维普资讯 http://www.cqvip.com 量景量兰兰２ｃ 彤 兰曼量曼兰兰曼羔兰羔要量蓦量蚕 大型预应力混凝土连续箱梁结构桥梁的设计与施工 岳淑华张建庄李富恩 （黑龙江省农垦建三江局直公路站，黑龙江建三江１５６３００） 摘要：简要介绍了笔者参与建设的某大型预应力混凝土连续葙梁结构桥梁的设计与施工＿Ｔ－作。 关键词：连续葙梁结构；桥梁；仿真；施＿Ｔ－ 曾参与某大型预应力混凝土连续箱梁结构桥梁的设计与建设工作，该 桥主桥上部结构为三跨变高度预应力混凝土连续箱粱结构。全长３２４．０ｍ， 为单箱单室结构。箱梁为三向预应力混凝土结构，箱宽为１０．０ｍ，箱粱根部 梁高为７加，粱底下缘按二次抛物线设置。 １施工的仿真分析 大跨径预应力连续粱桥的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法 时，结构的最终形成必须经历一系列的施工过程，对施工过程中每个阶段 进行详细的变形计算和受力分析，是桥梁施工控制最基本的内容之一。为 了达到施工控制的目的。我们必须首先通过计算来确定桥梁结构施工过程 中每个阶段在受力和变形的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个 阶段的结构行为，使其最终成桥线型和受力状态满足受力要求。 １．１仿真分析的计算模型。在进行仿真计算时，将大桥主桥简化成平面 结构，各悬臂施工阶段离散梁单元，整个桥梁离散为１０１个粱单元，１０２个 节点，主墩Ｚ１， ，ｚ４简化为活动铰支座， 简化为固定铰支座。 １２仿真分析的结构设计参数。大多数情况下，采用规范设计参数计算 的结构内力和位移均较实测值大，这对设计是偏于安全的，但对于结构施 工控制来说是不容忽视的偏差，因为它将直接影响到成桥后结构线型及内 力是否符合设计要求。预应力计算参数：锚具变形与钢柬回缩值４ｍｍ，钢绞 线松弛损失按控制应力的４ｊ％，管道摩阻系数ｕ＝０．２５，管道偏差系数ｋ＝ ∞０２，支座沉降１０ｒａｍ １３施工阶段的划分。该桥采用悬臂浇筑方法施工，在施工过程中，设 置了临时支撑，在计算中除了考虑设置永久支座外，在悬臂施工期间设置 了４个临时竖向约束，以模拟实际施工的临时支撑。该次计算实际共划分 为２３个施工阶段和１个运营阶段，严格和实际施工状态相对应。 １．４施工荷载的模拟。在预应力砼连续粱桥的悬臂施工中，挂篮和模板 机具设备重对结构的内力和变形的影响很大。所以在仿真分析中，必须考 虑施工荷载～主要是挂篮的影响。一般说来在现浇１号段混凝土时挂篮设 备的静载全部落在墩顶上的０号段上，但是，在悬臂浇筑过程中，混凝土的 重量不断增加，使挂篮设备上的伸臂发生弹性变形，它使底模板前端的标 高也发生同样的变形，类似的变形将同样的发生在以后各阶段的施工中， 这种变形在挂篮拆除后却不能得到恢复。因此在各节点的预拱度值中，均 应计入这个影响，但是也可以调整吊带来解决。当浇筑２号段混凝土挂篮 设备一般分成两截，分别固定在（或者部分地落在）已完成的悬臂阶段上， 由于挂篮具有一定的静载，尤其在大跨度桥梁的悬臂施工中，挂篮设备的 重心距离悬臂梁的根部的力臂较大，使结构发生变形，但在挂篮拆除后，又 使原来的变形得到恢复。 １５仿真计算主要结果。通过计算结果分析可知，箱梁在悬臂施工过程 中，轴力、弯矩曲线较为顺畅，施工阶段截面上下缘均为压应力。而且都在 规范允许的范围之内。 在运营阶段，正常使用极限状态下组合１箱梁应力基本上处于全截面 受压状态，而且满足规范要求。其它荷载组合除了部分几个截面顶板或底 板出现很小拉应力（最大不超过０．５ＭＰａ），箱梁应力基本上处于全截面受压 状态，箱梁的应力满足规范要求。 ２施工控制的参数识别和现场测试 ２１参数的识别。结构设计参数的变化能导致桥粱结构内力的变化和 形状的改变，因此我们在大跨度桥梁的施工控制中，必须对设计参数进行 识别和修正。不同的设计参数对结构状态的影响程度是不同的。总的说来， 对于连续粱主要的设计参数有以下几个方面： ＺＩ．Ｉ结构几何形态参数：主要是桥梁结构的跨径、高跨比、线型等，它 们表征了结构的形状和结构最初的状态。 Ｚ１２截面特征参数：截面的面积、抗弯惯性矩等。 ２．１．３与时间有关的参数：温度、混凝土龄期、收缩徐变是随着时间而变 化的参数。 ２．１Ａ荷载参数：主要是结构构件自重力、施工临时荷载和预加力。 ．２１５材料参数：主要是指材料的弹性模量Ｅ和剪切模量Ｇ，对于混凝 土材料来说，这两个参数有一定的波动，在桥梁的施工控制中要对其进行 识别。 这五类设计参数在同一座桥梁的施工控制中并不是每一个设计参数 对桥梁结构状态的影响都是一样的，因此我们要对设计参数进行辨别，一 方面要确定设计参数的实际值，另一方面要辨别对结构状态影响较大的设 计参数即主要参数，为了达到这个目的，对设计参数的识别，总的来讲，有 两种方法和手段：其一，通过现场测量来确定设计参数的值。这主要是结构 几何形态参数、截面特征参数和材料特征参数，它们可以通过现场测量方 法或试验测量手段来确定。其二，通过结构计算分析来确定主要设计参数， 也就是设计参数敏感性分析方法。在这里我们主要采用的是第一种方法。 ２２现场测试。为了确保施工控制的顺利实施，施工过程中各项技术参 数的准确测定至关重要，它是进行施工控制的必要初始参数，它为施工的 仿真分析提供了实测依据，是最终实现施工控制目的的最关键的一步。这 次我们主要现场测试的内容如下： ２２１应力观测。在大桥上部结构的控制截面布置应力测点，以观察在 施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况。然后把结果及时反馈给 设计人员，和计算结果相验证，在计人误差和变量调整后由设计人员分析 以后每阶段乃至竣工后结构的实际状态，同时可以根据当前施工阶段向前 计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态并预报下一阶段当前一安装构 件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施 工阶段对可调变量实施调整。 ２．２２挠度观测。挠度观测资料是控制成桥线型最主要的依据，根据以 往的经验，在每个施工段的断面上上布置五个高程观测点１、２，３、４、５，顺序 是从上游至下游排列，间距为６米＋５米＋５米＋６米，控制点３为桥梁中线 点，这样不仅可以测量箱粱的挠度。同时可以观察箱粱是否发生扭转变形。 在施工过程中，对每一截面需进行立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预 应力钢筋张拉前、预应力钢筋张拉后的标高观测，以便观察各点的挠度和 箱粱曲线的变化历程，保证箱粱悬臂端的合拢精度和桥面线型。 ２２３温度控制。温度是影响主粱挠度的最主要的因素之一，温度变化 包括目温度变化和季节变化两部分，日温度变化比较复杂，尤其是日照作 用，季节温差对主梁的挠度影响比较简单，其变化是均匀的。因此为了摸清 箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况，在梁体上布置温度观测点 进行观测，以获得准确的温度变化规律。 ２２．４混凝土弹性模量和容重的测量。混凝土弹性模量的测试主要是为 了测定混凝土弹性模量Ｅ随时间的变化规律，采用现场取样通过万能实验 机进行测定。混凝土弹性模量和容重的测量是在现场取样，采用实验室的 常规方法进行测定。 ３施工控制的措施 ３．１对悬臂施工实行第三方监测，确保挠度和施工标高的测量准确无误。 ３．２施工单位应将已经施工阶段的实测挠度及标高等参数提前３天反 馈给设计人员，以便设计人员对将施工阶段的标高进行调整和控制 ３３预应力钢绞线在具体张拉过程中，及时向设计人员提供有关数据， 以便核对延伸量，同时也是验证预应力有关参数的准确性。实测延伸量和 理论延伸量符合较好，满足设计要求。 ３．４为了避免不平衡荷载的出现，悬臂施工段除了施工机具外。不得堆 放其它物品和材料，以免引起挠度偏差。 ３．５悬臂施工按照对称平衡的原则进行施工，施工过程中应随时注意 两悬臂不得出现不平衡荷载。 结论：通过施工的实践，可以得出如下结论：模拟仿真计算与实际标高 误差很小，给施工带来了很大的方便。从而也证明了理论计算模式的先进 性、正确性。合拢时不需要进行压重和纠偏，保证了成桥后桥面线型平顺， 与设计相吻合。确保了施工过程中结构的可靠度和安全性，保证了桥梁变 形、粱段的挠度变化和结构的应力状态符合设计要求。 参考文献 【１］范立础．桥梁工程（上册）帆北京：人民交通出版社。１９９３． ｆ２］雷俊卿：桥梁悬臂施工与设计帆北京：人民交通出版社，２０００． ｆ３１刘黎明－主跨１３８米预应力砼连续梁桥的施工控制叮
