连续梁桥施工中的挠度监测和控制
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连续梁桥施工中的挠度监测和控制
陈鹏
(北京铁建工程监理有限公司天津分公司，天津市300142)
强商要】在连续桥粱的施工中，对连续粱桥施工的挠度监测是一个重要的方面，本文主要针对连续梁桥施工中挠度的监测和控制做了一些探讨。
呋罐词】连续梁桥；挠度监测；控制
预应力混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平稳舒适、伸缩缝少、养护简单以及抗震能力强等优点，—般采用挂篮悬臂浇筑施工。同时，这种施工方法也给桥梁结构带来了复杂的内力和位移变化，挂篮的自重和变形、箱梁段自重、施工周期、预应力效应、混凝土收缩与徐变等，都将对桥梁结构线形及内力产生很大的影响。
1工程概况
某大桥主桥为三跨预应力混凝土连续梁桥，属于双线一级铁路桥，直曲线梁，线间距4．6m，曲线半径为6000m，跨度布置为40m+64m+40m，上部结构为单箱单审斜腹板交高度箱梁；箱梁顶板宽13m，中支点梁高为52m，跨中梁高为2．8m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径为195m；采用4‰的线路纵坡，2％的双向横坡；采用纵向、横向和曝向三向预应力体系。该桥采用菱形挂篮悬臂浇筑法施工，全桥分两个T构对称悬浇，每个T构包括9个梁段，两个边跨各有7．6 m的现浇段，边、中跨合龙段均为2m。合捌瓯序为先合龙边跨，拆除卡墩临时支墩，再合龙中跨。
2舡控制的目的和内容
桥梁旋工控制的目的就是确保施工中结构的安全及结构形成后的线性和内力状态符合设计要求，对于悬臂施工的预应力混凝土连续梁来说，就是根据施工监测所得的结构参数实测值仿真分析，确定出每个悬臂旌工灞主阶段的立模高程，并在施工过程中根据施工监测成果对误差进行分析，确保成桥后桥面的线形和内力状态符合没计要求。
3挠度计算的方法
大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工多采用节段悬臂施工法，结构随着施工阶段的进展不断转换体系，超静定次数由低到高，逐步组成最后的结构体系，结构的弹性内力和徐变收缩引起的次内力都需要分阶髓寸算。有限单元j裂步计算法的原理是将梁部结构简化为在节点相接的梁单元的组合，节点假定位于通i蜘形心的轴上，划分单元时使每个单元的混凝土具有均二的徐变收缩特性。在每个时间间隔，对当时已形成的结构进行一次全面的分析，一求出该时间间隔内产生的全部节点的位移增量和节点力增量。该增量与本时间间隔开始时的位移或节点力值相加即得到本时间间隔终了时的节点位移及节点力状态。这样，按工序先后，依次计算，逐步累计，即可得到结构在各个施工阶段或使用阶段的内力和变形状态。—般情况下，考虑计算精度和费用等因素，桥梁节段施工的计算都采用空间或平面杆系结构模型。连续梁桥施工计算所用结构单元部可按空间或平面梁单元处理。
4影响挠度的因素分析
4_1．甍凝土弹f生模量
混凝土弹性模量的取值大小对于结构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“因而建议一般按规范取值”。
．42混凝士节段的超重
结构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溺十用量产生一定的偏差，而这种偏差将导致结构节段混凝土超重、恒载与理论计算值存在偏差，这种偏差可以根据结构节段施工的实测反馈加以估计“同时也可根截面的含筋量、混凝土用量来估计结构的超重”。
43混凝士收缩捡变
混凝土收缩徐变的影响因素较多，故在建立结构模型时应把～些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。
“挂篮变形
挂篮体系的变形对于连续梁桥悬臂浇筑施工结构挠度的控制起着重要的作用。“挂篮体系的变形—般可以参考其预压试验的资料，而具体的预测应根据已建梁体施工时挂篮变形加以分析，从而可以推测待建梁体挂篮的预抛高，挂篮变形预测的误差将直接导致节段标高的绝对误差和相对误差”。，
5梁监控的方法及具体内容
5．1施工过程控制框架
桥梁的施T过程控制是一个系统工程，主要包括两部分，一部分是数据采集，即监测；另—部分是数据分析和处理，即控制。
52桥梁结构仿真复核验算
桥梁结构的复核验算主要是针对桥梁上部结构，复核桥梁在设计荷载下箱梁内部的应力、应变以及挠度是否满足设计要求和现行规范、标准及强制性条文的要求。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、M i—das／C i vi l和A N SY S等。下面我们采用大型有限元分析软件M i—da s／C i vi l进行分析计算，将主梁划分为70个单元，对该桥的施工过程进行模拟。在建立有限元计算模型时，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3di挂篮自重和混凝上湿重的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03，锚具变形与钢束回缩值(考虑反摩阻)为6m m，管道摩阻系数u=023，管道偏差系数k=0．00250
53连续粱粱端挠度监测
实际施工中，我们要通过挠度监测来得到实际挠度值，挠度监测的方法是在梁的同一方向截面上预埋测点进行监测。此大桥挠度监测实际操作为：采用高精度自动安平水准仪测量，在梁底中线和两翼板均设置测点，在混疑土浇筑前后、预应力鹣长拉前后均进行测量，以得出挂篮弹性变形、自重挠度和预应力产生的挠度。
5．4连续梁挠度对比
桥梁监控主要分为现场的监测和对施工的控制，以得到的现场数据的采集主要就是对现场数据的监测。现场数据采集后要纷蝓计计算并和设计参数对比，从而判断结构的受力状态，及早发现问题并解决问题，决定施工是否按照原计划进行。
6绪语
随着施工技术的不断发展，桥梁监控已经是桥梁施工中不可或缺的—部分。它的主要且的就是确保施工过程中的安全，同时保证成桥后各构件的线形和内力状态符合：殳i十要求。它可以随时监测桥梁内部结构的受力状态，形象的反映桥梁的受力数据，指导控制A旺，将桥梁设计者的意图很好的贯彻到桥梁施工中，保证桥梁的结构稳定。
渗考文献]
111雷俊卿桥粟悬臂施工与设计f M l．北京：人民交通出版社，2000．
f2】邓凤学．大跨度连续粱桥悬臀浇筑施工的挠度控制分析．铁道建筑，2008．