(406440)连续梁桥线形控制方案

(406440)连续梁桥线形控制方案内容摘要：

算内容 大跨径预应力混凝土连续梁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个漫长而又复杂的施工过程。 对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，是施工控制中最基本的内容之一。 为了达到施工控制的目的，我们首先必须通过施工控制计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。 在大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑的施工中，施工 控制的第一项工作就是根据设计提供的有关资料对桥梁施工过程中的内力、应力和位移进行有限元分析计算，确定施工过程中每个阶段的变形和受力理想状态，以此为依据来控制和指导施工过程中每个阶段的结构行为，从而使得成桥后的线形和内力达到设计要求。 计算时按照施工组织设计中确定的施工方案来确定施工加载顺序，并进行结构分析，严格计入结构自重、预应力、温度以及混凝土收缩徐变等影响。 有限元模型 建立 结构有限元分析的内容有：按照设计和施工所确定的施工工序，以及设计所提供的基本参数，对结构进行正装；结构形变分析；控制截面 结构应变、应力及石武客专跨 安楚公路 （ 40+64+40） m 连续梁桥 线型监控方案 7 内力计算；结构预拱度计算分析，以确定立模标高。 目前常用的有限元计算软件有桥梁博士、 MIDAS/Civil和 Ansys 等。 桥梁博士 系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。 系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范。 对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。 本文采用 桥梁博士 系统 进行前进分析计算，并采用大型空间有限元分析软件 MIDAS/Civil进行结果复核。 在建立有限元计算模型时，将主梁划 分为 58 个单元，对该桥的施工过程进行了模拟，得到各个施工状态下的理论变形和受力。 桥梁上部结构采用 C50 混凝土，环境年平均相对湿度 70%，收缩开始时混凝土龄期为 5 天；挂篮自重模拟通过等效节点荷载来模拟；采用高强低松弛预应力钢绞线，松弛系数为 ，锚具变形与钢束回缩值（考虑反摩阻）为 6mm，管道摩阻系数 u=，管道偏差系数 k=。 477墩设 置为固定铰支座，其余各个墩均设置为滑动铰支座。 有限元计算模型如图 2 所示。 图 2 全桥有限元计算模型示意图 根据施工方案中拟定的施工过程对该桥 的施工过程进行了模拟。 根据设计文件，结合悬臂浇注施工方法，本桥的施工共划分为 32 个施工阶段，其中每个主梁节段的施工由 3 个阶段组成，即挂篮前移、混凝土浇注和预应力筋张拉。 详细施工过程见表 1。 表 1 全桥施工阶段划分 施工阶段 施工项目 施工阶段 施工项目 1 0块浇筑 17 5块张拉 2 0块张拉 18 挂蓝前移 3 挂蓝安装 19 6块浇筑 4 1块浇注 20 6块张拉 5 1块张拉 21 挂蓝前移 6 挂蓝前移 22 7块浇筑 7 2块浇筑 23 7块张拉 8 2块张拉 24 边跨 9直线段浇筑 石武客专跨 安楚公路 （ 40+64+40） m 连续梁桥 线型监控方案 8 施工阶段 施工项目 施工阶段 施工项目 9 挂蓝前移 25 拆除边跨挂蓝，安装临时刚性连 接构造 安装边跨合拢段 8 10 3块浇筑 26 张拉 T10 B10 B11 B12 11 3块张拉 27 挂蓝前移 拆除 0块临时固结 落梁 12 挂蓝前移 28 张拉 B7 B8 B9 13 4块浇筑 29 安装中跨合拢段 14 4块张拉 30 张拉 T11 B1B6 B13 15 挂蓝前移 31 二期恒载 16 5块浇筑 32 收缩徐变 1500 天 值得注意的是，施工阶段的模拟应根据实际 施工过程进行调整，因此有限元模型需要不断修正，以上计算都是动态的过程。 数据处理 结构计算的目标是提供以下理论控制数据： 1. 各施工梁段的计算挠度值 计算活载挠度值，阶段挂篮弹性变形，自重、预应力以及混凝土收缩徐变引起的悬臂前端挠度值等。 2. 各施工梁段的立模标高 大跨度连续梁桥悬臂施工过程中，施工控制的关键是挠度控制。 挠度控制的目的是：根据计算结果和各阶段实测数据，并与设计计算结果对比，调整梁段预拱度值（在立模标高计算中体现），确保成桥线形符合设计要求，保证合龙精度。 箱梁悬臂浇筑段的各节段 立模标高可参考下式计算： 1 2lm i sji di li glH H f f f   (1) 式中： lmiH —— 节点 i（待浇筑段箱梁底板前端点）立模标高； sjiH —— 节点 i 的设计标高，由于设计时给出的是线路轨底标高，故应根据设计轨底标高和梁高等数据反推各节段梁底的设计标高； dif —— 节点 i 在施工过程中由恒载引起的该点向下的累计挠度石武客专跨 安楚公路 （ 40+64+40） m 连续梁桥 线型监控方案 9 值，包括箱梁结构自重、预应力 及收缩徐变引起的挠度； lif —— 节点 i由静活载引起的向下的挠度值； glf —— 挂篮弹性变形值，由挂篮预压及高程实测确定。 在挂篮悬浇施工过程中，挂篮弹性变形是预拱度设置中必须考虑的因素。 其具体大小主要与浇筑梁段重量、挂篮吊带松紧程度等因素有关。 在挂篮初次进行梁段混凝土浇筑前，一般均需进行挂篮预压试验，以消除挂篮的非弹性变形，同时可得到比较理想的挂篮弹性变形与梁段重量的线性关系。 然而在悬臂浇注各个梁段过程中，由于不可预见的一些因素如挂篮的吊带松紧程度不同，实际的挂篮弹性变形往往与预压得到的结果有偏差。 这就需要监测挂篮在浇注过程中的实际弹性变形，并与预压结果比较，从而正确预测下一梁段的弹性变形。 在本桥施工过程中，采用下面的公式来推算挂篮的实际变形值：    2111 nnnnnnnnf fllfl llff (2) 式中： ff —— 浇筑第 n 号块件时挂篮的弹性变形值； nf ， 1nf ， 2nf —— 浇筑第 n 块混凝土后第 n、 n n2 号梁段前端的变位； nl ， 1nl —— 第 n、 n1 号梁段长度。 需要注意的是， nf 是混凝土底模前端的变位，是本节段挂篮定位标高与浇筑混凝土后标高的差值，它包括有已施工节段定位引起的刚体位移和挂篮的弹性变形两部分。 当 1nl = nl 时，由公式 (2)得出  212   nnnf ffff (3) 为此，由上述公式可以得到已施工节段的挂篮变形，再参照挂篮组装后的荷载实验结果可推断出挂篮变形规律，进而可以比较准确地预测施工节后的挂篮弹性变性规律。 提供计算表格 在考虑了各种情况的计算后，施工控制小组应在每个梁段浇筑前向施工单位石武客专跨 安楚公。