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郑州大学土木工程学院南水北调大桥施工控制郑州大学土木工程学院2010年6月30日郑州大学土木工程学院内容施工控制的必要性与目的1施工控制的原则2施工控制主要内容3施工控制主要工作内容4施工工况操作说明5施工控制单位措施61、施工控制的必要性与目的南水北调大桥全长260m，三跨连续预应力混凝土变截面连续梁桥，跨径为70+110+70=250m大桥分为上下行两幅桥，每幅桥桥面宽21m主梁横断面为单箱双室，梁高为3.60～6.50m采用挂篮悬浇逐段施工的方法施工过程中可能遇到的问题：立模标高的准确预测，施工难度较大合龙方案的比选和优化需要一定的技术支持桥梁运营期的混凝土收缩、徐变施工过程中温度变化、施工临时荷载、混凝土收缩徐变、容重等计算参数和实测值的不一致性以及预应力束张拉误差等因素将对主梁线形和内力产生较大的影响施工控制的主要目的：通过监测桥梁结构关键截面的应力和变形，发现可能存在的异常情况，及时预警，保障施工安全通过调整和控制标高，确保全桥线形符合设计要求通过对全桥关键截面应力进行控制，确保成桥内力符合规范要求2、施工控制的原则施工控制最重要的目的是关注施工中结构的受力安全，具体表现为：变形控制在允许范围内保证其有足够的强度和稳定性因此施工控制就是根据施工监测所得的结构参数、材料参数真实值进行施工阶段计算，确定主梁现浇、预应力张拉、挂蓝移动等过程的梁体平面、立面线形和控制断面的应力，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一施工操作进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、结构内力状态符合设计要求。首先以设计的成桥状态为目标，按照设计参数建立有限元模型，进行计算，以确定每一施工步骤应达到的分目标，并建立施工过程跟踪分析程序根据上述目标开始施工，并测量实际结构的变形等数据根据实际测量的数据分析和调整各统计参数，以调整后的参数重新确定以后各施工步骤的分目标，建立新的跟踪分析程序反复上述过程即可使跟踪分析程序的计算与实际施工相吻合，各分目标也成为可实现的目标，进而利用跟踪分析程序来指导以后的施工过程和必要的调整与控制监控方法调控手段首先应注意立模标高误差；其次应注意主梁的混凝土截面尺寸误差及施工、测量时的环境温度影响。此几项为预应力混凝土连续箱梁桥施工误差产生的主要原因。当然，在施工过程中，误差的产生是不可避免的。当主梁的线形误差每工况能控制在精度范围之内，则不必调整。当这种误差超出控制精度范围或各工况的累积误差已不允许时，则必须进行调整。调整时，以立模标高为主要调整手段，以主梁高程为主要控制目标。3、施工控制主要内容大跨度连续梁桥的施工控制包括两个方面的内容：应力控制应力控制是控制主梁在施工过程中和成桥后的应力，尤其是预应力张拉时的控制，避免不合适的预应力张拉使主梁应力处于不安全状态。线形（变形）控制主梁线形（变形）控制主要是严格控制主梁的竖向挠度及横向偏移，若偏差较大时，必须立即进行误差分析并确定调整方法，为后续更为精确的施工做好准备。4、施工控制主要工作内容施工方案计算图式结构分析程序非线性影响预加应力影响混凝土收缩徐变的影响温度施工进度理论计算考虑因素应力监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测L/4截面L/2截面悬臂根部悬臂根部L/4截面L/4截面L/2截面stststststststststABCDEFHIJL/4截面stGC'H'sstdtd钢筋应变计测试截面d传感器绑扎在钢筋内侧温度测试截面混凝土应变测试截面ts应力监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测67891011应力监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测3456应力监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测测试时间在应变计安装完成后开始第一次读数混凝土浇筑完成后48小时进行第二次读数预应力张拉完成后进行第三次读数后续读数在混凝土浇筑前后和预应力张拉前后进行读数，上述读数尽可能安排在早晨7：30之前完成，并注明测试时间、天气和大气温度状况。主梁挠度监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测梁段控制点标高采用精密水准仪进行测量。测量主梁标高时，每个工况要求监测所有段的高程变化情况，在整个浇筑施工过程中，进行2次全桥施工梁段的高程通测。为消除日照温差引起的梁体的不规则变化，线形测量选择在温度变化小、气候稳定的时间段进行，并尽可能缩短测量工作持续时间。主梁挠度监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测图6高程测点布置图注：1.其中1、3、5、6、7点为高程测点2.2、4点为墩点水平测点主梁挠度监测施工过程中结构的应力、变形和温度监测测试时间严格安排在清晨（5:00～8:00）时间段内观测完成，特别是对于挠度（高程）观测，必须严格达到，要求记录开始和终了的环境温度，如观测时间超过1小时，要求每小时记录一次环境温度。温度观测：温度传感器直接读取施工过程中结构的应力、变形和温度监测67891011234565、施工工况操作说明（1）混凝土浇筑前挂篮、模板测量测试内容：支架、模板的标高和位置（2）主梁混凝土浇筑。测试内容：主梁标高：两个边跨、中跨的1/4、1/2、3/4处截面梁顶布置7个（或中间5个）高程测点。（3）预应力张拉。测试内容：主梁标高：两个边跨、中跨的1/4、1/2、3/4处截面梁顶布置7个（或中间5个）高程测点。标高测量其它观测内容及次数：主梁截面应力或应变观测墩顶水平变位测量观测次数：主梁标高异常时检测6、施工控制单位措施监测、监控是一项集测试、计算、分析、决策于一体的智能行为，必须要有可靠的分析手段和完善的组织保证。针对该桥的结构特点，郑州大学土木工程学院采用专用的桥梁计算软件对该桥进行施工监控计算，并采用空间有限元软件对施工过程中最不利位置进行实体建模分析，旨在为主桥施工过程中的线形控制、应力控制、温度控制等提供理论依据，指导施工。考虑到本项目桥梁的结构特点，郑州大学土木工程学院将成立监控项目组，邀请其它专家顾问，对施工监测监控重大技术问题提供建议，以指导监控项目组完成施工控制工作。除上述监测监控组织机构的保证之外，在监测监控项目组下设应力测量小组、温度测量小组，成立监控计算与分析小组，负责施工控制中监测数据分析和施工过程跟踪计算等具体技术问题。报告完毕，谢谢！