预应力混凝土连续梁桥的施工监控

・２８・　建筑与发展　

ＪｉａｎＺｈｕＹｕ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　路桥建设　

ＬｕＱｉａｏ　Ｊｉａｎ　Ｓｈｅ　

预应力混凝土连续箱梁桥施工监控　

于海涛　

赤峰市红山区公路管理段赤峰市０２４０００　

【摘要】预应力混凝土连续梁桥采用悬臂浇筑法施工，需要进行桥梁施工监测与控制。以某大桥为例，介绍了预应力混凝土连续粱桥施工　

监控细则。　

【关键词】预应力混凝土；连续箱梁桥；裂缝成因；预防措施　

前言：　桥梁施工监控的任务就是对桥梁施工过程实施监控，目的是确保　

在施工过程中桥梁的结构内力和变形始终处于容许范围之内，确保各　

种事情发生在掌控之中，保证成桥状态符合设计要求。施工控制的最　

基本要求是确保施工中结构的安全和确保结构成型后的外形和内力状　

态符合设计要求。　

一、施工监控的■耍性及基本原则　

连续梁悬臂施工要经历一个漫长而复杂的过程，以及体系转换的　

过程。施工阶段、结构体系转换、约束条件和施工荷载都在不停变化，　

桥梁的内力状态和变形随之变化，加上实际施工的各种因素的干扰，　

包括材料的性能、施工荷载、预应力损失、混凝土收缩徐变和温度，　

施工监控最重要的目的是确保施工过程中结构的安全，具体表现为：　

结构内力合理，结构变形控制在允许范围内，并保证有足够的稳定性。　

某项目其主桥上部结构为３５ｍ＋６０ｍ＋３５ｍ预应力混凝土连续箱梁。　

其中，箱梁根部高度３．５ｍ，跨中高度１．８ｍ，箱梁根部底板厚８０ｅｍ，跨　

中部底板厚２５ｅｍ，箱梁高度以及箱梁底板厚度按２次抛物线变化。工　

程采用悬臂浇注施工，其跨径大、地形条件复杂，最终成桥需经历一　

个漫长而又复杂的施＿丁与体系转换过程。通过建立系统的控制系统，　

进行实时有效的监控，确保大桥最终受力安全、结构稳定、线形良好。　

（一）施工监控　

大跨径连续刚构桥的施工控制是一个　

“施工一测量一识别一修正一预告一施工”的　

循环过程。　

某大桥监控流程图见图１。　

１．线形控制　

为了确保成桥的各项参数符合设计要求，　

轨道双线预应力混凝土连续梁桥施工监控方案(doc 31页) 新建铁路怀邵衡线怀化至衡阳段客货共线（60+100+60）m有咋轨道双线预应力混凝土连续梁桥施工监控方案

第1页 西南交通大学峨眉校区科技处 西南交通大学

SOUTHWEST

JIAOTONG

UNIVERSITY

新建铁路怀邵衡线

怀化至衡阳段客货共线

（60+100+60）m有咋轨道双线预应力混凝土

连续梁桥施工监控方案

西南交通大学峨眉校区

二○一五年五月 新建铁路怀邵衡线怀化至衡阳段客货共线（60+100+60）m有咋轨道双线预应力混凝土连续梁桥施工监控方案

第1页 西南交通大学峨眉校区科技处 新建铁路怀邵衡线怀化至衡阳段客货共线（60+100+60）m有咋轨道双线预应力混凝土连续梁桥施工监控方案

第1页 西南交通大学峨眉校区科技处

目 录

1 工程概况 ............................................................................................................................ 1

2 监控的目的、原则、方法及主要工作 ............................................................................ 1

2.1 监控目的 ....................................................................................................................... 1

羔瑷接寒　

预应力混凝土连续箱梁桥施工监控技术　

夏春柏　盐城市交通规划设计院江苏盐城２２４００１　

【摘　要１￣，Ｘｓ５２９省道射阳河大桥预应力混凝土连续梁桥为例，介绍　混凝土连续梁桥施工控制内容、方法。实践证明，通过采用严格的施工控　制方法，射阳河大桥合拢段标高相差１　ｃｍ以内，满足要求，确保了桥梁施工　过程中结构的可靠性和安全性。　【关键字】预应力混凝土；连续梁桥；施工；监控　

１．工程概况　￥３２９省道位于盐城市阜宁县境内，跨越Ｖ级航道射阳河，通航净宽　为６０ｍ，净高为５ｍ，桥梁全长５４７．２８ｍ，单幅宽度１２．７５ｍ。主跨上部结构　为５０ｍ＋８Ｏｍ＋５Ｏｒｎ变截面预应力连续箱梁结构。箱梁为单箱单室结构，　顶面宽度１２．７５ｍ，箱宽为６．７５ｍ，根部梁高为４．５ｍ，合拢段梁高２．Ｏｍ，　梁底下缘按二次抛物线变化。汽车荷载为公路Ｉ级。　２．施工控制的内容和目的　桥梁施工阶段的控制是一个系统工程，通过对相关数据的采集、　分析和处理，研究理论计算值与实测值不一致的原因，以确定下一个施　工阶段合理的施工参数（立模标高），从而调整桥梁的内力和线形，使　二者同步达到设计期望值，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂　端标高的相对偏差不大于规定值，以及结构内力状态符合设计要求。　３．施工控制分析　预应力混凝土连续梁桥的施工过程比较复杂，其不仅要经历Ｔ型　刚构悬臂浇筑节段形成主梁的过程，还要经历体系转换的过程，即由　对称的单“Ｔ”静定结构转变为超静定结构。通过理论分析，可以得到　各施工阶段的理想标高和内力值，但实际施工中受各种因素的干扰，可　能导致合拢困难，使成桥线形与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安　全、外形、可靠性、行车条件和经济性等方面带来不同程度的影响，因　此在施工过程中，必须实施有效的施工控制，主要包括线形控制、应力　控制、结构安全控制、温度观测和有关材料试验控制等。从某种意义上　讲，线形控制尤其是悬浇施工中挠度控制和预拱度控制是保证桥梁线　形符合要求的必不可少的措施。　３．１线形控制　线形控制主要是桥梁成桥纵向标高控制，即针对箱梁的标高进行　监控。桥面标高的影响因素包括立模标高、结构（含挂篮）及临时荷载　产生的变形等，考虑到上述各种因素，在线形设计时，预先对桥梁结构　进行变形计算，同时提出在混凝土连续箱梁逐段施工时采用的立模标　高，以保证桥梁建成后线形能够满足设计要求。　３．２温度观测和有关材料试验　温度变化、预应力、混凝土等材料特性（弹性模量、强度、密度、热　膨胀系数等）对结构刚度和结构受力影响很大，施工过程通过各种有效　措施，对桥梁施工的周围环境温度、湿度和主要材料参数进行测定，在　设计和施工时参照测定的参数值选取计算参数，通过合理而准确的设　计计算，为施工提供较为准确的立模标高。　３．３应力控制　预应力混凝土连续箱梁弯矩和剪力是主梁中起控制作用的力，主　梁各截面的上、下缘正应力和支点附近至Ｌ／４段内的主拉应力是应力控　制的重点，施工时需加强桥梁主梁内力（预应力、施工荷载、体系转换、　温度等）的控制，通过各种有效的监控和测试方法实现对应力的控制。　３．４结构安全控制　根据悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁施工特点，保证现场桥梁施　工的安全，桥梁的稳定安全系数是结构安全的重要系数。结合现场施工　组织设计，考虑各施工工况和各种施工中可能发生的情况，预先进行桥　梁施工稳定性计算，施工过程中应结合现场各种应力监测数据和节段　施工完成后标高测量数据，进行合理的分析、判断，提出预防措施，建　立安全保证体系，达到桥梁施工时稳定性的控制。　４．射阳河大桥现场的施工控制　施工挠度的计算与控制是桥梁悬臂施工中的难点，科学合理地确　定悬臂浇筑梁段的预拱度设置是至关重要的。只有预拱度设置合理，才　能保证一个跨径内将要合拢的两个悬臂端在同一水平线上，也才能保　证桥梁上部结构在施工和运营一定时间后能达到设计所期望的标高线　形。　４．１位移控制方法　４．１．１桥梁悬臂挠度的计算。施工过程中的挠度计算不仅与力学模　式的选取有关，而且更重要的是与许多影响挠度的因素有关，这些因素　主要包括：施工阶段的一期恒载、施工临时荷载、悬臂挂篮重量、人群　荷载、温度、施工误差等。此外混凝土材料自身的弹性性能、收缩与徐　变变形的性能、预应力钢束应力损失的随机陛、施工荷载随预应力筋张　拉锚固的增多而产生的随机变化等，都使准确计算挠度变形比较困难。　为此必须按既定施工程序对弹性挠度和徐变挠度两部分进行计算和控　制。　４．１．２桥梁施工时预拱度的设置。为克服桥梁悬臂施工引起的静定　结构的短期弹性挠度和长期徐变挠度，保证桥梁在同一跨内合拢时两　悬臂端的标高相差不大，对于静定悬臂施工的两端应保持平衡并预设　上拱度。一般设置预拱度的曲线及数值，是将从施工开始到完工时间段　内每一节点的弹性和徐变总挠度曲线及数值反向进行设置，即主桥的理　论上拱度曲线。　４．１．３设置预拱度时应考虑的因素。桥梁悬臂施工设置预拱度时除　了应考虑一期恒载、混凝土徐变产生的挠度因素外，还应考虑当悬臂梁　合拢转换体系以后产生的二期恒载、次内力（徐变、收缩及温度影响）和　１／２汽车静活载的影响。为了施工的简化，通常可以将这些影响值总和　作为跨中预拱度的最大值，以两桥墩支点为零点，其余各点可以近似的　按二次抛物线进分配。　４．２挠度控制和预拱度设置施工流程图（略）。　４．３，－￣ｒ模标高控制　在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的确定是否合格关系到　主梁的线形是否平顺，是否符合设计。如果在确定立模标高时考虑的因　素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较好，否则，最　终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。　４．３．１标高控制方法。挠度观测是进行主梁标高控制的主要手段。　一般可采用精密水准仪和因瓦水准尺对埋设在已施工梁段上的挠度测　点进行周期性的监测。对于箱粱截面，可在各梁段的悬臂前端的腹板承　托处各布置１个测点。测点可采用较粗的短段钢筋（长短一致）制作，其　上端镦粗或垂直焊接小块钢板。为消除顶板厚度变化对标高的影响，　必须保证测点下端的位置相对固定。　４．３．２线形控制结果。通过采用严格的控制方法和设置预拱度，射　阳河大桥主跨跨中合拢标高相差约１．Ｏｃｍ，满足桥梁合拢要求。射阳河　大桥合拢后成桥中跨跨中高出理论设计竖曲线约４．４ｃｍ，当完成桥面系　及附属结构物施工后，桥梁跨中高出理论设计竖曲线约２．６ｃｍ。　５．结论　通过对射阳河大桥８０ｍ预应力混凝土连续梁桥的施工控制，得出　如下结论：（１）本文采用的立模标高计算公式概念清楚，使用方便简单而　且采用该公式计算出的标高与实际标高相比误差很小；（２）通过采用严　格的施工控制方法，合拢时合拢段的相对高差在ｌｃｍ以内，合拢时不需　要进行压重和纠偏，保证了成桥后桥面线形平顺，与设计相吻合；确保　了施工过程中结构的可靠性和安全性，保证了桥梁变形、梁段的挠度变　化；（３）受各种因素影响，施工各阶段主梁挠度的理论分析值与实际挠　度有一定偏差，应在施工过程中逐步修正理论值，否则由于误差的积累　性，最终将导致主粱线形偏离设计线形；（４）确定各节段的立模标高时，　要结合温度影响值进行修正，否则极易导致主梁线形偏离设计目标。　

２０１２年第６期　（总第２２０期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬｏＮＧＪｌＡＮＧ　ＪｌＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．６，２０１２　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２２０）　

悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥施工监控技术　何文斌　（广东省长大公路工程有限公司）　

摘要：结合某桥对大跨径悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥施工监控技术进行探讨，详细介绍了现场测量、　现场测试和测验结果分析判别等主要方法及内容，为类似桥梁施工监测提供参考。　关键词：连续梁桥；监控技术；现场测量；现场测试；测验结果分析判别　中图分类号：Ｕ４４８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—３３８３（２０１２）０６—００９０—０１　

１工程概况　该桥桥轴线走向顺直平顺，处于平坡段，位于顺线路方　向两侧隧道出洞口之间。结构形式为预应力混凝土连续刚　构桥，主梁采用挂篮悬浇的方式进行施工，能适应地形复杂　的恶劣条件。该桥起始里程为Ｋ９＋１３６．４５４，终点里程为　ｌ＜９＋３１３．２９４，桥梁全长为１７６．８４　ｍ。该桥主梁采用４６　ｍ＋　８０　ｍ＋４６　ｍ预应力混凝土连续刚构，顶板宽度９．８　ｍ，底板　宽度６　ｍ，中支点梁高５．５　ｍ，边支点及跨中梁高２．５　ｍ，梁底　从距墩中心２　ｍ处到距墩中心３９ｍ处按１．８次抛物线变　化，顶板厚３０　ｃｍ，底板厚度从距墩中心５　ｍ处到距墩中心　３９　ｍ处按１．８次抛物线变化，由３０　ｃｍ变化至８７．６　ｃｍ，０　块　底板厚度从距墩中心２　ｍ处到距墩中心５．５　ｍ处由１５０　ｃｍ　线性变化为８７．６　ｃｍ，腹板厚度为８０　ｃｍ及４５　ｃｍ。墩顶０　块设一个厚４００　ｃｍ的横隔板、边跨端部设厚２００　ｃｍ的横隔　板及跨中设置５０　ｃｍ的横隔板外，其余部位均不设横隔板。　箱梁纵向预应力钢束：纵向预应力钢束设置了顶板束（Ｔ）、　腹板束（ｗ），边跨底板束（Ｂ），中跨底板束（Ｄ），边跨顶板合　龙束（ｓ）及中跨顶板合龙柬（Ｍ）六种，纵向预应力分别采用　１２ｑ￣ｓ１５．２（对应于中跨顶板合龙束（Ｍ）），１３￣ｓ１５．２（对应于　中跨底板束（Ｄ））（部分中跨底板束为１７９ｓ１５．２）和１７９ｓ　１５．２（对应于顶板束（Ｔ）、腹板束（ｗ），１５￣ｓ１５．２（边跨底板　束（Ｂ）），１５９ｓ１５．２（边跨顶板合龙束（ｓ）），张拉控制应力　１　３３９．２　ＭＰａ。箱梁竖向预应力及０　块横隔板横向预应力采　用ＰＳＢ８３０（‘ｐ３２）精轧螺纹钢筋。主桥连续箱梁采用挂篮悬　臂现浇法施工。各单“Ｔ”箱梁除０号块外分为ｌ０对梁段，　箱梁纵向分段长度为４　Ｘ４ｍ＋６　Ｘ３　ｍ。Ｏ’块总长１０．０　ｍ，中　跨、边跨合龙段长度均为２．０　ｍ。边跨现浇段长度为４．９　ｍ。　悬臂现浇梁段最大重量为１２０　ｔ，挂篮自重及施工荷载按　５０　ｔ考虑。　２施工监控主要方法　预应力混凝土连续刚构桥施工过程比较复杂，影响参数　多。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设　计与实际的不一致性，在施工过程中应按照受力要求、线形　要求、调控手段、预防四个原则通过设计参数识别、设计参数　预测、优化调整等方法实施实时监控，对这些参数进行识别　和预测。　３施工监控主要内容　３．１现场实时测量　（１）主梁测量　大跨径预应力混凝土连续刚构桥的主梁在主梁每一节　段的施工过程中，对箱梁顶面的挠度进行观测，并且在节段　浇筑、预应力张拉及挂蓝前移的前后都需观测主梁挠度变　化，为控制分析提供实测数据。线形监测分为竖直面内的线　收稿日期：２０１２—０２—０９　・９Ｏ・　形监测与水平面内的线形监测两个部分，通过两个面内的测　量准确掌握桥跨的真实空间状况，有效地控制桥跨的施工过　程。　本桥为分阶段浇筑结构，悬浇阶段每个监测断面上布置　两个对称的高程观测点，不仅可以测量箱梁的挠度，同时可　以观测箱梁是否发生扭转变形，标高测点用中１６圆钢，圆钢　筋顶部磨平，露出顶板２—３　ｃｍ，并用红油漆作为标记。　墩顶用全站仪进行测量，主墩顶上下游各设１—２个测　点，测点位置选在墩顶便于观测的可靠位置处。　本桥横向应力测点具体布置方法为：在中跨跨中截面　顶、底板中轴线处各设置两个钢筋应力计，方向为横向，共设　置四个。全桥共布置钢筋应力计：４个。由于桥墩高，对于　纵向应力选定全桥的两个“Ｔ”作为应力观测对象，每个墩选　择墩底、墩中墩顶三个截面，每个截面布置４个，两墩共２４　个。大桥箱梁的关键截面布置应力观测点，在箱梁的根部、　Ｌ／４、／＿，／２共９个截面布置混凝土应力传感器，每个截面布置　６个，箱梁共５４个纵向应力测点。　考虑到要适合长期观察并能保证足够的精度，该桥选用　钢弦式应力计和配套的频率接收仪作为应力观测仪器。该　应力计的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，比较适合于　应力长期观测。其主要性能指标如下：量程：０—４０　ＭＰａ，分　辨率＜０．２％ＦＳ，稳定性：３～５　Ｈｚ（０．１～０．１６　ＭＰａ）／３个月。　混凝土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；钢筋应力计通过连接钢筋固定在受力主　筋上。施工过程中注意对应力计和引出导线的保护。为了　能让应力传感器长期发挥作用，在桥梁投入使用后继续发挥　作用，采集相关数据，将应力传感器导线头统一安置在铁皮　箱内，长期保护。根据应力测点的埋设，应用应力计便可测　得实际施工状态时箱梁内的应力，以此来对结构的安全进行　监测。并在各个块件施工过程中的应实测顶、底板应力值中　总结其变化规律。　日温变化比较复杂，且易引起主梁顶底板温度差，使主　梁产生挠曲。因此应在桥上布置测点，进行适当的观测，摸　清箱梁日照温度的情况。考虑到各个“Ｔ”的温度大致相同，　故只选一个“Ｔ”的一个悬臂（定为１号墩悬臂）作为温度测　试对象。共设一个观察截面，布置３６个温度测点。　（２）挂篮测量　采用附着式钢弦应力传感器及其配套的接收仪对挂篮　主要构件进行应力测量，采用水准仪对挂篮变形进行测量。　在挂篮的主要杆件上各布置２个应力测点，在挂篮的前吊点　各布置１个挠度测点。　３．２现场测试　（下转第９２页）