中南大學土木工程學院—預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工PPT學習教案

1、會計學1 中南大學土木工程學院中南大學土木工程學院預應(yīng)力混凝土預應(yīng)力混凝土 連續(xù)梁橋懸臂施工連續(xù)梁橋懸臂施工 1 2 3 4 第1頁/共28頁 前前 言言 1 第2頁/共28頁 p 懸臂施工法概述 u懸臂施工法是預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋的主要施工方法。 u采用懸臂施工法施工有若干關(guān)鍵問題需要解決。例如： 如何保證合攏前兩懸臂端豎向撓度的偏差和主梁軸線的橫向偏移不超過容許范圍； 如何保證合攏后的橋面線形良好；如何避免施工中主梁截面出現(xiàn)過大的應(yīng)力； 這些問題若處理不當，不僅會對結(jié)構(gòu)受力不利，而且可能會使主梁梁底曲線不順暢，形成永久性缺陷而影響外形美觀。為了解決好這些問題，唯一的辦法就是對施

2、工過程實施監(jiān)測和控制。 第3頁/共28頁 施工控制的目的、內(nèi)容施工控制的目的、內(nèi)容2 第4頁/共28頁 施工控制的目的、內(nèi)容施工控制的目的、內(nèi)容 p 施工控制的目的 u 定義： 施工控制就是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進行施工階段計 算，確定出每個懸澆節(jié)段的立模標高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的 成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調(diào)整，以此來保證成 橋后橋面線形、合攏段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規(guī)定值,以及結(jié) 構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。 u 目的： 橋梁施工控制的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成 橋橋面線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。 第5頁/共28頁 施工控制的目的、內(nèi)

3、容施工控制的目的、內(nèi)容 p 施工控制的內(nèi)容 u 內(nèi)容：內(nèi)容：變形控制變形控制和和應(yīng)力監(jiān)測應(yīng)力監(jiān)測。 變形控制就是嚴格控制每一節(jié)段箱梁的豎向撓度及其橫向偏移 ，若有偏差并且偏差較大時，就必須立即進行誤差分析并確定 調(diào)整方法，為下一節(jié)段更為精確的施工做好準備工作。 應(yīng)力監(jiān)測則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應(yīng)力，尤其 是合攏時間的控制，使其不致過大而偏于不安全，避免在施工 過程中造成主梁破壞。 第6頁/共28頁 施工控制的目的、內(nèi)容施工控制的目的、內(nèi)容 p 懸灌施工連續(xù)梁橋施工控制過程主要體現(xiàn)在： u 施工控制模擬結(jié)構(gòu)分析； u 施工監(jiān)測(包括結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力監(jiān)測)； u 施工誤差分析； u 后續(xù)

4、狀態(tài)預測（提供下一節(jié)段立模板標高）。 第7頁/共28頁 施工控制結(jié)構(gòu)分析施工控制結(jié)構(gòu)分析(計算計算)3 第8頁/共28頁 p 施工控制結(jié)構(gòu)分析(計算)的作用： u 為了達到施工控制的目的，我們首先必須通過施工控制計算來確 定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每個階段在受力和變形方面的理想狀態(tài)(施 工階段理想狀態(tài))，以此為依據(jù)來控制施工過程中每個階段的結(jié)構(gòu) 行為，使其最終成橋線形和受力狀態(tài)滿足設(shè)計要求。 第9頁/共28頁 p施工控制結(jié)構(gòu)計算的一般原則： 預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制計算需要考慮如下因素： u施工方案： 由于連續(xù)梁橋的恒載內(nèi)力與施工方法密切相關(guān)，施工控制計算前應(yīng) 首先對施工方法作一番較為深入地研究

5、，并對主梁不同施工階段各節(jié)段 的撓度和應(yīng)力給出一個較為精確的數(shù)值。 u計算圖式： 連續(xù)梁橋一般要經(jīng)過墩梁固接懸臂施工邊跨合攏解除墩梁固 接中跨合攏的過程?？梢?，在施工過程中結(jié)構(gòu)體系不斷地發(fā)生變化， 因此在各個施工階段應(yīng)根據(jù)符合實際狀況的結(jié)構(gòu)體系和荷載狀況選擇正 確的計算圖式進行分析、計算。 第10頁/共28頁 u結(jié)構(gòu)分析程序： 對連續(xù)梁橋的施工控制計算而言，采用平面結(jié)構(gòu)分析方法基本可以滿 足實際施工控制的需要。可采用橋梁博士3.1、Midas/Civil進行計算。 u非線性影響： 非線性對中小跨連續(xù)梁橋的影響可以忽略不計，對大跨徑則有必要考 慮非線性的影響。 u預加應(yīng)力影響： 預加應(yīng)力直接影響

6、結(jié)構(gòu)的受力與變形，施工控制中應(yīng)在設(shè)計要求的基 礎(chǔ)上，充分考慮預應(yīng)力的實際施加程度。 第11頁/共28頁 u混凝土收縮、徐變的影響： 連續(xù)梁橋施工控制計算必須計入混凝土收縮、徐變對變形的影響。 u溫度： 溫度對結(jié)構(gòu)的影響是復雜的，通常的做法是對季節(jié)性溫差在計算中予 以考慮，對日照溫差則在觀測中采取一些措施予以消除，減小其影響。 u施工進度： 施工控制計算須按實際的施工進度以及確切地預計合攏時間，分別考 慮各個部分的混凝土徐變變形。 第12頁/共28頁 p施工控制的結(jié)構(gòu)計算方法前進分析法： 對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋， 施工控制結(jié)構(gòu)計算的計算方法一般采用前進分析法。 u為了計算出

7、橋梁結(jié)構(gòu)在成橋后的受力狀態(tài)，只有根據(jù)實際結(jié)構(gòu)的 配筋情況和既定施工方案逐個階段地進行計算，最終才能得到成 橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形情況。 u這種計算方法的特點是：隨著施工階段的推進，結(jié)構(gòu)形式、邊界 約束、荷載形式在不斷地改變，前期結(jié)構(gòu)將發(fā)生徐變，其幾何位 置也在改變，因此，前一階段的結(jié)構(gòu)狀態(tài)將是本次施工階段結(jié)構(gòu) 分析的基礎(chǔ)。 第13頁/共28頁 p前進分析法的基本步驟： u1、確定結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)：主要包括：中跨、邊跨(次邊跨)的大小、橋面線形、橋墩的高度、橫截面信息、材料信息、約束信息、預應(yīng)力索信息、混凝土徐變信息、施工臨時荷載信息、二期恒載信息、體系轉(zhuǎn)換信息等。 u2、基礎(chǔ)、橋墩和0號塊澆筑完成

8、：計算已澆筑部分在自重和外加荷載作用下的變形和內(nèi)力。 u3、在每一個橋墩上對稱地依次懸臂澆筑各個塊件，直到懸臂澆筑完成，掛籃拆除。計算每一次懸臂澆筑時結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力，每一階段計算均依照上一階段結(jié)束時結(jié)構(gòu)變形后的幾何形狀為基礎(chǔ)。 u4、進行邊跨合攏(次邊跨合攏)、中跨合攏，計算這幾個主要階段結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。 u5、橋面鋪裝：計算二期恒載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形。 第14頁/共28頁 p立模標高的確定： u立模標高并不等于設(shè)計中橋梁建成后的標高，要設(shè)一定的預拱度，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形(撓度)。其計算公式如下： 12345lmisjiiiiiigl HHffffff 式中： lmi H i節(jié)

9、段立模標高(節(jié)段上某確定位置)； sji H i節(jié)段設(shè)計標高； 1i f 由各梁段自重在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和； 2i f 由張拉各節(jié)段預應(yīng)力在i節(jié)段產(chǎn)生的撓度總和； 3i f 混凝土收縮、徐變在i節(jié)段引起的撓度； 4i f 施工臨時荷載在i節(jié)段引起的撓度； 5i f 使用荷載在i節(jié)段引起的撓度； gl f 掛籃變形值。 第15頁/共28頁 u其中掛籃變形值是根據(jù)掛籃預壓加載試驗，綜合各項測試結(jié)果，最后其中掛籃變形值是根據(jù)掛籃預壓加載試驗，綜合各項測試結(jié)果，最后 繪制出掛籃荷載繪制出掛籃荷載- -撓度曲線，進行內(nèi)插而得。而撓度曲線，進行內(nèi)插而得。而 五項在計算分析中已經(jīng)加以考慮，計算分析中給出的

10、預拋高值五項在計算分析中已經(jīng)加以考慮，計算分析中給出的預拋高值 就是這五項撓度的總和。就是這五項撓度的總和。 12345iiiii fffff 、 、 、 ypgi H lmisjiypgigl HHHf 第16頁/共28頁 施工控制監(jiān)測內(nèi)容與方案施工控制監(jiān)測內(nèi)容與方案4 第17頁/共28頁 p 施工監(jiān)測的目的 預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)測的目的就是在懸臂施工 過程中，通過監(jiān)測主墩和主梁結(jié)構(gòu)在各個施工階段的應(yīng)力和 變形來達到及時了解結(jié)構(gòu)實際行為的目的。根據(jù)監(jiān)測所獲得 的數(shù)據(jù)，首先確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，其次保證結(jié)構(gòu)的受力 合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術(shù)保障。 第18頁/共28頁

11、p 主梁結(jié)構(gòu)部分設(shè)計參數(shù)的測定 在此只考慮主要的、而且可測定的參數(shù)。具體測定工作的進行，應(yīng) 根據(jù)該橋所在的自然環(huán)境情況、所用材料情況、施工工藝及工序情況來 加以測定。需測定的參數(shù)如下： u 混凝土彈性模量；(必須試驗確定) u 預應(yīng)力鋼絞線彈性模量； u 混凝土容重；(必須試驗確定) u 混凝土收縮徐變系數(shù)； u 材料熱脹系數(shù)； u 施工臨時荷載；(主要是掛籃自重) 第19頁/共28頁 p 主梁施工撓度觀測與標高控制 u 準備工作準備工作 : : 1、施工單位完成掛籃及托架試驗。除安裝檢查外，重點進行掛籃變形測試，測試結(jié)果為掛籃和托架的結(jié)構(gòu)荷載撓度曲線圖，實測彈性及非彈性變形值。 2、邊跨現(xiàn)澆

12、段支架試驗要求相同，試驗結(jié)果要告之施工控制組。 3、主橋軸線及橋墩位里程、高程均根據(jù)全橋三角網(wǎng)點和水準網(wǎng)點由施工單位進行兩次復測。 4、線形控制小組要按施工進度劃分的階段，應(yīng)用施工控制程序求得每一節(jié)段的梁體撓度，并轉(zhuǎn)化為各梁段計算的立模標高。 5、施工單位配合施工監(jiān)控組設(shè)置橋墩沉降觀測點。 第20頁/共28頁 p 梁段測點基準點的設(shè)置 u 墩頂0號塊箱梁頂面水準點為箱梁懸臂澆筑施工的標高控制點。 將高程控制點引至0#塊梁段頂面上，標上明顯標記并保護好。在以后的施工期就以此點為基準，作為其它水準測量的后視點，得出所測梁頂?shù)母叱獭?每一墩頂至少應(yīng)布置兩個基準點，每次測試時首先應(yīng)進行基準點之間的相互

13、校核。為了防止墩的沉降，要求對于這些基準點，每隔一個月復測一次。 101 標高測點 第21頁/共28頁 u 從箱梁第1號節(jié)段開始，在梁段前端距端面10cm斷面（橋縱向），沿 橫向布置3個箱梁頂面標高測點，其中中間測點主要用于連續(xù)梁水平 軸線的測量控制。 u 測點采用16的短鋼筋制作，底部焊于鋼筋籠上，頂部磨圓露出砼面 1.52.5cm，測頭磨平并用紅油漆標記，這樣不僅可以測量箱梁的撓 度，同時可以觀察箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。 u 上述標高測點中包括了橋中線位置控制測點。 第22頁/共28頁 p監(jiān)測規(guī)定 u （1）對于每一個懸澆梁段應(yīng)進行至少3種工況的標高觀測，即掛籃就 位及立模后、澆筑混凝土后、

14、張拉完預應(yīng)力鋼束后。 u （2）除立模調(diào)整外，撓度觀測時間一般應(yīng)在早晨太陽出來前完成（ 清晨5：008：00時間段內(nèi)）。 u （3）在進行標高觀測的同時，應(yīng)進行中軸線位置觀測，墩沉降觀測 ，根據(jù)施工的進度情況，進行周期性觀測。 u （4）在對梁段標高和中軸線進行測量時，若現(xiàn)場實測值與預測值對 應(yīng)誤差為15mm（高程）、5mm（中軸線偏位）時，應(yīng)向監(jiān)理和施工 控制組（線形控制小組）匯報，在施工控制組人員認可和監(jiān)理同意觀 測結(jié)果后方可結(jié)束測量。 第23頁/共28頁 p合攏段觀測 u （1）合攏段是箱梁施工的重點之一，更是線形控制的難點，故 應(yīng)高度重視。 u （2）合攏段相鄰懸臂施工的最后梁段施工前

15、，應(yīng)對相應(yīng)梁跨進 行聯(lián)測，以確定最后梁段懸臂施工的立模高程，保證合攏精度。 u （3）合攏段的高程觀測應(yīng)按6種工況進行實測：臨時支承約束解 除后、勁性骨架焊接前、澆筑混凝土前、后，張拉部分預應(yīng)力鋼 束后，勁性骨架解除后、張拉完所有預應(yīng)力鋼束后。 u （4）在現(xiàn)澆合攏段之前，監(jiān)控單位配合施工單位對最大懸臂長 度時溫度變化及相應(yīng)撓度變化進行24小時測量。 u （5）控制標準應(yīng)按設(shè)計文件要求。若設(shè)計文件中無此要求，則 應(yīng)按鐵路橋涵技術(shù)規(guī)范的規(guī)定要求執(zhí)行。 第24頁/共28頁 p主梁懸臂澆筑施工的主要精度要求 參照客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準（鐵建設(shè) 2005160號），結(jié)合目前測試儀器的誤差范圍，施工監(jiān)控控制精 度初定如下： 項目項目規(guī)定值或允許偏差（規(guī)定值或允許偏差（mm） 懸臂澆筑狀態(tài)懸臂澆筑狀態(tài) 混凝土強度混凝土強度符合設(shè)計要求符合設(shè)計要求 立模標高立模標高3 懸臂梁段高程懸臂梁段高程15，-5 合龍前兩懸臂端相對高差合龍前兩懸臂端相對高差L合龍段 合龍段/100，且 ，且15 梁段軸線偏位梁段軸線偏位15 成橋狀態(tài)成橋狀態(tài) 梁段頂面高程差梁段頂面高程差10 軸線偏位軸線偏位10 頂面高程頂面高程 L100m20 相鄰節(jié)段高差相鄰節(jié)段高差10 斷面尺寸斷面尺寸 高度高度15，-5 頂寬頂寬10 頂板厚頂板厚10，0 底