特大连续刚构桥梁施工监控要点分析

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摘要：为了保证特大连续刚构桥梁主桥预应力混凝土连续刚构采用悬臂浇筑施工方法和桥墩采用翻模(或滑模)施工方法的质量和安全，控制各施工阶段的桥墩、主梁中线位置和标高，监测施工过程中各块箱梁的挠度变化情况，为箱梁标高调整提供依据，保证悬臂浇筑施工的悬臂合拢平面和高程差控制在设计要求的范围之内，对主桥施工的平面和高程进行施工监测和控制是非常有必要的。文中根据多年施工监控经验详细介绍了该类型桥梁施工监控的要点，并针对某特大连续刚构桥进行了仿真计算分析。

关键词：连续刚构；施工监控；要点分析；仿真计算

Abstract: In order to ensure continuous rigid frame bridge large main bridge prestressed concrete continuous rigid frame construction methods and using Cantilever piers using molds (or sliding) method of construction quality and safety, controlling each construction stage piers, main beam midline and elevation of each block to monitor the construction process girder deflection changes, provide the basis for the girder elevation adjustments to ensure the construction of the cantilever cantilever close control plane and elevation difference within the scope of the design requirements, the plane of the main bridge construction and elevation for construction monitoring and control is very necessary. In this paper based on years of experience in construction monitoring of the type described in detail the main points of the bridge construction monitoring, and against a large continuous rigid frame bridge was simulated analysis.

Key words: continuous rigid frame; construction monitoring; Point Analysis; simulation

中图分类号：U445文献标识码：A

1连续刚构桥梁的结构特点

对于桥梁来说，连续刚构桥梁是钢筋混凝土梁桥的一种，只是将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结。它同连续梁一样，可以做成一联多孔，在长桥中，可以在若干中间孔以剪力铰或简支挂相连。

连续刚构综合了连续梁和刚构桥的受力特点：①连续刚构体系的梁部结构的受力性能如同连续梁一样，但由于墩梁固结体系，使得连续刚构梁桥的主梁在墩顶区域荷载负弯矩小于连续梁桥；②随着墩高的增加，薄壁桥墩对上部梁体的嵌固作用愈来愈小，逐步蜕化为柔性墩的作用。薄壁墩底部所承受的弯矩，梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。在跨径大而墩高度小的连续刚构桥中，由于体系温度的变化，混凝土收缩等将在墩顶产生较大的水平位移，为减少水平位移在墩中产生的弯矩，连续刚构桥常采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩。从而保持了连续梁的各个优点，结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车等；③墩梁固接节省了大型支座的昂贵费用，减少了墩及基础的工程量；④改善了结构在水平荷载（例如地震荷载）作用下的受力性能。即各柔性墩按刚度比分配水平力。唯对柔性墩的设计必须考虑上部梁体变形（转动与纵向位移）对它的影响。

2工程概况

某特大连续刚构桥梁，桥型总体布置图为：5×32+（85+160+85）+2×32m，桥梁全长562.0m。桥宽12.25m，主墩最高为56.9m，主桥上部采用预应力混凝土连续刚构，主墩墩身上部（25m段）采用双薄壁实心墩，下部采用单箱单室空心薄壁墩，基础采用钻孔灌注桩基础。

3连续刚构桥梁施工监控要点

根据连续刚构桥梁的结构特点及施工方法，其施工监控要点可分为：①箱梁悬臂及桥墩施工各阶段平面及高程控制要点；②箱梁悬臂及桥墩施工各阶段应力监测要点；③箱梁温度监测要点。

3.1箱梁悬臂及桥墩施工各阶段平面及高程控制

3.1.1 施工测量网的建立：测量控制网应一次建立在各墩的承台上，待0号块施工完成后，再安排将承台上的控制点转移到各墩顶的0号块上，控制点应定期进行复测。平面控制网采用全站仪测量；高程控制网采用二等水准测量的方法，0号块上的水准点即为箱梁悬臂浇筑施工的高程控制点。

3.1.2 箱梁每一节段悬臂施工过程中，应进行以下工况的挠度测量和高程控制测量：①挂篮就位立模后；②浇筑箱梁混凝土后；③纵向预应力钢束张拉后。同时，应进行以下两个工况的箱梁平面中线位置控制测量，即：①挂篮就位及立模板后；②浇筑箱梁混凝土之后。

3.2箱梁悬臂及桥墩施工各阶段应力监测

3.2.1 箱梁截面应力监测：监测箱梁截面正应力是否在设计要求范围内，观察预应力钢束张拉锚固、恒载、体系转换等作用下箱梁混凝土正应力变化等。

箱梁监测截面选取半桥的主墩支点截面（L1、L1-1、L1-2）、L/4截面（L2）、跨中截面(L3、L4)和边跨近支点截面（L5）共7个截面，具体截面位置详见图3.2-1。每个控制截面上顶板、底板和腹板各布置2～3个应力测点，共56个应变传感器。其中测试截面L1-1、L1-2、L2-1（L2截面布置不开时临近增加L2-1截面）为剪应力测试截面，每个截面在左右腹板处布置2个应力测点，每个测点布置3个应变传感器组成应变花，共18个应变传感器。全桥共布置74个应变传感器，具体布置详见图1。

图1监测截面布置示意图

3.2.2桥墩墩身应力：监控施工过程中桥墩墩身的混凝土应力是否在设计要求之内，协助判断悬臂施工中是否有较大的不平衡弯距。桥墩混凝土应力测试截面，每个截面在转角处共布置4个测点。

3.3箱梁温度监测要点

3.3.1 根据温度测试目的的不同，分为如下二类测试项目：第一类，观测大气温度变化对箱梁悬臂施工时的挠度影响，以便更准确地控制线形。主要针对箱梁在长悬臂状态和各跨合拢前、后，结合箱梁变形观测进行的温度测试。第二类，观测箱梁混凝土在硬化过程中，梁壁板混凝土内部温度变化，以控制混凝土浇筑施工后可能出现非正常温度裂缝。以及观测箱梁在施工期间，日照温差、骤然降温等对箱梁的影响。

3.3.2 对第一类温度观测工作，在箱梁未合拢前的长悬臂状态，结合变形观测进行。观测采用24小时的定时温度观测，并与相应变形观测同步进行。对第二类温度观测工作，在混凝土浇筑后即开始观测，之后持续定时观测。观测时间控制如下：混凝土浇筑后，1次；混凝土浇筑后1到2日，1次/2小时；混凝土浇筑后3到7日，1次/4小时；混凝土浇筑后第2周，1次/1日；混凝土浇筑后第3周，1次/2周。

3.3.3 箱梁温度监测截面可选择中跨四分点截面，截面温度测点布置与应力测点布置可选相同位置。

4仿真计算

根据设计施工要求，为了满足该桥运营期间2~3年期间混凝土徐变可能造成的主梁跨中下挠的需要，在设计标高的基础上，再按d1+L/1000+1/2d2（d1为恒载载挠度，L为中跨跨径，d2为活载挠度）提高预拱度（最大挠度在中跨以及边跨），其余各点按余弦曲线分配；边跨最大挠度多数在L/4截面处，其值为中跨最大挠度的四分之一，其余各点按余弦曲线分配。同时，结合以往大跨径连续刚构桥成桥预拱度的计算经验，采用有限元计算软件MIDAS civil对该特大连续刚构桥的成桥预拱度进行了计算。

（1）活载挠度计算：

荷载等级：公路—I级

三车道，车道折减系数：0.9

中跨活载最大挠度：位于中跨合拢段跨中截面：d2＝0.0335m

（2）最大预拱度的确定：

中跨跨中截面： fa=0.177m

边跨1/4 L截面：fc=0.044 m

（3）余弦曲线：

曲线函数表达如下：

A曲线：y=fa/2〔1-cos(2πχ/160)〕 (0≤χ≤160)

B曲线：y=fc/2〔1-cos(2πχ/90)〕 (40≤χ≤85)

C曲线：y=fc/2〔1-cos(2πχ/80)〕 (0≤χ≤45)

表1拟定成桥预拱度下各个截面设计中线位置顶板标高数值表（单位：m）

5结论

（1）根据连续刚构桥梁的结构特点，总结了其施工监控的实施要点。

（2）针对连续刚构桥型特点，总结了施工过程中的标高、应力监测内容及方法。

（3）采用有限元软件对该类型桥梁进行仿真计算分析，计算得到了施工各阶段的预拱度，根据计算结果验证计算模型和提出的预拱度计算方法的正确性和合理性，可为同类型桥梁的施工监控提供参考。

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