悬浇连续梁线型控制

连续梁悬浇施工线型控制方案一、连续梁悬浇线型控制目的、原理、因素、程序1、线型控制目的连续梁悬浇线型控制即在预应力混凝土连续刚构悬臂法施工阶段，对桥跨结构所发生的几何变形运用控制软件，逐段跟踪控制和调整，使其达到设计的理想状态。2、线型控制原理线型控制的基本原理是：根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化值（即竖向变形），设置施工预拱度，据此调整每节梁段模板安装时的前缘标高。3、线型控制主要因素悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态，确定逐步完成的挠度曲线。影响挠度的因素根据施工过程主要有以下几种：①梁段砼自重；②节段砼浇注时的温度；③砼参与受力的龄期；④砼弹性模量；⑤砼徐变、收缩系数；⑥施工量测时桥上温度；⑦挂篮及施工临时机具、人员、压重等重力；⑧预应力（管道摩阻）等。4、线型控制程序线型控制程序如下：（1）倒退分析根据设计的成桥状态，按照与施工次序相反的方向进行倒拆分析，以初步计算出各梁段的立模标高。（2）前进分析根据实际施工情况和工期（如移动挂篮、浇注砼、张拉预应力、体系转换等）划分时段，采用有限元步进法结合随时间调整的有效模量法对预应力连续梁从开始施工到成桥这一整个施工过程进行跟踪分析，在分析过程中考虑施工荷载、现浇梁段自重、预应力张拉、预应力损失、体系转换、基础沉降、收缩徐变和温度等的影响。（3）误差分析和参数识别对实际量测的标高和前进分析计算的结果进行分析和比较，分析实测和计算结果之间误差的原因，并进行参数识别和调整。(4)在现场应用计算机程序进行跟踪控制，实际上是对每一节段的施工过程进行“预报→施工→量测→分析比较→调整→再预报”的过程，其中：①预报：将施工中实际的结构状态信息如量测的标高、温度、湿度的变化，实际施工的周期以及设计参数的实测值和调整值输入计算机，对下一梁段的立模标高进行预报并对结构的强度进行全面检算。②施工：根据预报结果进行施工中的标高预调。③量测：即施工过程中对各道工序施工后的实际测量，对每一施工工况（如挂篮移动前后、砼浇注前后、预应力张拉前后等）进行跟踪观测，在必要时进行全桥联测。为了分析温度对梁体变形的影响，在进行标高观测的同时，测试箱梁顶、底板和腹板内外侧的温度。在实际调整挂篮时，为避免温差对梁体变形的影响，尽量选在早晨9点钟以前进行。④分析和比较：对实测和预报的结果进行分析和比较，分析引起实测和预报结果误差的原因，以决定是否要采取有效措施来调整和矫正已偏离目标的结构状态。⑤调整：在分析和比较的基础上决定是否需要对标高进行调整，如决定要进行调整，要进行参数识别，分析实际参数和计算参数之间的误差，并进行调整。通过上述对每一个节段施工反复循环的跟踪控制和调整，使结构施工实际与预定的目标始终控制在容许误差范围内，最终保证设计要求的合拢精度和成桥后的设计标高。二、连续梁悬浇线型控制现场量测内容及方法1、连续梁悬浇施工桥梁轴线控制方法（1）连续梁悬浇施工桥梁轴线控制桩点布设：墩身施工完成后，利用复测合格的（特）大桥控制网采用座标法，测设墩顶纵轴及横轴线，并将轴线控制点引至桥墩身上（每墩至少两点）作为连续梁施工轴线控制依据。连续梁0#段施工完成后将控制点引至梁顶（见下图示）；每完成两节段施工要对轴线桩进行复核。现场测定砼容重、弹性模量、节段自重、尺寸、施工荷载及温度状况等前进分析倒退分析最优状态估计最优控制随机干扰现场计算机·工作站·EWS控制量测系统·挠度·应力最优调整方案调整操作控制预告下阶段预抛高值下阶段施工400400L（0号块长度）梁体纵轴线600600轴线控制桩点123φ5cm25cm15cm40cm自流平砂浆梁顶板预留孔测量标芯5mm螺钉十字梁顶桥轴线控制桩采用螺钉测量标芯（KZ-C型），埋设方法：梁体混凝土浇注时在梁顶面预留深25cm的φ5cm孔，再用GPS精准定位桥梁纵轴线埋设，并采用桥梁支座灌浆用自流平砂浆固定。桥梁轴线控制桩标芯露出梁顶混凝土面控制在5mm内。（2）桥中轴线测量方法：箱梁悬灌轴线施工测量利用梁顶和前后方墩上的轴线控制点，采用全站仪测量控制挂篮中心和模板中心。2、连续梁悬浇施工高程测量方法（1）临时水准点布设：①为控制顶板的设计标高，在每个0#块顶板面布置11个高程观测点，并准确测定其标高，同时作为各悬浇节段的高程观测基准点。如下图示。顺桥向1010L/3L/3L/3265265335335300300L（0号块长度）②每个悬浇节段的梁面上各布设2个水准观测点，对称布置在翼缘板与腹板的交接点上，离节段前端10cm处，如下图示。12006705mm265φ16mm钢筋(顶端磨圆)③连续梁顶预埋的临时水准观测桩点采用φ16钢筋制作，通长钢筋桩下部直接支承在砼垫块上，测点顶部磨成圆端并控制露出混凝土面5mm，在梁段混凝土浇注前预埋。（2）连续梁高程观测要求箱梁悬浇节段高程观测梁顶布设的临时水准点采用精密水准仪测量。为尽量减小温度（气温）的影响，高程（挠度）观测安排在早晨6～8点进行。观测主要内容为：立模、混凝土浇注前后、预应力张拉前后，以及拆除挂篮后、边（中）跨合拢、最终成桥前的各项高程值，作为线型控制的有效依据。3、钢绞线管道摩阻损失测试（1）管道摩阻测点布设：本连续梁拟在1号节段进行预应力张拉过程测试，选取箱梁底板上的两根预应力束，在0号块端、L/4、1/2和悬臂端4个截面上布置测点，共布置应变测点16个，即每根钢绞线在1个截面布置2个测点。如下图示。L1（1号节段长度）梁体纵轴线钢绞线束钢绞线束0号块端1/41/2悬臂端在预定的测点位置将波纹管开孔，然后在钢绞线上布片，每测点位置视操作空间的大小布置1～2个应变片。（宜选2～3种典型长度的钢绞线作为测试对象，每种钢绞线沿长度方向设4～5个测点）（2）管道摩阻测试方法采用电阻应变片和电阻应变仪进行测量。4、箱梁内应力测量（如需要时）需要对结构进行安全评估时，应测量箱梁实际施工状态时的内应力。（1）箱梁内应力测点布设：本连续梁拟选1号主墩上的“T”作为箱梁应力观测对象。总共布置个应力测点：在“T”2个根部截面各布置8个测点，除腹板上两个测点与水平成45°方向布置外，其余6个测点均为顺桥向布置；其它4个截面各布置6个测点，均为顺桥向布置。如下图示。11号主墩234561/21/4根部1/21/4根部（2）箱梁内应力测量方法：箱梁内应力观测考虑长期观测的精度要求，采用钢弦式应力计和配套的频率接收仪作为应力观测仪。应力计按预定的测试方向固定在主筋上，测试导线引至混凝土表面。5、温度观测日照温度和季节温度变化是影响箱梁悬浇时的挠度的主要因素之一，尤其是日照温度变化，会引起箱梁顶底板温度差，使箱梁发生挠曲。季节性温度变化是均匀的。为摸清箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况，应在梁体上布置温度观测点进行观测，以掌握准确的温度变化规律。因为每个“T”的各节段施工时梁体内温度大致相同，本连续梁选2号主墩主跨侧1号悬臂节段作为温度测试对象，共设置1、2两个观测截面，每个截面各布设6个温度测点。如下图示。梁体内温度测试采用测温铂电阻，在梁体混凝土浇注前先将测温铂电阻贴在钢筋上，做防潮和防机械损伤处理后埋入混凝土内，测试导线引出混凝土表面。再用采用温度测试显示仪测温。2号主墩01126、混凝土弹性模量测定混凝土弹性模量测试是为了测定混凝土弹模（E）随时间（t）的变化过程，即E-t曲线。采用现场取样通过万能试验机试压的方法，分别测定混凝土在3d、7d、14d、28d、60d、90d龄期的值，以得到完整的E-t曲线。7、混凝土容重的测量混凝土容重测试在现场取样在，采用实验室常规方法测定，并做好记录。8、混凝土徐变收缩测定（1）混凝土徐变收缩的计算：徐变系数：φ(t,τ)=∑ai(τ)[1-e]收缩系数：εsh(t,τ)=∑shi(τ)[1-e]式中：τ----加载时刻；t----观察时刻；ai、shi、λi----取决材料的参数；Eh----砼弹性模量；λ1=1，λ2=0.2，λ3=0.1，λ4=0.01；ai(τ)、shi(τ)以实验值为计算初值进行参数识别。（2）混凝土徐变收缩的现场观测自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向变形。预应力张拉前为变形起始点。1）观测点的设置原则①连续梁上的观测标，边跨分别在支点及1/4跨中附近设置。当连续梁中跨跨长小于80m时，分别在中跨支点、跨中处设置观测标；当连续梁中跨大于80m时，在中跨1/4跨中处增设两对观测标。②观测点布置本连续梁共设置观测标14个，分别位于两侧支点、跨中及1/4边跨。1Eh4i=1-λi(t-τ)4i=1-λi(t-τ)③桥梁梁部水准路线观测按二等水准精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如下图所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。所有观测线路在形成闭合环以前必须置镜两次以上，以保证不会形成相关闭合环。2）观测元件与埋设技术要求沉降观测桩：选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。观测标埋设见下图。钢筋锚固砂浆3）观测技术要求①徐变观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及徐变观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。②观测精度要求：梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.01mm。③观测频次要求：梁体徐变观测按下表要求的时间间隔进行。梁体徐变观测频次表梁体测量间隔表观测阶段观测周期预应力张拉张拉前、后各1次预应力张拉完成～无碴轨道铺设前张拉完成后第1天张拉完成后第3天张拉完成后第5天张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期桥梁附属设施安装1次/周，要求安装前、后必须各有1次无碴轨道铺设期间1次/周无碴轨道铺设完成后第0～3个月，每1个月为一测量周期第4～24，每3个月为一测量周期④梁体徐变量计算：对于梁体的徐变变形观测，每孔梁支点之间的梁体徐变应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体徐变变形值。9、施工观测原则：按照施工顺序，每悬浇一段观测5次，即挂篮就位后浇筑混凝土前、浇筑梁段混凝土后、张拉纵向预应力束前、纵向预应力张拉后、移动挂篮前（即进行下一节段作业前）。三、预拱度计算基本假设：混凝土为均质材料。施工及运营过程中梁体截面的应力σh＜0.5Ra，并可认为在这种应力范围内，徐变、应变与应力成线性关系；叠加原理适用于徐变计算，即应力增量引起的徐变变形可以累加求和；忽略预应力筋和普通钢筋对混凝土受力及变形的影响。在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变差异将连续梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即：浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致，在每一时段都对结构进行一次全面的分析，求出该时段内产生的全部节点位移增量，对所有时段进行分析，即可叠加得出最终预拱度值。1、抛高量修正值计算：如下图示。已灌注梁段已灌注梁段已灌注梁段已灌注梁段待灌注梁段Y1Y2Y△HL2L1（1）抛高量的修正：Y=Y-△H-△△=(△Y-Y2+Y1)×L2/L1Y----本次浇筑梁段梁底标高△---角度影响修正项△H--上一梁段后测量点标高与原设计梁底标高之差Y1、Y2----分别为定位时上一梁段前后测量点标高实测值L1、L2----分别为上一梁段与本次浇注梁段长度△Y----为梁段设计坡度引起的高程差值，即Y2、Y1测点间的设计高差值。监控点的布设：在每一梁段的端部（即Y1、Y2位置）两侧设置监控点(同梁顶面临时水准点布设)，监控点采用φ16mm钢筋通长布设。（2）施工过程中的标高监控程序：挂篮定位时的标高测量→砼浇注前标高复测→砼浇注后标高复测→预应力张拉后全桥标高联测，标高测量精