大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工控制.pdf

2 4 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 文章编 号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 0 2 4 0 3 大跨度预应 力混凝 土连续梁桥 的施 工控 制 赵龙 江， 王海彦 ， 曹书生 ( 天津海滨 大道建设 发展有限公司 ， 天津3 0 0 4 5 7 ) 摘 要 ： 某 大跨 度预 应 力 混凝 土连 续梁桥 跨度 组合 为 ( 9 0- 4- 1 6 0-4 - 9 0 ) IT I ， 原 计 划采 用常 规 的 悬臂 浇 筑 方 式 施 工。 受工期 的制 约 ， 首先采 用加 大节段 长度 的 办法 以减 少悬臂施 工 节段数 目， 后 叉采 用 悬臂 施 工结合 支 架浇筑 的施 工方 式 ， 以满足 工期 的要 求 ， 这 些措 施 都加 大 了施 5 - 监 控 的难度 。本 文对该桥 的监控 工作 进 行 了简介 ， 希望 为 同类工程 所借 鉴 。 关 键词 ： 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁桥施 工控制 中 图分 类 号 ： U 4 4 8 2 1 5 ； U 4 4 8 3 3 文 献标 识码 ： B 1 工 程 概 况 ? 某大跨度连续 梁桥 跨度 组合为 ( 9 0+1 6 0+9 0) 侧 4 i n ， 顶板厚一般为 3 5 c m， 中墩支点处 7 0 c m； 箱梁 m， 上部结构型式为变截面预应力混凝土连续箱梁 ， 见 腹板厚一般取 5 0 e m， 中墩支点与边 墩支点附近线性 图 1 。 变化为 8 0 o m。箱梁采用三向预应力体系。 箱 梁 采 用 直 腹 单 箱 双 室 截 面 ， 主跨 支 点 处 梁 高 图 1 大桥概图( 单位 ： m) 大 桥设计 之 初按 常 规 的悬 臂 浇 筑施 工工 法 考 虑 ， 除 0 块 、 合龙块 、 边跨现浇段， 共设 2 2个悬臂节段 ， 块 段组 成 为 52 0 0 c m +6 X 3 0 0 c m + 43 5 0 c m +7 4 0 0 c m。 由于 各种 原 因 ， 大 桥施工 滞 后 ， 为保证 工 期要 求 ， 对设计进行 了调整 ， 除 0 块、 合龙块 、 边跨现浇段 不变 外 ， 调 整 为 1 7个 悬 臂 节 段 ， 块 段 变 为 2 5 0 c m + 3 0 0 c m + 3 5 0 c m + 4 X 4 0 0 c m +1 0 X 4 5 0 c m。 当悬 臂 施工至 7 块时， 由于工期要求 ， 改为 8 1 0 块仍按悬 臂施工 ， 1 1 1 7 块采用满堂支架施工。 修改施工工序 的初衷是 ， 8 1 0 块按悬臂施工 的 同时 ， 1 1 1 7 块 采 用 满 堂 支 架 施 工 ， 这 样 当 1 O 块 施 工完 成后 ， 1 1 1 7 块 也在 支 架上 施 工 完 毕 ， 可 以直 接 进行后续合龙施工， 从而达到缩短工期 的 目的。然而 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 2 5； 修 回 日期 ： 2 0 1 1 0 6 2 0 作者简介 ： 赵龙江 ( 1 9 8 1 一) ， 男 ， 河北永年人 ， 工程师 。 由于 1 1 1 7 块 在 支 架 上 施 工 的 立 模 高 程 必 须 先 于 1 0 块 ( 实 际为 8 块 ) 施 工 前 予 以确 定 ， 这 就 造 成 一 旦 出现 1 0 块施 工完 毕后 1 O 与 1 1 块 高 程 差异 过 大 的 问 题 ， 将无法弥补， 因此对 1 1 1 7 块立模高程的设定要 求很 高 。 采用 悬臂 施工 法施 工 ， 大桥 从施 工至 成桥 ， 结 构 的 内力和变位均处于不断的变化 中， 通过设 置适 当的预 拱度值 ， 使结构成桥线形满足设计要求是施 工监控 的 主要 目的， 当然保证结构顺利合龙和施工过程 安全 也 是监控工作的重要指标 。施工工序的调整均会引起结 构内力和线形 的变化。特别是大桥采用悬臂施工和支 架施工相结合 的施工方 式在 国内桥梁施工 中也非 常 少见 。 采用有限元仿真分析结合 自适应方式对结构的内 力和线形变化进行预测和跟踪 ， 同时结合支架沉 降监 测 、 挂篮变形监测 、 现场 内力及变形监测等措施 ， 确保 了大桥 的顺 利 合龙 、 施工 过程 安 全 ， 结 构成 桥 线形 达 到 2 0 1 1年第 9期 大跨度预应力混凝 土连 续梁桥的施工控制 2 5 了设计 目标。文中对这一过程进行 了简要的介绍 。 2 自适应控 制 经过 调 整后 大桥 最终 的施 工工 序见 表 1 。 表 1施 工 工 序 序 号 施工 内容 完成桥墩 、 桩基础工程 1 在两 中墩两侧搭建钢管作为临时墩 安装临时支座和永久支座 ， 且永久支座不受力 支架现浇 0 块 件 ， 使 混凝 土强 度及 弹性 模 量达 到设 计值 的 9 5 2 先张拉相应 的 F 0 ， T 0预应力钢束 ， 竖向预应力钢筋 使主梁和临时墩 固结 撤掉临时支座 0 3 o 块 脱模 3 预应力管道灌浆 安装挂篮就位 ， 进行挂篮预压试验 4 挂篮上浇筑 1 块 ， 养护 待混凝土强度及弹性模量达 到设计值 的 9 5 后 ， 张拉 F 1 ， T 1 5 预应力钢束 ， 竖 向预应力钢筋 张拉上一阶段横 向预应力钢束 挂篮不动 ， 1 块脱 模 6 移动挂篮至 1 块 件上就位 预应力管道灌浆 7 以此类推 ， 直至完成 l O 块件 ， 拆 除挂 篮 在支架上现浇 1 1 1 4 块混凝土 ， 待 混凝土强度及 弹性模 量达 8 到设计值的 9 5 后 ， 按顺 序张 拉 F 1 4 、 T 1 4 、 T 1 2 、 F 1 3 、 T 1 3 、 F 1 2、 F 1 1 、 T 1 1以及相应的横竖向预应力钢筋 9 拆除 1 1 一l 4 块 临时支架 ， 形成双悬臂受力状态 在支架上现浇 1 5 1 7 块混凝土 ， 待 混凝土强度 及弹性模 量 达到设计值的 9 5 后 ， 按顺 序张拉 T 1 7、 T 1 6 、 F 1 6 、 F 1 5 、 T 1 5以 及相应的横 、 竖 向预应力钢筋 在施工 1 5 1 7 块件 的同时 ， 搭 设边跨 临时支架 ， 在支 架上 浇筑边跨现浇段 1 l 拆除 l 5 一l 7 块I临时支架 ， 形成双悬臂受力状态 安装 吊架 ， 准备平衡重 ， 安装边跨劲性顶拉锁定装置 在 吊架上浇筑边跨合龙段混凝 土 ， 待混凝 土强度 及弹性 模量 1 2 达到设计值的 9 5 后 ，张拉相应纵 向边跨 合龙 钢束 以及 相应 的横竖向预应力 ， 完成边跨合龙 采用桥梁有 限元专用程序一桥梁博士 V 3 1进行 仿 真计 算 与分 析 ， 全 桥共 建立 主 梁单元 1 0 0个 ， 临 时墩 单元 3 2个 ， 挂篮单元 8个 ， 共计 1 4 0个单元。结构计 算 模 型 参 见 图 2 。按 施 工 工 序 共 划 分 为 6 5个 施 工 阶段 。 网 目 曰 目 目 ( a ) 悬臂阶段 ( b ) 中跨 合龙 图 2 结构计算模型 首 先根 据设 计 图纸及 施 工工 序计 算分 析结 构 的变 形 ， 得出各梁段的理想预抛值 ， 由于理想情况与实际情 况存在一定 的差异 ， 根据施工 中每个梁段 的实测资料 对计算分析进行调整， 重新得 出下一个梁段的预抛值 ， 经 过几 个梁 段 的模 拟 和 拟合 ， 分 析 值 与 实测 值 的近 似 性 良好 ， 从 而达 到结 构监 控 目标 。 3 监控成果 大桥的监控工作 主要包括两方面 内容 ： 应力监控 和 线形 监控 。 应 力监 测 断 面 选 在 主 跨 的跨 中 、 1 8 L截 面 、 边 跨 的 0 4 L截 面 、 支点 截 面 ， 为 避 免 墩 顶 横 隔板 位 置 附近 受力复杂的影响， 支点截面布置在 1 块上 ， 中跨 1 8 L 截面布置在 4 块上 ， 边跨 0 4 L截面布置在 1 2 块上。 测 试截 面 纵桥 向 布 置 如 图 3所 示 ， 线 形 监 测 测 点 布 置在 每个 节 段 的 端 部 。 图 4为 主 梁 1 块 应 力 理 论 值 与实 测值 各工 况对 比情 况 。 图 5为 主梁 顶板 实测 与 理 论控 制线 形 对 比情 况 。从 对 比 图情 况 看 ， 实 测 结 果 与理论预测情况符合较好 ， 大桥监测工作达到了预期 的效果 。 1 3 詈 季 篙 筹 9 墩 的4小 结 于 此 同 时 ，为 确 保 简 支 单 悬 臂 体 系 稳 定 ，应 I临 时 增 加 墩 的 纵向水平约束 ， 完成体系转换 安装 中跨劲性顶拉锁定装置 1 4 在吊架上浇筑中跨合龙段混凝 土， 待混凝 土强度 及弹性模 量 达到设计值的 9 5 后 ， 张拉相应纵 向边跨 合龙钢束 以及 相应 的横竖向预应力 ， 完成 中跨合龙 1 5 拆除吊架 完成 桥面系施工 1 6 全桥 竣工 采用悬臂施工与支架现浇相结合的施工工法进行 施 工 ， 在 大跨 度 混凝 土桥 梁施 工 中极 为少 见 ， 施 工工 序 的改变对施工监控工作提出了更高的要求 。该桥通过 有关各方的努力 ， 保证了大桥的顺利完工 ， 施工监控工 作也达到了预期的目标 。