1、新建鐵路大同至西安鐵路工程原平西至運(yùn)城北段鳴李特大橋（60+100+60）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋主梁施工線形與應(yīng)力控制方案項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 蘭州鐵成工程檢測(cè)有限公司2010年10月1工程概況新建大同至西安鐵路工程原平西至運(yùn)城北段鳴李特大橋起點(diǎn)樁號(hào)DK11+684.9，終點(diǎn)樁號(hào)DK12+712.42，橋梁全長(zhǎng)1.027km。其中8083#墩所在的一聯(lián)(60+100+60)m 雙線（線間距5.00m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋起止樁號(hào)DK11+948.24DK12+169.94，全長(zhǎng)為221.7m，跨越既有貨聯(lián)左線。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。中支點(diǎn)處梁高7.85m，跨中10m直線段及邊跨15.

2、75m直線段梁高為4.85m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。箱梁頂寬12.0m，箱梁底寬6.7m。頂板厚度除梁端附近外均為40cm，底板厚度40至120cm，按直線線性變化，腹板厚60至80至100cm，按折線變化。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。橋面防護(hù)墻內(nèi)側(cè)凈寬8.8m，橋上人行道鋼欄桿內(nèi)側(cè)凈寬11.9m，橋梁寬12.0m，橋梁建筑總寬度12.28m。本橋位于R=1600m的曲線上，連續(xù)梁以左線為準(zhǔn)，曲梁曲做，橋墩徑向布置，連續(xù)梁橫向無偏移。主墩81#墩墩高14.5m，82#墩墩高16.5m，圓端型實(shí)體橋墩，基礎(chǔ)采用

3、樁基礎(chǔ)。施工方法：下部工程施工完成后，對(duì)連續(xù)梁的0#塊進(jìn)行支架現(xiàn)澆施工，以便在其上拼裝掛籃；然后采用掛籃施工1（1)13（13)塊；同時(shí)用支架法澆注施工邊跨現(xiàn)澆段15#塊，然后依次進(jìn)行邊跨合龍段14#塊和中跨合龍段14#塊的施工。0#塊、15#塊施工時(shí)，采用碗扣式腳手桿搭設(shè)滿堂支架施工。先進(jìn)行地基處理，采用分層填筑、碾壓夯實(shí)，經(jīng)檢測(cè)地基承載力及密實(shí)度符合要求后，在表層做20cm厚C20混凝土墊層.在墊層上搭設(shè)碗扣腳手架作為支架。支架搭設(shè)完畢后進(jìn)行預(yù)壓，消除非彈性變形，測(cè)試支架的彈性變形值，作為施工控制依據(jù)。模板采用竹膠板，梁體一次澆注成型。連續(xù)梁懸臂澆注段采用掛籃懸灌澆筑，每副掛籃設(shè)計(jì)重量約為

4、60t，采用三角掛籃設(shè)計(jì)形式。掛籃由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、走行系統(tǒng)，后錨固系統(tǒng)組成。掛籃在投入使用前，測(cè)試掛籃的彈性變形和非彈性變形值，驗(yàn)證實(shí)際參數(shù)和承載能力，確保掛籃的使用安全。2 施工監(jiān)控技術(shù)依據(jù)1) 鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.1TB10002.5-2005）2) 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB 10002.32005)；3) 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定鐵建設(shè)（2005）157號(hào)及“局部修訂條文”鐵建設(shè)（2007）140號(hào)4) 鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50111-2006）5) 新建時(shí)速300350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（上、下）（鐵建設(shè)2

5、00747號(hào)）6) 客運(yùn)專線無砟軌道設(shè)計(jì)指南鐵建設(shè)函（2005）754號(hào)7) 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)(鐵建設(shè)2005160號(hào)；8) 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號(hào)）；9) 鳴李特大橋連續(xù)梁施工圖紙。3.施工控制的必要性連續(xù)梁橋在分段懸臂施工過程中，由于橋梁的結(jié)構(gòu)形式、所受荷載、邊界支撐條件以及環(huán)境溫度等的不斷變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形狀態(tài)也在發(fā)生不斷的變化。要使成橋后的橋梁線形和內(nèi)力狀態(tài)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，就需要對(duì)橋梁的整個(gè)施工過程進(jìn)行有效的控制。盡管在橋梁的設(shè)計(jì)階段就可以確定橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)，但在實(shí)際施工過程中，這種設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)卻難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)

6、，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)所采用設(shè)計(jì)參數(shù)（包括對(duì)環(huán)境條件的考慮等）與實(shí)際施工過程中所表現(xiàn)出來的并不完全一致，從而使結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)不能完全達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)。這就是設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的不一致性，這種不一致性是客觀存在的，也就是存在著影響施工狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)理想狀態(tài)的各種因素，這些因素在懸臂施工的連續(xù)梁橋中具體表現(xiàn)為：（1）梁段自重誤差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；（2）預(yù)應(yīng)力張拉實(shí)際效果的影響；（3）梁、墩的剛度誤差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，截面剪力滯效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；（4）混凝土收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；（5）掛籃及其它施工荷載變動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；（6）溫度的影響。這些因素在設(shè)計(jì)階段很難準(zhǔn)確把握，如果不在施工過程中進(jìn)行有效的控制，就會(huì)造成施工過程

7、中（如懸臂澆注后和預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后）主梁的變形、應(yīng)力變化值與設(shè)計(jì)值存在差異，這種差異具有累計(jì)效應(yīng)并且事后無法再進(jìn)行調(diào)整。因此，在施工過程中，有必要對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)狀態(tài)與理論計(jì)算結(jié)果不相符時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析出現(xiàn)誤差的原因。如果是由計(jì)算參數(shù)取值引起的誤差，要根據(jù)施工過程中結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)值對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行重新估計(jì)、修正，然后將被修正的設(shè)計(jì)參數(shù)反饋到控制計(jì)算中去，重新給出施工過程結(jié)構(gòu)控制參數(shù)的理論期望值，以消除理論值與實(shí)測(cè)值不一致的主要部分，使模型的輸出結(jié)果與實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相一致，從而可以對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行更好的控制，使設(shè)計(jì)的施工過程得以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)。4. 連續(xù)梁橋施工控制系統(tǒng)及其

8、運(yùn)行過程大跨度連續(xù)梁橋的施工控制是一個(gè)施工、量測(cè)、識(shí)別、修正、預(yù)告、再施工的循環(huán)過程。施工控制的最基本要求是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全，其次，必須保證結(jié)構(gòu)的線形和內(nèi)力在規(guī)定的誤差范圍之內(nèi)并符合設(shè)計(jì)要求。為此，必須在整個(gè)施工過程中對(duì)結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力實(shí)行雙控。這既是一個(gè)技術(shù)問題，又是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。它主要包括兩個(gè)部分，一部分是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋梁主要控制部位上埋設(shè)各類傳感器和設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，采集資料。另一部分是資料分析仿真模擬系統(tǒng)，即將采集到的資料進(jìn)行分析處理，確定下一個(gè)施工階段的參數(shù)。控制系統(tǒng)除了具有常規(guī)的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算基本功能之外，還要具備消除設(shè)計(jì)與實(shí)際不一致的自適應(yīng)能力，并及時(shí)提供結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)的修正值。

9、控制系統(tǒng)的一項(xiàng)基本要求是要有很強(qiáng)的適應(yīng)性，這是由施工中結(jié)構(gòu)的多變性、引起誤差原因的復(fù)雜性所決定的。因此，在施工監(jiān)控中需要細(xì)致的觀測(cè)測(cè)試工作和大量的計(jì)算工作。通過有效的監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作，最終消除設(shè)計(jì)與實(shí)際施工過程差異的影響，保證設(shè)計(jì)的施工過程和受力狀態(tài)得以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)，確保主梁準(zhǔn)確合攏并使最終的結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力達(dá)到設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)。在設(shè)計(jì)階段完成后，全橋的最優(yōu)線形和內(nèi)力狀態(tài)已經(jīng)確定。在施工過程中為了實(shí)現(xiàn)這種理想狀態(tài)，就要在施工過程中運(yùn)行施工控制系統(tǒng)，整個(gè)連續(xù)梁施工控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下：1）按照規(guī)范或以往的工程經(jīng)驗(yàn)確定各種計(jì)算參數(shù)，通過施工過程的仿真模擬，以設(shè)計(jì)線形為目標(biāo)，預(yù)報(bào)第一節(jié)段主梁施工的坐標(biāo)及應(yīng)力

10、。2）按照上述預(yù)報(bào)值進(jìn)行第一節(jié)段的施工并測(cè)量主梁各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)變化和主梁控制截面的應(yīng)力。3）將以上觀測(cè)變量的實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，根據(jù)誤差的大小判斷是否進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，如不需要進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，則轉(zhuǎn)第8）步。4）通過參數(shù)識(shí)別模塊進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，獲得修正后的計(jì)算參數(shù)。5）按照修正后的參數(shù)進(jìn)行施工仿真計(jì)算，獲得觀測(cè)變量的新計(jì)算值，將計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比較，根據(jù)兩者的誤差大小判斷是否進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整，如不需要進(jìn)行調(diào)整，則轉(zhuǎn)第7）步。6）對(duì)已施工的主梁節(jié)段進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整計(jì)算，并在下一步進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)高調(diào)整。7）判斷參數(shù)調(diào)整后，以后所有的施工過程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力均在容許的范圍之內(nèi)，如滿足要求，則轉(zhuǎn)第8）步。如不滿足要求，則

11、轉(zhuǎn)第4）步。8）通過施工過程的仿真模擬計(jì)算，預(yù)報(bào)下一梁段的坐標(biāo)。9）按照上述預(yù)報(bào)值進(jìn)行下一梁段的施工并測(cè)量已有各梁段的坐標(biāo)及主梁應(yīng)力。10）在3）9）步之間進(jìn)行循環(huán)，直至主梁施工結(jié)束。由于在施工過程中不斷進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，施工的節(jié)段越多，參數(shù)就越準(zhǔn)確，預(yù)報(bào)值也就越接近實(shí)際值，對(duì)標(biāo)高調(diào)整的要求就會(huì)越來越少。主梁在最后一個(gè)懸臂梁段的施工完成后，就可以達(dá)到高精度合龍，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換。5施工監(jiān)控的工作內(nèi)容對(duì)橋梁施工過程實(shí)施監(jiān)控的目的是確保在施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的絕對(duì)安全，并使橋梁建成后結(jié)構(gòu)的線形和內(nèi)力在容許的誤差范圍內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)值。為了達(dá)到此監(jiān)控目的，本項(xiàng)目制定的施工控制原則是：準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工過程中的各個(gè)受

12、控變量，如各段主梁的施工坐標(biāo)、主梁應(yīng)力等，并在實(shí)際施工過程中對(duì)這些受控變量進(jìn)行有效地控制以保證主梁的應(yīng)力狀態(tài)和線形達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為此，確定了以下施工監(jiān)控的主要工作內(nèi)容：1）編寫施工監(jiān)控實(shí)施細(xì)則2）按照設(shè)計(jì)的施工步驟對(duì)橋梁施工的全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬計(jì)算，并對(duì)設(shè)計(jì)單位提供的施工流程及其控制參數(shù)進(jìn)行復(fù)核。3）按預(yù)先擬定的施工步驟，用監(jiān)控程序計(jì)算主梁在各施工階段的內(nèi)力以及主梁空間坐標(biāo)等控制參數(shù)的理論計(jì)算值，以備對(duì)比分析。4）提供各梁段施工時(shí)的初始立模標(biāo)高。5）在橋墩和主梁的控制部位安裝測(cè)試元件（如應(yīng)力、溫度測(cè)試元件等）和布置測(cè)點(diǎn)以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)墩和梁的應(yīng)力變化情況、梁的位移情況及結(jié)構(gòu)的溫度變化規(guī)律。6）

13、在每一梁段的施工過程中及時(shí)進(jìn)行主梁應(yīng)力、主梁坐標(biāo)測(cè)試及主墩沉降監(jiān)測(cè)。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，計(jì)算分析橋梁在當(dāng)前施工階段所處的實(shí)際應(yīng)力及變形狀態(tài)。如實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的偏差不容忽視時(shí)，及時(shí)分析原因，必要時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行新的估計(jì)，并將修正過的設(shè)計(jì)參數(shù)反饋到控制計(jì)算中，重新給出施工中控制變量的理論期望值，以消除理論值和實(shí)測(cè)值不一致中的主要部分。當(dāng)實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)控制值相差較大時(shí)，及時(shí)通知有關(guān)單位，并提出調(diào)整主梁標(biāo)高的建議，以指導(dǎo)施工。7）在施工過程中，根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉的實(shí)際效果、主梁彎曲剛度、鋼和混凝土彈性模量、截面剪力滯效應(yīng)、收縮徐變參數(shù)、自重及施工臨時(shí)荷載、溫度等參數(shù)和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、施

14、工過程臨時(shí)支撐的施加和拆除等因素進(jìn)行模擬計(jì)算，及時(shí)反饋。8）對(duì)合龍段施工方案進(jìn)行技術(shù)咨詢，保證合龍段施工質(zhì)量。9）提交施工監(jiān)控最終工作報(bào)告。監(jiān)控工作將緊跟施工過程，確保預(yù)定的施工過程得以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，使主梁線形及結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力和變形在整個(gè)施工過程中始終處于較為理想的狀態(tài)，以保證大橋安全、順利建成。6.連續(xù)梁橋施工過程的仿真分析方法概述大跨度橋梁的施工過程是橋梁的結(jié)構(gòu)形式、體系及受力狀態(tài)不斷變化的過程，結(jié)構(gòu)所受的荷載如結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力等是在施工過程中逐步施加的，施工荷載的作用位置也在不斷變化，每一施工階段都伴隨著各種荷載（對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)包括收縮、徐變）的作用、約束條件的改變及施工臨時(shí)荷載的增減等。另外，結(jié)構(gòu)的成橋內(nèi)力狀態(tài)和線形與施工方案（或施工過程）有密切地聯(lián)系。因此，施工控制中的結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)該是在既定的施工方案下，用計(jì)算機(jī)仿真模擬施工過程，計(jì)算出每個(gè)施工階段結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形以指導(dǎo)實(shí)際的施工過程。如果施工方案有所調(diào)整，則施工控制計(jì)算的參數(shù)也應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整。