连续箱梁挂篮施工扰度控制总结.doc

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1、连续箱梁挂篮施工挠度控制总结张国坤江苏恒基路桥总公司摘要：大跨径多跨连续梁桥挂篮施工时，挠度及轴线控制的好坏直接影响到连续梁桥成桥后正常使用状态下的线形，施工时实施多方监测与监控是保证。九圩港特大桥跨越九圩港级航道，施工难度极大，施工时各节段挠度与轴线很难控制；本文就九圩港特大桥遇到的挂篮施工中常见的控制难点问题作一个总结，把高速公路中桥梁挂篮施工的一些经历同大家分享。关键词：连续箱梁，挂篮，挠度，控制总结。一、工程概况九圩港特大桥隶属于盐通高速公路南通段三座挂篮大桥之一，跨越九圩港级航道，桥孔布置左幅为：625+825米，右幅为：625+825米，主桥左右幅成反对称布置。全桥位于半径R=80

2、00m的平曲线上，桥梁全长。本桥上部构造主桥为变截面单箱单室三向预应力混凝土连续箱梁，引桥为25m跨径局部预应力混凝土连续箱梁，下部构造除7、8号主桥墩采用矩形实体墩，余均采用柱式桥墩、肋板式桥台、钻孔灌注桩根底。设计行车速度：120km/h，设计荷载： 汽车超20级，挂车120，地震烈度：度，按度设防。二、施工要点作为盐通高速公路控制性工程的九圩港特大桥，从开工以来一直备受各级领导的关注。江苏恒基路桥工程部从方案设计到具表达场施工，投入了大量人力、物力。位于九圩港中四个主墩的36根深水桩的钢围堰施工是关键，关系着整座大桥的成败。因桥位处的地质状况变化较大，九圩港又常年居于高水位，桥位处水深达

3、八米，加之春秋两季可能爆发的洪水，一般的钢围堰难于满足施工需要。为此，江苏恒基路桥工程部采取果断措施，毅然加大投入，委托专业设计院对四个钢围堰进展了再设计，使之加高、加厚，从而降低了水上施工难度，提高平安保障系数。重新设计的双壁钢围堰平安可靠，为水上主墩承台施工提供了平安保障。九圩港特大桥施工中最困难的是主跨箱梁挂篮施工，其连续钢构主跨长70米，分9个悬浇节段，整个箱梁悬浇共分84个节段。去年3月底，工程部组织技术骨干对箱梁悬浇编制了详细的施工方案，根据现场情况不断对方案进展优化，屡次召开悬浇方案研讨会，请专家指导、举行方案审查会，对挂篮施工的平安性、可靠性进展了充分论证，最后报业主、监理审核

4、批准。多层次的审核使施工方案不断得到了优化，为后续施工打下了良好的根底。针对图纸下发较晚，施工周期紧的特点，根据施工设计要求，箱梁悬浇采用先进的三角式挂篮施工工艺，承建单位江苏恒基路桥工程部除了投入四对专业性三角形挂篮外，对于箱梁施工的底外侧、内模均采用了新加工的钢模，确保了箱梁轮廓清楚、外表平整、线型平顺美观。大跨径多跨连续梁桥悬臂浇筑施工最重要的任务之一就是挠度与轴线的控制。为确保构造合拢精度与成桥运营状况下的线形，构造状态参数的选取及悬臂浇筑过程中预拱度的设置显得至关的重要。为了保证箱梁外观色泽一致、混凝土外表光洁，工程技术部专门成立混凝土外观质量攻关小组，对施工使用的水泥等原材料精心组

5、织试验，着重对混凝土的外观颜色进展比拟，选用优质混凝土脱模剂，为箱梁外观质量提供了可靠保证。三、连续箱梁施工控制桥梁施工控制的目的就是确保施工中构造的平安与确保构造形成后的外形与内力状态符合设计要求。对于悬臂施工的预应力砼连续梁桥构造来说，施工控制就是根据施工监测所得的构造参数真实值，进展施工阶段的计算分析，确定出每个悬臂浇筑阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进展分析、预测与对下一立模标高进展调整，以此来保证成桥后桥面线型、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值，以及构造内力状态符合设计要求。对于大跨径预应力连续梁桥的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法，构造的最终形成必

6、须经历一系列的施工过程，对施工过程中每个阶段进展详细的变形计算与受力分析。为了到达施工控制的目的，我们必须首先通过计算来确定桥梁构造施工过程中每个阶段在受力与变形的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的构造行为，使其最终成桥线型与受力状态满足受力要求。(1)挂篮行走系统就位控制在箱梁顶面两侧设平行对称辅助线，宽度为挂篮行走系统的中距，并在辅助线上每10cm作一明显标志横线，用以控制两桁行走相错不超过10cm。挂篮行走时，严格按辅助线行走。挂篮前后横梁的中心点投影在桥轴线上，桥轴线与轨道行走中心辅助线的延长点用经纬仪控制。挂篮就位后严格检查底模梁标高，砼浇筑时，要用水准仪反复测下横梁的吊

7、点变化，当超过5mm时要及时调整。(2)箱梁节段的控制节段长度的控制是在每一次浇筑好的箱梁端部根底上，上下游及轴线各设一个明显的控制点即桩号，用经过鉴定的钢尺量测三个点位至相应墩位中心线上的距离。同时用全站仪复测校正束控制各梁段的长度，要求误差不超过5mm，假设超过那么需及时调整。相应墩位中心线即7#、8#墩中心线，用全站仪测设在0#块顶面上。(3)箱梁线型控制箱梁线型控制是箱梁施工控制的主要内容，大跨径悬臂梁施工时必须进展有效的施工控制以保证成桥后的梁体线型及受力状态与设计尽量吻合，线型的控制包括平曲线线型控制与竖向挠度控制。平面线型控制根据设计平曲线要素，在施工每个节段前进展测量控制，竖向

8、挠度控制较为复杂。竖向挠度包括：各梁段自重的挠度；挂篮前移及施工荷载引起的挠度；混凝土徐变引起的挠度；各梁段预应力产生的挠度。这些因素均是在理想状态下挠度计算的依据，实际施工中应先用沙袋对每节段箱梁进展同等重量预压，测出每节段的重量，在各节段等荷载状态下挂篮的挠度，作为施工高程的控制依据。施工时还应与计算数据相校核，从而得出最正确施工控制数据，严格控制箱梁的竖向挠度及其横向偏移，假设有偏移并且该值较大时，进展误差分析，并确定调整方法。实际施工中还应采用如下措施控制：挂篮移至设计位置后，根据预压测得数据预抬立模标高。浇筑过程中跟踪测量标高的变化，及时调整。预应力施工后、挂篮前移后也需观测标高，及

9、时整理总结变化，施工中还应考虑体系转换过程中盆式支座压缩对标高产生的影响，应预留10mm。每块段施工完毕后均应在每天分早、中、晚定时进展两主墩各块段高程的联测，根据设计及时进展调整。A温度观测当施工至合拢段时，大气温度变化、日照温度差等对箱梁变形影响显著，为保证箱梁的顺利合拢与线形控制，对合拢段相邻两节段标高、间距进展24小时跟踪测量，同时量测气温变化值，根据变化情况，为大桥合拢提供适宜的时间。B挠度控制与观测挠度观测是控制成桥线形最主要的依据，主桥在施工过程中在每个节段都布置5个观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时观察箱梁是否发生扭转变形，保证箱梁悬臂端的合拢精度及桥面线形。a连续梁桥悬

10、臂浇筑施工时的挠度组成有：各主墩分段悬臂浇筑时T构体系的挠度；体系转换后各阶段连续体系的挠度与成桥后由恒载、活载及体系后期收缩徐变引起的挠度；挂篮体系受载后的挠度。由于挠度的计算涉及到计算图式、临时荷载模拟、混凝土浇注过程的模拟、预加力位置与张拉的模拟、后期恒载、活载的影响以及长时间的徐变的影响等等，所以挠度的准确计算实际上极其复杂，因而，在施工控制之前应反复的较核计算数据并与设计数据比拟从而发现问题。而在施工控制过程中，也应根据实测的标高数据修正构造分析参数。b构造变形的测量：为正确反映桥梁施工的变位，把梁底标高作为施工控制的目标。每节段变位监测点从梁底测点经腹板引到桥面。挂篮定位标高按梁底

11、待浇节段的最前沿横截面上的测点定位，浇完混凝土后，通过测量模板及梁顶预埋的钢筋头的标高与此时对应的梁底标高，建立梁底与梁顶测点的标高关系，这样已浇梁段的梁底标高可通过梁顶标高的测量值反响出来。 c构造的挠度控制：悬臂浇筑每节段施工的标高控制包括三个关键工况：挂篮前移定位标高；混凝土浇筑后标高；预应力张拉后标高。挂篮前移定位标高由四项内容组成：其一是构造成型的设计标高；其二是构造施工期的预变位，可根据构造成型线形反响计算求得；其三是活载引起的预抛高；其四是挂篮体系在节段混凝土浇筑过程中的变形预抛高。定位标高是控制构造线形的关键内容，故在挂蓝前移的过程中，应保证前吊带的均匀受力、后吊带与后锚收紧、

12、控制点定位标高的正确。混凝土浇筑后各控制点的标高，主要用于已建构造状态的校核，以便修正已建构造标高的计算值与预测待浇节段的计算参数、调整与优化成桥线形，得到待浇节段的施工标高。预应力张拉后构造控制标高的测量，目的在于获得与利用实测构造参数反响计算值的差异，从而了解预加力值是否发生偏差、预应力的线形模拟是否恰当、预应力损失是否估计得正确以及决定是否修改预加力的理论值。以下为挠度的观测方法:合拢段相邻节段各设5个测点，分别对模板及混凝土，顶板3个、底板2个，要求位置准确，固定牢靠，模板上采用5厘米长铁钉，混凝土上采用16钢筋制作，在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊结实，并要求竖直，露出混凝土面2cm

13、，露出端加工磨圆并涂漆标记，所观测数据为下阶段立模施工提供依据。为减少温度影响，挠度的观测安排在早晨太阳出来之前进展，在整个施工过程中主要观测内容包括：挂篮就位立模后、混凝土浇筑前后、预应力张拉前后、挂篮移动前后、边中跨合拢前后、以及撤除挂篮后、最终成桥前的各项检测值，以这些观测值为依据，对大桥进展有效的施工控制，同时分析桥梁的受力状态，对主梁有准确的判断。C轴线观测与控制主桥由于处在曲线上，能否将平面曲线控制好，将直接影响桥梁的受力与美观，为此，合拢段浇筑前，利用配重的调整，对平面偏移作出调整，使其到达设计要求。依据标准进展体系转换，保证平面轴线。线形控制中的考前须知：1、 对每套挂篮都要进

14、展等压加载来消除其非弹性变形，测出其弹性变形，为确定立模高程提供根本依据。2、严格控制混凝土容重，尽量使梁段混凝土各龄期的强度与弹性模量指标与计算采用值接近，减少实际值与计算采用值之间的误差。3、严格控制预应力筋张拉力的准确度与张拉时混凝土的龄期要求(龄期到达3天以上且强度到达设计强度的90以上)。4、在每个承台与0号块上布设根底沉降观测点与墩身压缩观测点，定测根底沉降与墩身压缩情况，并将结果反响在合拢前4个梁段与边跨段的高程中。5、定期观测温度对T构悬臂端挠度的影响，通常在早晨进展初测，在下午5点后进展复测，以消除温度影响。观测后将成果图表进展分析，从而为全桥的立模标高与线形调整提供依据。6

15、、从箱梁浇筑起，对全桥各梁段的标高与线形进展联测，并在梁段内逐步调整，以控制合拢精度。7、保证挂篮预留孔位置准确。当预留孔位置偏差较大时，挂篮不好调，甚至调整不到中线位置，因此必须提高各预留孔的准确度。同时为了防止振捣混凝土时移位，预留孔要用钢筋网固定。8、一般情况下，施工时对挂篮本身的弹性变形与非弹性变形都能比拟重视地考虑，但大都对挂篮与滑道之间、滑道与钢(木)枕之间 (木与梁顶混凝土之间的非弹性变形重视不够甚至无视了)，根据经历，这方面因造成的挂篮前端沉降高达610mm。所以，施工时必须对此予以重视并加强观测，积累经历，准确控制，消除影响。9、根据实践经历及资料研究，薄壁空心墩及箱梁变形对

16、环境温度与日照非常敏感。受日照时，受日照一侧的顶腹板温度与另一侧的顶腹板温度是不同的，且一天内也是反复变化的，且变形变化滞后于温度变化。因此，应对日照及环境温度影响进展自始至终的观测。10、在T构悬臂灌注施工期间，梁顶面所放材料、机具设备的数量与位置应符合线形控制软件计算模式的要求。在悬灌即将完毕时，梁体悬臂最大，施工时必须严格控制施工荷载的对称，并对墩的变形加强观测。11、线形控制观测点要有明显标记，并在施工中妥善保护，防止碰撞后弯折变形。四、挂篮的挠度控制总结 在悬臂浇筑混凝土的过程中，挂篮体系的变形是不可无视的。挂篮体系的变形一般是由挂篮体系在混凝土重量作用下的弹性变形及挂篮系统各连接杆

17、件因松动而引起的几何变形组成的。一般而言，挂篮体系的弹性变形是可以做到心中有数的，而几何变形通常因为其影响因素较多，从而增加了对其预测的难度。但是，尽管如此，挂篮体系的变形仍然是可以控制的。对于挂篮体系的弹性变形，一般可以通过空间有限元杆系程序近似地计算悬臂浇筑各节段作用下的挂篮变形，然后可以绘制挂篮弹性变形与节段重量的关系曲线。对于挂篮体系的几何变形，可以通过挂篮预压试验消除其影响，同时拧紧连接螺栓。另外，从挂篮预压资料中可以了解挂篮在模拟荷载作用从加载到卸载的过程挂篮体系的弹性变形与几何变形，这对于悬臂浇筑过程中挂篮变形的预抛高有一定的参考意义。从九圩港特大桥施工的情况我体会到挂篮体系的变

18、形起着举足轻重的作用。为防止挂篮体系的几何变形难以预测，一般要求施工单位在挂篮定位时紧固挂篮，这比挂篮变形理论计算值更为重要。同时也是为挂篮挠度的控制提供有力保障。1、通过线形控制将竖向挠度误差控制在15mm内，轴线误差控制在10mm内。2、施工过程中主梁截面应力在允许范围内，随时跟踪测量。3、桥面线型调整引起的桥面铺装层厚度增减平均值符合设计要求。4、桥梁预拱度满足二期恒载、1/2活载作用与设计混凝土徐变年限内的徐变变形要求该值通过计算确定。 另外，影响连续梁桥悬臂浇筑施工挠度控制的因素很多，以下就八个主要的因素做一个总结： (1)挂篮变形:如前所述，挂篮体系的变形对于连续梁桥悬臂浇筑施工构

19、造挠度的控制起着重要的作用。挂篮体系的变形一般可以参考其预压试验的资料，而具体的预测应根据已浇梁体施工时挂篮变形加以分析，从而可以推测待浇梁体挂篮的预抛高。挂篮变形预测的误差将直接导致节段标高的绝对误差与相对误差。 (2)混凝土弹性模量Eh:JTJ023-85标准规定短期荷载作用下受弯构件的刚度对于全预应力混凝土构件采用0.85EhI,其中Eh为混凝土的割线弹性模量，I为构件换算截面惯性矩。此规定的实质即对于全预应力混凝土构件在短期荷载作用下受弯构件混凝土的弹性模量采用0.85Eh。由于混凝土弹性模量的取值大小对于构造的计算分析有非常重要的作用，而施工现场混凝土弹性模量试验要做到试块的受力与真

20、实构件的受力相一致，这实质上有很大的困难，从而一般导致试验得到的混凝土弹性模量数值偏大。因而建议一般按标准取值。 (3)构件尺寸:构件实际尺寸与其设计理论值可能因模板放样误差、混凝土浇筑引起的模板走样而产生一定的偏差，而这种偏差将导致构造截面的几何特征、恒载与理论计算值存在偏差。因而，一般要求在节段施工完成后进展截面尺寸较核以便修正构造截面几何特征。 (4)构造超重:构造节段实际的混凝土用量可能因混凝土浇筑引起的模板走样而与理论设计用量产生一定的偏差，而这种偏差将导致构造节段混凝土超重、恒载与理论计算值存在偏差，这种偏差可以据构造节段施工的实测反响数据加以估计。同时也可根据截面的含筋量、混凝土

21、用量来估计构造的超重。 (5)预应力管道定位:由于悬臂浇筑的施工方法决定设计所用的预应力束的重心与悬臂梁截面的重心比拟接近，从而使得预应力管道定位正确与否对预应力张拉引起悬臂梁挠度的变化非常敏感，预应力管道定位误差10mm将可能导致预应力张拉引起的梁体变位误差数倍于管道定位误差。所以，预应力管道的定位应力求准确。 (6)预应力张拉影响:对于连续梁桥纵向预应力的张拉一般均采用两端同时张拉程序。由于实际的操作过程要做到两端同步张拉是极其困难的，所以，实测的预应力钢束引伸量或悬臂端预应力引起的构造变位通常与设计理论值有较大的出入。因而，要确保预应力张拉的同步到位，应该改良预应力的张拉工艺。另外，张拉

22、次序也要注意，纵向预应钢束按照由下而上、先长束后短束、先中间后两边的原那么张拉，再张拉横向预应力束，最后张拉竖向预应力钢筋，以减少梁体产生的过大不均匀应力，影响挠度。 (7)预应力管道摩阻系数:预应力管道的摩阻系数直接影响预应力损失，计算分析说明，管道摩阻系数的大小对预应力张拉引起梁体的标高变化影响很小，摩阻系数增大一倍，其引起的悬臂最大的节段在预应力张拉后标高降低缺乏5mm。 (8)混凝土收缩徐变:混凝土收缩徐变的影响因素较多，故在施工前应把一些不确定性的因素估计正确，如加载时间、临时荷载、永久荷载等。然后可以根据节段混凝土浇筑后养护期控制点标高变化获得其实际的影响。特别值得一提的是，由于该

23、桥四个主墩施工进度存在差异，在时间上相差两个月。时间差异将明显引起主墩之间的徐变差异，因而，时间的估计正确与否对于构造挠度控制有很大的影响。 五、完毕语 本文结合九圩港特大桥悬臂挂篮浇筑施工的线型控制，就影响构造挠度控制的各种因素做了较为详细的分析。一般认为，对于连续梁桥悬臂浇筑施工的挠度控制，挂篮变形控制是关键；混凝土弹性模量的选取、张拉顺序的选择、收缩徐变的影响也相对重要，其它因素的影响一般不是很显著。通过对九圩港特大桥主桥预应力砼连续梁桥的设计、施工与施工控制的实践，我们可以得出如下控制结果：1、合拢时合拢段的相对高差均控制在5mm以内，保证了成桥后桥面线型平顺，与设计相吻合；2、确保了施工过程中构造的可靠度与平安性，保证了桥梁变形、梁段的挠度变化与构造的应力状态符合设计要求。这些实际的经历对于设计人员或者现场技术人员都有很重要的参考意义。参考文献:1.范立础主编：桥梁工程上册人民交通出版社 1993年7月2.李国平主编：上海吴淞大桥施工控制技术 华东公路，1994年2月3.雷俊卿主编：桥梁悬臂施工与设计人民交通出版社 2000年5月4.向中富编著：桥梁施工控制技术人民交通出版社 2001年5月: 构造力学 高等教育出版社 1994年9月 第 14 页