挂篮施工中梁体线形控制施工技术.doc

1、挂篮施工中梁体线形控制施工技术【摘要】本文主要阐述了挂篮施工中梁体线形施工控制系统的工作组成，在监控过程的实施方法，重点介绍梁体线形监控中的应力监测、线性监测、温度场测量等方面的内容。 【关键词】施工监控、应力检测、线形检测 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 在桥梁挂篮施工中，梁体线形控制是保证工程质量的关键。通过在工程实践中的研究和总结，重点研究悬臂段混凝土浇筑、预应力筋张拉、挂篮走行、线形监测等方面，形成较成熟的施工工法，确保以后类似工程施工能有章可循。本文重点研究梁体线形监控系统的组成和实施过程。一施工监控系统 施工监测系统是大跨度桥梁施工控制系统中的一个重要部分，各种桥

2、梁施工控制中都必须根据实际施工情况与控制目标建立完善的施工控制系统。施工控制系统主要包括：结构设计参数监测、几何 状态监测、应力监测、温度监测等几个部分，其组成如图所示。 施工监测系统示意图 二具体实施方法 1、应力监测 结构的应力测试结果一方面用来评价施工质量，另一方面还可用于桥梁施工过程中结构安全和竣工后的跟踪监测，进一步完善桥梁设计理论。对大跨度预应力混凝土桥梁而言，由于混凝土材料的非均匀性和不稳定性，受设计参数(如材料特性、密度、截面特性等参数)、施工状况(施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度、湿度、时间等参数)和结构分析模型等诸多因素的影响，结构的实际应力与设计应力很难完全吻合

3、，即计算应力不可能准确反映结构的实际应力状态。因此，在预应力混凝土结构的应变实际测试中，通过系统识别、误差分析与处理，使测试应力尽可能地接近于实际，从而较准确地掌握结构的真实应力状态，再根据混凝土的应力应变关系，可以推算混凝土在不同应力状态下的单轴应变计算公式，从而计算混凝土的应力。 （1）传感器选择 基于大桥施工工期长、工作量大(测量频繁且须多点同时读数)、现场测试环境差(边施工，边测量)，密封、绝缘要求高，温度变化难于预测，因撞击、振捣损坏传感器器件的情况不可避免。同时，还必须设法排除混凝土收缩徐变对测试结果的影响。在整个监测监控期间，为了不影响桥梁现场施工进度，鉴于同类桥梁施工监控的经验

4、，拟选用埋入式钢弦应变传感器。目前，工程界普遍认为，埋入式钢弦应变传感器量程大、精度高、零漂和温漂小，且自身防护破损的能力好，便于长期观测，是混凝土应变测量较理想的传感元件。 （2）测试断面及测点布置方案 实践表明：箱型截面整体性好，结构刚度大，承受正、负弯矩及抗扭能力强，是一种经济合理的截面形式。单箱单室薄壁截面，可提高单位面积的惯性矩。对于大跨度三向预应力混凝土连续梁桥，箱梁结构在混凝土悬浇中各截面的应力分布有很大的差别，起控制作用的因素是主梁的自重、挂篮和预应力，因此监测主梁的上下缘正应力就显得尤为重要。 应力测试断面的选择主要考虑以下因素： 结构受力的关键截面； 施工流程； 本桥自身的

5、特点； 结构的对称性； 结构或构件的受力特点。 （3）钢弦应变计埋设 为保证埋设的钢弦应变计有较高的成功率，需对埋设的应变计适当处理和进行多项检查。在操作中尽可能准确地使钢弦应变计与纵向应力方向保持一致。为防止混凝土浇筑过程中传感器的窜位和角度改变，埋设时用扎丝将传感器较牢捆扎在钢筋上。 （4）主桥箱梁结构应力测量 混凝土箱梁的悬浇过程大致可分为三个工序：混凝土浇筑后；预应力张拉后；挂篮前移、立模。应力测量考虑到施工中特殊工况和温度大幅变化等情况，因此，按混凝土浇筑后和预应力张拉后（或预应力张拉挂篮前移后） ，分别对箱梁混凝土的应力进行跟踪监测，然后对体系转换后箱梁结构各工况改变后的应力监测，

6、直至箱梁竣工。测量时间选定在每一工况结束后 36 小时为宜，同时，在每一施工阶段，各工况测量时的温度变化不能太大。 （5）测试应力误差分析 混凝土结构的应力是通过应变测量获得的 式中载荷作用下混凝土结构的弹性应力；E混凝土弹性模量；弹载荷作用下混凝土结构的弹性应变。 混凝土的应变可分为受力应变和非受力应变，在实测的应变中它们是混杂在一起的。根据 CEBFIP(1990)标准规范，在时刻 t 承受单轴向应力的混凝土构件,在时刻 t 测量总应变可分解为： 式中加载时初应变；时刻 t 时的徐变应变；收缩应变；温度应变；系统应变误差。 桥梁结构的实际状况与理论状况总是存在着一定的误差，究其原因，主要由

7、设计参数误差、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等综合因素干扰所致。只有通过理论分析、误差分析等手段，使测试应力结果尽可能地接近于结构实际，才能较准确地掌握结构的真实应力状态。 2、线形监测 按客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准的要求，对主梁悬臂浇筑过程中的立模标高、局部线形、轴线偏位、同跨对称点高程差、合拢段相对高差、断面尺寸偏差、已浇筑段及成桥后主桥系统控制等指标进行控制监测。 该项目桥梁线形测量主要包括挠度监测、主梁轴线偏位测量。平面线形测量以大桥施工控制网为基础，选择线形测量的控制网点。 线形监测是大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的核心之一，确定好线形测点很重要。为确保测试结

8、果的准确、可靠，每个施工块件上前端各布置 3 个对称的挠度观测点（见图 3-4、见图 3-5） ，以利于在观测箱梁挠度的同时，同时观察箱梁是否发生扭转变形。0#块的高程观测点不但是本块件箱梁顶板设计标高的控制点，同时也是后续各悬浇节段高程观测的基准点，因此每个主墩及次主墩箱梁顶面的高程控制点作加密布置，具体见图 7。块件的挠度测点位置设在距块件前端约 10cm 处、箱梁中线和两个腹板对应的顶面，并尽量与施工单位共用一套测点，以互相校核。测点采用 16 钢筋制作，在垂直方向上与箱梁顶板的上下层钢筋点焊牢固，并保持垂直，顶部磨圆并露出混凝土面 12cm，采用红油漆标记。 3、温度场测量 结构受力状

9、态及线形的变化除与结构外荷载状态等因素有关外，还与结构体系的温度场相关。桥梁结构在桥位处各种环境因素的影响下，其温度场的变化主要体现在长期季节温差和短期体系温差两种形式上。长期季节温差主要是由于季节变换（环境气温）而引起结构整体升降温，对结构的影响主要体现在：结构整体升降温及合拢温度控制；短期体系温差主要指桥梁结构在日照等因素影响下，在结构内部产生不均匀温度场，形成温度梯度。施工过程中，这两种形式的温差将对结构的内力及线形产生重要影响。因此，必须在施工过程中对温度场进行监测。 温度的测试主要有以下两种情况：悬臂施工过程中的温度测试，与应力测试同步进行；在桥梁结构施工至大悬臂状态时，进行一次温度挠度的 24 小时连续观测，以准确了解它们之间的关系。 （1）测量工作内容 温度场的测量工作内容主要包括：环境温度测量；箱梁温度场测量； （2）测试仪器及元件 同应变测量。 （3）测试断面与测点布置 温度场测试断面的选择及测点布置主要考虑以下因素：一般认为，桥梁沿长度方向的温度变化比较小；结构的对称性；结构或构件温度场的分布特征；合龙合拢精度控制需要。基于上述因素，全桥共布置 2 个截面(同应变测量)。 以上主要介绍连续梁施工中梁体线形控制系统的工作内容，重点介绍梁体线形监控中的应力监测、线性监测、温度场测量的工作组成。通过研究能够形成较成熟的施工工法，为以后类似工程施工提供可借鉴的依据。