客运专线预应力混凝土大跨连续梁转体施工监控.pdf

铁道建筑
Railway Engineerin
July, 2012
文章编号:1003-1995(2012)07-0026-04
客运专线预应力混凝土大跨连续梁转体施工监控
王振东
(中铁九局集团第七工程有限公司,辽宁沈阳110044)
摘要:介绍了客运专线大跨度预应力混凝土连续梁转体施工时梁体的施工监控,利用数值模拟的方法,
分别计算出了连续梁在恒載作用下的累积位移、活载位移、预拱度及各阶段的梁体应力,通过误差分析
和施工状态预测对计算模型进行修正,以此来保证成挢后桥面线形、合龙段两端悬臂端高程的相对偏差
不大于规定值,并确保施工过程中结构的可靠度和安全性,保证了桥梁顺利转体及受力状态符合设计要
求,为同类桥梁的转体施工提供了有益的参考。
关键词;转体施工结构分析线形监控应力监控
中图分类号:U445.465文献标识码:ADOI:10.3969/j.is.1003-1995.2012.07-09
架现浇+转体施工。该类桥梁的形成要经过一个复杂
1工程概况
的过程,施工工序和施工阶段较多,各阶段相互影响,
且这种相互影响又有差异,易造成各阶段的内力和位
盘锦至营口客运专线盘锦特大桥124“墩~127“移随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象,甚
墩设计为(80.6+128.0+80.6)m现浇连续梁,其中至内力和位移超过设计允许值,若不通过有效的施工
124“墩~125“墩跨林丰路、125“墩-126“墩跨既有沟海控制及时发现、及时调整,就可能造成成桥状态的梁体
线和电厂专用线,与沟海线斜交角度为167°10'、126“线形与内力不符合设计要求,或引起施工过程中结构
墩~127”墩跨石油管廊。该梁平面位于半径5500m的不安全。
的圆曲线上,纵断面位于半径25000m的竖曲线上,
在施工过程中,为保证合龙前悬臂端竖向挠度的
线路纵坡为-12.7%c。上部结构为(80.6+128.0+偏差不超过容许范围、保证合龙后的桥面线形良好、保
80.6)m单箱单室现浇预应力混凝土连续梁。箱梁顶证在施工中主梁截面不出现过大的应力,必须对该桥
宽12m,底宽7m,中支点处梁高9.6m,跨中9m直线主梁的挠度、应力等施工控制参数做出明确的规定,并
段及边跨21.95m直线段梁高为5.6m,梁底下缘按在施工中加以有效的管理和控制,以确保该桥在施工
二次抛物线变化。腹板厚64(支点)~110cm,底板厚过程中的安全,并保证在成桥后主梁线形符合设计
度为52(支点)~120cm,顶板厚度45~65cm。
要求
为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响,该
对于分阶段浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来
桥采用平衡转体的施工方法。即先在铁路两侧浇筑梁说,施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实
体,然后通过转体使主梁就位、调整梁体线形、封固球值进行施工阶段计算,确定出每个阶段的立模高程和
铰转动体系的上、下盘,最后浇筑合龙段,使全桥贯通。结构内力,并在施工过程中根据施工监测的挠度和应
转体段梁长63m+63m;转体角度125“墩为12°23'、力成果,对误差进行分析和预测或对下一阶段立模高
126墩为12°10';转体重量12000t,为抵消转体时曲程进行调整,以此来保证成桥后的桥面线形、保证合龙
梁的横向不平衡弯矩,转动中心横向偏心9.7cm
段悬臂高程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
2施工监控的意义和目的
3桥梁施工控制结构分析
本桥梁体为预应力混凝土连续箱粱,采用满堂支
3.1施工监控结构计算
收稿日期:2012-01-25;修回日期:2012-04-20
3.1.1施工监控结构计算模型
作者简介:王振东(1971ー),男,辽守台安人,高级工程师,硕士。
在施工之前,应对该桥在每一施工阶段的应力状
2012年第7期
客运专线预应力混凝土大跨连续梁转体施工监控
态和线形有预先的了解,故需要对其进行结构计算,该的实际状态和理想状态的偏差对计算进行整,分析
桥的施工控制计算除了必须满足与实际施工方法相符误差原因,利于较为准确地估计下一阶段的梁体挠度。
合的基本要求外,还要考虑诸多相关的其它因素。
1.3结构分析的目的
1)施工方案。连续梁桥的恒载内力、挠度与施工
①确定每一阶段的立模高程,以保证成桥线形满
方法和架设程序密切相关,施工控制计算前首先对施足设计要求;の计算每一阶段的梁体的合理状态及内
工方法和架设程序做一番较为深入的研究,并对主梁力,作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的应力和
架设期间的施工荷载给出一个较为精确的数值。
位移测试结果进行误差分析的依据。
2)计算图式。梁部结构要经过墩梁临时固结→3.2立模高程的确定
满堂支架施工→转体→中跨合龙→解除墩梁临时固结
在主梁的浇筑过程中,梁段立模高程的合理确定是
→边跨合龙的过程,在施工过程中结构体系不断发生关系到主梁线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问
变化,故在各个施工阶段应根据符合实际情况的结构题。如果在确定立模高程时考虑的因素比较符合实际
体系和荷载状况选择正确的计算图式进行分析计算。而且加以正确的控制,则最终桥面线形较为良好。
根据设计图反映的内容,对全桥总体结构建立能
立模高程并不等于设计中桥梁建成后的高程,
反映施工荷载的有限元模型,对该桥进行了正装分析,般要设置一定的预拱度,以抵消施工中产生的各种变
得到各阶段主梁变形状态。计算模型中根据悬臂施工形(竖向挠度)。其计算公式为
梁段的划分,支点、跨中、截而变化点等控制截而将全
Hm=Hw+こn+ど2t。t。tA。+
桥划分为80个结点和79个单元。
3.1.2施工控制的计算方法
式中,Hm为阶段立模高程;H为阶段设计高程;
满堂支架现浇+转体施工的连续梁桥梁结构的最.为由本阶段及后续施工阶段梁段自重在以阶段
终形成需经历一个复杂施工过程,以及结构体系转化产生的挠度总和;∑为由本张拉阶段及后续施工
过程,施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析是阶段预应力在立阶段引起的挠度;f3为混凝土收缩、徐
桥梁结构施工控制中最基本的内容。施工监控的目的变在立阶段引起的挠度;为施工临时荷载在阶段
就是确保施丁过程中结构的安全,保证桥梁成桥线形引起的挠度;/:取为使用荷载在阶段引起的挠度的
和受力状态基本符合设计要求。因此,必须采用合理50%;a为支架变形值;其中支架变形值是根据预压
的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每加载试验确定的,在施工过程中加以考虑,∑
分析法和倒退分析法进行施工控制的结构分析。
∑2,,f4,A在前进分析和倒退分析计算中己经
正装分析法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来加以考虑。根据上述计算式和监控分析,可以计算出
进行结构变形和受力分析,它能较好地模拟桥梁结构各梁段的预拱度如表1,表1中预计支架变形需要根
的实际施工历程,能得到桥梁结构各个施工阶段的位据支架预压试验与上阶段浇筑混凝土时梁体及支架的
移和受力状态,这不仅可用来指导桥梁施工,还能为桥变形来估算。
梁施工控制提供依据,同时在正装计算中能较好地考
虑一些与桥梁结构形成历程有关的因素,如混凝土的
应力监测
收缩、徐变问题。正装分析不仅可以为成桥结构的受
力提供较为精确的结果,还为结构强度、刚度验算提供
应力监控是连续梁桥施工监控的主要内容之