2020年2月第2期
城市道桥与防洪
管理施工125
DOI: 10.16799/j.cnki.csdqyfh.2020.02.034
浅谈预应力混凝土连续桥梁的监控方法
周智新
(湖南路桥建设集团有限责任公司,湖南长沙410004)
摘要:采用悬臂浇筑法施工的预应力混凝土连续梁桥在施工过程中的内力和位移变化较为复杂,为了确保桥梁施工质 量和施工安全,必须进行桥梁施工监控,实现成桥后结构的内力和桥梁线形满足要求。以官渡河特大桥主桥为工程背景, 实施了官渡河特大桥主桥的施工监控,保证了官渡河特大桥主桥成桥后的结构内力和桥梁线形满足要求。关键词:预应力混凝土,连续梁桥,施工监控中图分类号:U445
文献标志码:B
文章编号:1009-7716(2020)02-0125-03
1 工程概况
7500 12500 12500 12500 12500 12500 7500
官渡河特大桥主桥设计为3 x (75 m+5 x 125 m+ 图1官渡黄河特大桥主桥立面示意图(单位
75 m)预应力混凝土变截面连续箱梁,主桥全长是一个系统工程。在该系统中,设计图只是理想目 2 325 m,左、右幅分幅布置。上部结构形式为预应 标,而从开工到竣工,整个为实现设计目标而必须 力泪凝土变截面连续箱梁,采用悬臂浇筑的施工 经历的过程中,将受到许许多多确定和不确定因素 方法。箱梁设计为三向预应力体系,纵向钢束采用 (误差)的影响,包括设计计算、材料性能、施工精 体内、体外混合配束,主梁设计:单箱双室截面,箱 度、荷载、大气温度等诸多方面在理想状态与实际 梁根部截面梁高8 m,为主跨跨径的1/15.6:跨中 状态之间存在的差异,施工中如何从各种受误差影
截面梁高3.5 m,为主跨跨径的1/35.7:箱梁梁高 响而失真的参数中找出相对真实之值,对施工状态 从距主墩中心线2 m处开始按1.8次抛物线渐变, 进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测,对设计目 渐变段长度为59.5 m。
标的实现是至关重要的。
箱梁顶板宽20.25 m,厚30 cm,悬臂翼缘长4 m; 2.2监控的组成及类型
底板宽12.25 m,厚度由根部的90 cm按1.8次抛 在施工开始之前通过设计图纸,采取相关的数
物线渐变至跨中的32 cm,变化区间与箱梁截面高 据,进行挂篮荷载试验,综合数据计算的出桥梁线 度变化区间一致。
形抛高,为施工提供依据,然后进行施工过程的数 主梁采用悬臂浇筑的施工方法,其中零号段 据收集,综合分析调整让桥梁达到设计的要求,实 在墩旁搭设的临时支架上立模现挠,1 ~丨5号梁段 现施工控制的目的。
采用挂篮悬臂浇筑,由边向中逐跨合龙。综合考虑 悬臂施工节段长度及1号块挂篮拼装操作空间, 3监控方法[1<
确定主梁零号段长度为12 m,底板直线段长度为 3.1前期计算
4m。1~4 梁段长 3m,5~10 梁段长 3.5m,ll~ 施工控制计算参数主要来源两方面:
15梁段长4.5 m,边、中跨合龙段长度均为2 m,边 施工设计图纸。对施工设计图纸进行深入的分 跨支架现浇梁段长11.5 m(含梁端间隙),见图1。
析,把握桥梁结构计算模型中计基本参数,如坐标、 2施工监控的意义及组成
材料、比重、预应力张拉顺序及数量等。
另一方面来源于设计、施工、监理等单位,结合 2.1施工监控的意义
现场施工方案对结构计算参数及流程进行修改。
任何桥梁施工,特别是大跨径桥梁的施工,都
影响施工控制计算的参数有:混凝土主梁自 重;混凝土主梁弹性模量;桥面施工荷载位置及大 收稿日期= 2019-09-29
作者简介:周智新(1970—),男,学士,工程师,从事公路桥梁 小;临时荷载的位置及大小;混凝土徐变及收缩特 施工工作。
征;预应力大小。
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在实际施工过程中,如果以上参数与前期计 算取用参数不同,需要对前期计算所采用的控制 参数进行修正,以保证结构施工的结果能够与设 计吻合,通过计算得出预拱度,向施工单位提供参 考标高。
进行复测,根据梁段变形计算结果及挂篮预压实 验结果综合考虑,见图2。
3.2.3观测时间
各测量阶段的测量时间应根据主梁的施工进 度完成情况安排在晚八时(夏、秋季为晚十时)以 后至次日清晨八时前进行。考虑到实际施工的情 况,立模阶段测量若在白天进行,立模标高的数据 应进行温度修正后使用。
3.2线形监控
通过监控单位给出的参考标高,施工单位进 行施工并测量得出数据。主梁的高程测量可以反 映出在各施工阶段完成后各主梁节段的标高,从 而能得到各施工阶段的主梁线形,并且可以通过 前后施工阶段的梁段标高变化计算出主梁的竖向 挠度。特别是,在浇筑梁段前后和预应力张拉前后 对主梁节段标高的测量能反映出实际施工时主梁 的挠度变化。通过沿主梁横向布置多个测点,还可 以观测出主梁节段的扭曲程度。由于桥梁采用大 跨度预应力混凝土连续梁,在整个施工过程中的 关键是在主梁跨中合拢后的体系转换过程中,梁 体内力重新分布,对桥梁整体线形和应力会有一 定影响,为此在施工监控中要对整体线形加强监 测,确保梁体线形满足设计要求。
3.3立模标高调整
在开始挂篮施工之前,监控方了解了施工挂篮 的弹性变形和残余变形情况,并且通过分析和计 算挂篮变形,从而确定各个梁段的立模标高。本桥 线形控制要求:施工线形与设计线形的测点误差均 在± 20 mm内;在立模阶段底模允许偏差为± 5 mm〇 3.4应力检测
应力监测通过在主梁的控制断面处布设应力 测试元件,以观测在施工过程中这些截面的应力 变化和应力分布情况。结合施工控制中的其它监 测结果,就能更全面地判断全桥的内力变形状态, 形成一个较好的预警机制,从而保障桥梁施工的 安全和质量。
3.2.1测点设置
每个梁段同一断面的梁顶,距两侧翼缘边缘 70 cm处,梁中位置,共布置3个观测点,由施工单 位按要求设置,混凝土凝固前在测点位置插人铁 钉,并涂红油漆。
3.4.1应力测点布置
主梁的监测截面及测点布置系根据施工各阶 段主梁的内力分布特点,能充分反映主梁应力的 纵向分布规律和横向变化情况。全桥分别选取各 跨主梁的根部(0-1块段交界处)、截面突变位置 (7-8块段交界处)、172控制截面位置(15-16块交 界处),并与主桥结构施工控制分析的计算截面相 对应。箱梁的顶板、底板横向各布置三个测点,以 反映主梁应力的横向分布特性。
3.2.2检测方法
在开始施工前,调整模板的时候根据监控单 位通过设计图纸的各个数据要求,预先计算好的 参考标高,施工单位人员在调整挂篮时对提供的 数据进行调整,并由测量组测量浇筑前底模板标 高数据。等待浇筑完成后张拉前进行复测,张拉后 在进行复测,并记录数据,为下一阶段的数据和误 差调整做参考。如有误差较大的跟施工单位进行 交流寻找原因,并作出相应的调整。
立模及挂篮弹性变形观测。安装底模时,在底 模前端布置三个测点,按计算的预留拱度进行底 模标高的调整。在浇筑完成后对底模的三个测点
3.4.2应力测试
混凝土应力是通过测量混凝土的应变,并以 此进一步计算得到的。把悬臂根部、中跨截面作为 主梁纵向应力监测断面。根据力学原理,我们知道 箱梁截面上下缘的应力最大,因此将箱梁截面上、 下缘处的应力值作为观测的重点。由于实际施工 中受结构自重,挂篮刚度,施工荷载等复杂因素的
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影响,可能还需要根据结构的实际状况,对某些截 表1官渡河大桥120号墩底板标高
面进行适当的调整。梁段号理论值实测值误差值3.5线形监控结果分析
15#111.232111.229-0.002由于实际检测过程中数据庞杂,这里列出部 14#111.166111.1840.018分张拉施工阶段的实际观测变化值绕度,本数据 13#111.034111.0470.013采于官渡河大桥120号墩梁底中心线标高实际变 12#110.846110.8580.012化值,见表1。
11#110.605110.6190.014由表1知该桥墩参考监控单位所提供的数据 10#110.315110.3300.015进行施工后,6、9、14号块的实际标高略高出了设 9#110.057110.0670.010计标高值,经过分析是由于模板长时间使用导致 8#109.772109.7870.015模板有相应的变形,但是通过后续的调整施工后 7#109.460109.4770.017标高与设计标高误差还是相对稳定的,在允许的 6#109.123109.1450.022误差范围之内。因此,我们可以说本次工程全桥张 5#108.762108.7810.019拉阶段的预测值较为准确,值得可信。
4#108.377108.3900.0133#108.029108.0390.0104结语
2#107.6107.6670.0031#
107.284107.2980.014通过官渡河大桥施工过程中线形监控的过程
0#106.888106.878-0.010中,得出如下结论:
0#106.827106.826-0.001(1)
采取真实可靠的数据,逐步修正结构参
1#107.191107.1990.008数,确保实际控制计算的准确性,力争实现结构的 2#107.539107.5520.013理想控制目标;
3#107.870107.8830.014(2)
通过应力监测可及时掌握悬臂施工过程中
4#108.183108.2030.020测点处混凝土的应力情况,保证悬臂施工过程中 5#108.528108.5380.010结构的安全。保证成桥阶段各应力测点的实测符 6#108.847108.8670.020合相关规范标准。
7#109.142109.1620.0208#
109.412109.4330.021参考文献:
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15#201116#
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《城市道桥与防洪》杂志
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Keywords: underground diaphragm wall, reinforcement cage, self-elevating platform of reinforcement cage, hoisting, turning-over frame
Research on Gonstruction Gontrol \"Technology of Long—span Gontinuous Beam Bridge Based on Grey Theory .................................................................................................................................................Ma Changlong, Song Can( 118)
Abstract: The final finished bridge state of prestressed concrete continuous girder bridges is greatly affected by many factors in the construction process. To ensure that the finished bridge state meets the design requirements, a plane model of beam-column elements is built by Midas/Civil 2019 to conduct the analysis on the deflection change and stress state of a prestressed concrete continuous girder bridge in the construction. On this basis, the change of bridge deflection is predicted through the grey theory GM (1,1) model. The results show that the predicted value, measured value and theoretical calculating value of the deflection change in the same trend. The grey theory prediction can efficiently reduce the error. At the same time, the actual force on the main pier section keeps certain regularity with the theoretical calculation, and the errors are small.
Keywords: grey theory, continuous girder bridge, construction monitoring, elevation control, stress control
Design of Bracket 0 for Six-span Continuous Beam..............................................................................................................................................................................................Dou Guokun, Wang Changfeng, Yue Hao, Sun Hongfa( 122 )
Abstract: Aiming at the section size diversity of two (40+4 x 65+40) m continuous girder piers of the Weitan Weihe River Bridge, the method of the gap firstly reserved at the upper joint of the pier, and then the cushion block pad out is used to design a set of triangular brackets adapted to the full bridge piers, and detachable and reusable. The finite element integral analysis model is established. The calculation results show that the bracket structure can meet the construction safety requirements, and can meet the commonality among all piers of the bridge, and save the material and engineering investment, which can provide the experience for the construction of the Block 0 bracket of the similar bridges.
Keywords: bracket design, Block 0, pier, finite element analysis
Elementary Discussion Monitoring Methods of Pre-stressed Concrete Continuous Girder Bridge .........................................................................................................................................................................................Zhou Zhixin ( 125 )
Abstract: The change of internal force and displacement of pre-stressed concrete continuous girder bridge by the cantilever casting method in the construction process are complicated. In order to ensure the construction quality anal safety of bridge, the construction monitor of bridge must be proceeded to realize the internal force of structure and the alignment of the bridge able to meet the requirements after the bridge is finished. Taking the main bridge of Guandu River Bridge as the engineering background, its main bridge is implemented of construction monitor and to guarantee the internal force of structure and the alignment of the main bridge able to meet the requirements after the bridge is finished.
Keywords: pre-stressed concrete, continuous girder bridge, construction monitor