道双线特大桥48+88+48m连续梁施工线形控制方案Word格式文档下载.docx

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沙井大道双线特大桥跨沙井大道（起讫里程D1K8+698.25～D1K8+883.70）连续梁位于D1K8+791处跨越沙井大道，混凝土路面，路宽约为52.5m，线路与其交角约为82°

。

连续梁结构形式为（48+88+48）m，此处墩位为39#墩、40#墩（主墩）、41#墩（主墩）、42#墩。

本桥所在地区，气候温暖湿润，雨量充沛，夏季长而炎热，冬季短偶有奇寒，有明显的干湿两季之分。

每年4月至9月为雨季，7月～8月气温较高，10月至次年3月为旱季。

夏季易涝，春秋易旱。

沿线受季风作用明显。

每年1月～2月气温较低，冬季平均气温0℃以上，极端最高气温38.8℃～43.0℃，年平均降水量1000mm以上，7～9月为台风活动期，尤以8、9月份为甚。

根据本桥地质勘探情况在地下线存在4m左右膨胀土，其下为泥岩，泥质粉砂岩互层，夹褐煤层。

本桥（48+88+48）m连续梁采用悬臂灌注法施工。

梁体采用C55高性能混凝土，梁体按全预应力设计，纵向、横向、竖向均设预应力。

（1）梁体为为单箱单室直腹板变截面箱梁，挡渣墙内侧净宽9.06m，桥面板宽9.56m；

梁体全长185.5m，边支座中心线至梁端0.75m，中支座横桥向支座中心距为5.4m，边支座横桥向支座中心距为5.1m；

中跨中部10m梁段和边跨端部9.75m梁段为等高梁段，梁高4.0m；

中支座处梁高为7.0m。

（2）箱梁顶板宽9.56m，底板宽6.4m；

顶板厚45cm，边跨端块处顶板厚由45cm渐变至85cm，底板厚45cm～80cm，腹板厚40cm～75cm。

（3）梁体在支座处设横隔板，全联公设4道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利用人员通过。

同时在梁端底板设置了检查孔。

2.2线形监控单位

该连续梁线形监控由中国市政工程中南设计研究总院负责。

（资质见附件）

3施工控制的工作内容

3.1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，若控制不当会使悬浇梁段的合拢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，在成桥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。

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：

⑴桥梁施工临时荷载

⑵浇筑主梁混凝土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡

⑶挂篮定位时的温度影响

⑷预应力张拉及预应力损失的误差

⑸挂篮非弹性变形

⑹混凝土弹性模量

⑺混凝土徐变及收缩

⑻合拢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，成为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。

3.2施工控制体系的建立

施工控制与设计和施工有密切的联系。

参考国内外施工控制工作的开展情况，拟建立如图3.2.1所示的施工控制体系进行主梁的施工控制。

施工控制体系主要由实时测量体系、现场测试体系和施工控制计算体系组成。

施工控制过程实质上是一个信息的采集、处理、反馈的控制过程。

图中的实时测量体系和现场测试体系是施工控制信息的采集系统。

在信息采集之后，按照控制理论对施工信息进行分析处理，对施工过程中的施工误差进行评价分析，并根据情况提出控制的目标量以及调整、修正的对策，反馈给施工单位指导下阶段施工，从而完成控制的工作。

为保障施工控制过程的顺利实施，尤其是为保障信息传递的通畅，在组织体系上应成立专门的施工控制组，组长由项目总工担任，主要负责与设计院、监理组的联系，对立模标高计算和测量数据复核，参与存在问题分析；

副组长由测量工程师担任，副组长及组员负责日常测量工作，整理测量数据。

测量小组及时建立平面控制网和高程控制网、提供挂篮变形资料、以及每节块挂篮就位后、混凝土浇筑前后、纵向预应力张拉前后的高程观测，合拢段增加拆除临时支撑后高程测量。

上述测量资料及时进行整理分析，同时为保障施工控制过程中信息传递的准确、高效，在施工控制的具体工作中还应建立一套完整的报表体系。

报表体系由施工控制组根据施工现场具体的情况和施工控制工作特点来设计。

试验人员提供新浇梁段3d、7d、14d、28d、60d及90d混凝土强度和弹性模量值，以及预应力钢绞线试验数据给监控组。

由于浇筑混凝土和张拉预应力筋对梁体变化影响较大，因此现场要严格按照施工交底控制好混凝土施工质量和预应力张拉工艺。

严格按照平衡施工的要求进行，避免由于施工荷载和桥面杂物的不平衡重引起的测量数据不准确，施工观测选择在每天日出之前，不允许在高温强光和大风的天气情况下进行观测，要定人、定仪器进行观测，避免人为误差。

要勤观测、勤记录并及时反馈、严格控制梁体施工原材料的性能，基本做到全桥统一性，现场测量控制不仅能保证合拢精度，而且能保证整个梁体线形流畅，能较理想地达到设计线形的要求。

施工控制组对施工信息分析处理后得到的施工控制参数也通过报表以指令的形式及时反馈给施工单位。

对各施工阶段的施工结果，采用误差通报的形式供相关部门参考。

图3.2.1施工控制体系（虚框内）

3.3设计计算与施工控制计算的校核

桥梁施工控制的目的就是使施工与设计尽可能一致。

在连续梁桥设计计算中通常会采用一些假定参数用于计算，比如：

梁段块件材料的弹性模量、容重、施工时间等。

另外，在设计计算中还有指定计算参数如施工顺序等。

在连续梁桥的施工控制计算中通常会采用尽可能真实的参数用于计算。

设计计算与施工控制计算的区别如图3.3.1所示。

由于连续梁的设计和施工中存在着两种既不相同又相互联系的计算过程，并且在实际工作中这两类计算可能采用不同的计算模型，由不同的单位来完成，因此，为达到使施工控制指导的施工能与设计结果相一致，首先要校核设计计算与施工控制计算的闭合性。

具体方法如图3.3.2所示。

这一校核过程主要是在施工控制计算初期，根据设计图提供的资料，建立施工控制计算模型（a），采用设计计算的主要参数（B）和设计计算中假定的施工时间（C2）进行计算，利用此过程下的施工控制计算结果与设计计算结果相核对，以校核二者是否在计算模型（a～A）及施工方法模拟（c1～C1）间存在实质性差异。

只有在二者计算结论基本一致的前提下施工控制的开展才有实际意义，否则要与设计人员一起仔细核对两种计算过程，找出并解决存在的问题。

图3.3.1设计计算与施工控制计算的区别

图3.3.2设计计算与施工控制计算的校核

3.4施工控制中的现场测试

在施工控制计算中要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：

3.4.1实际施工中的材料物理力学性能参数

⑴混凝土的容重、弹性模量

在以往的施工控制工作中曾发现混凝土弹性模量和混凝土容重的实测值较设计取值存在一定差异。

因此应对工地现场用于桥墩、主梁施工的混凝土进行专门的弹性模量测试和容重测试。

实验时取几组试件做混凝土7天和28天的静弹性模量测试，用于施工控制计算参考。

⑵混凝土的收缩徐变系数

对施工现场混凝土收缩徐变系数则按规范或者设计中采用的参数进行取值，并在施工控制过程中进行分析和修正。

3.4.2实际施工中的荷载参数

⑴主梁恒载

①一期恒载

主梁的一期恒载基本是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。

②二期恒载

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：

桥面铺装、栏杆、人行道板和其它荷载。

⑵施工荷载

要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使用造成的作用在结构体系上的荷载大小及位置。

⑶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。

这些荷载如：

①施工过程中施工机具荷载的变化。

②主梁施工现场临时堆放的机具、材料等。

③施工过程中对结构临时或意外约束。

3.4.3实际施工中的截面几何参数

这主要是指对桥墩和梁断面几何尺寸的测定。

桥墩断面尺寸的误差将引起桥墩抗弯刚度的误差，但由于施工中能将此部分误差控制在较小范围内，对施工控制计算的影响不大。

但连续梁桥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，施工中需要对此部分加强监测。

4结构计算

4.1计算模型

沙井大道双线特大桥48+88+48m连续梁梁部简化为平面杆系结构，划分为53个节点，52个单元，采用逐个时段步进的弹性有限元法，考虑各梁段混凝土的不同龄期，进行结构位移计算。

见图4.1.1

图4.1.1连续梁单元划分图

4.2荷载

在结构计算中，主要考虑了以下荷载因素：

梁体自重、二期恒载、活载

挂篮、模板、人群、机具重量

预应力及其损失

徐变、收缩

沉降、温度

4.3影响梁体线形的主要因素

4.3.1灌注混凝土引起的挠度

连续梁在悬灌阶段为悬臂梁体系，计算第n梁段在梁体自重作用下的挠度为△n1：

此公式出自《结构力学》，式中：

△n1—悬灌阶段第n梁段在梁体自重作用下挠度（m）；

l—从支座中心到第n梁段自由端的长度（m）；

a—第n梁段自由端到新悬灌梁段重心的距离（m）；

F—新悬灌梁段与挂篮的重量之和（kN）；

E、G—混凝土的弹性、剪切模量（kPa）；

I（x）、A（x）—梁体X截面的惯性矩、面积（m4、m2）；

k（x）—剪应力分布不均匀修正系数，近似计算为，其中，Ax为X截面面积；

A′x为X截面腹板面积。

4.3.2施加预应力的影响

该桥预应力筋为分段、分批张拉，计算悬灌阶段第n梁段施加预应力引起的挠度时，必须把张拉第n段以后（包括张拉第n段）引起的挠度值累加。

采用计算公式为：

此公式出自《铁路