悬浇梁桥施工监控

1 施工控制的基本原理和方法

4.1 施工监控的原理

桥梁施工监控是一个预告→监测→识别→修正→预告的循环过程。施工监控最重要的目的是确保施工过程中结构的安全，具体表现为：结构内力合理，结构变形控制在允许范围内，并保证有足够的稳定性。

本合同段主桥大跨径变截面预应力混凝土连续梁施工监控的原则是“线形控制为主、应力监测为辅，确保成桥线形符合设计要求，确保施工过程中结构的安全”。 4.2 施工监控的方法

大跨径预应力连续梁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系列的施工过程，而在每一个施工过程中已经完成的节段其实际状态已经形成，在施工过程中施工荷载会发生变化，施工进度也会由于天气原因、施工人员、施工机具和施工材料的影响会和计划的有出入等等原因，为保证施工后成桥的线形和结构安全，在施工前和施工过程中均须对结构进行详细的计算分析，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，这是桥梁施工控制最基本的内容之一，也是本桥梁施工控制的方法核心。

在施工前应根据施工方提供的施工方案进行初期的结构分析计算，在施工过程中应根据控制监测的实际数据进行计算分析。施工前期的计算是根据前期施工单位提供的施工方案对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为。施工过程中的结构计算是根据施工监测的数据、进行分析处理，分析现阶段状态与理论状态之间的偏差原因，对计算数据进行参数识别、修正，使计算模型逐步与实际状态接近，误差能控制的设计容许的范围内，根据此模型计算预测下一施工节段的立模高程。施工过程中的结构计算分析是一个不断对结构计算参数进行识别、进行修正的过程，贯穿于整个施工过程中。

目前桥梁计算分析方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力分析法。正装分析法是指为了计算出桥梁结构成桥后的受力状态，根据实际结构配筋情况和施工方案设计逐步逐阶段地进行计算，最终得到成桥结构的受力状态。这种计算方法的特点是:

安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司 第5页

随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断地改变。倒装计算法（倒退分析法）是按照桥梁实际加载的逆过程进行结构分析，可以获得桥梁结构各施工阶段理想的立模标高，指导施工，控制结构的受力状态。

本桥施工过程分析拟采用正装分析和倒装分析相结合的方法。分析中把0#块施工完成时的工况作为正装计算起点，成桥状态作为倒装计算的起点，对挂篮前移就位、混凝土浇筑完成和预应力束张拉完成等工况作静力分析，得出相应工况下控制截面的应力和节段截面变形。以倒装计算结果作为施工预拱度控制的依据，以正装计算结果作为应力和变形监控的依据。

计算成果：计算成果包括设计参数识别、各施工阶段的应力及挠度及后续施工的控制预报。

设计参数识别：在本桥施工控制中，对于设计参数误差的识别就是通过量测施工过程中实际结构的行为，分析结构的实际状态与理想状态的偏差，用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计参数，经过修正设计参数，来达到控制桥梁结构的实际状态与理想状态的偏差的目的。首先，要确定引起桥梁结构偏差的主要设计参数，对于本桥来说主要是截面特性参数、收缩及徐变参数、荷载参数及砼的弹性模量等；其次，运用卡尔曼滤波或最小二乘法等理论和方法来识别这些设计参数误差；最后，要得到设计参数的正确估计值，通过修正设计参数，使桥梁结构的实际状态与理想状态相一致。

施工阶段的应力与挠度分析：不可能通过监测得到全桥各断面的应力，只能得到一些代表性断面的数据，故需要通过计算得出各施工阶段其它部位的应力。通过比较应力、挠度的实测值与计算值，调整设计参数，使得计算结果与监测结果一致，则可认为计算能反映实际结构。

安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司 第6页

2 桥梁施工控制方案

5.1 施工控制的主要内容

本标段桥梁施工监控包括以下主要内容：

1）对施工单位的0#块和1#块支架、边跨直线段支架、施工挂篮悬浇、合龙段施工等施工方案提出建议；

2）根据施工图纸、施工方案，建立平面或空间仿真计算模型，根据施工过程进行分析计算；

3）提出计算分析报告，给出各施工阶段的位移值、应力值； 4）编制施工监控实施细则，作为施工监控指导性文件； 5）收集桥梁施工过程中的技术参数及资料； 6）0#块支架搭设完毕后，布设支架变形测点；

7）0#块施工支架堆载预压前后，测量支架上测点的变形值，分析确定支架预设拱度量，结合理论计算，给出0#块的立模标高，下达监控指令；

8）0#块（或1#块）钢筋绑扎过程中埋设应力传感器、位移测点、温度传感器，在混凝土浇注前，测量其初始值；

9）在0#块混凝土浇注后、预应力张拉后，测量温度、应力、线形，同时测量0#块顶高程点的标高；

10）施工挂篮拼装好后，分析确定挂篮的荷载变形曲线，给出2#块的立模标高，下达监控指令；

11）在2#块混凝土灌注前后、预应力张拉前后，测量挂篮实际变形、块段前方测点的变形和应力，进行参数识别，分析确定3#块的立模标高，下达监控指令；

12）重复11内容，直至悬浇块段施工结束；

13）在合龙前，选择日照较强的一天，进行连续24小时观测，得出梁体温度线形曲线，下达监控指令，提出合龙段施工指令；

14）在合龙段压重、劲性骨架安装、混凝土浇注、预应力张拉、体系转换前后，进行应力、线形的监测，根据监测结果，提出桥面系施工指令；

15）桥面系施工完成后，测量成桥阶段应力、线形；

安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司 第7页

16）若施工过程中出现异常，及时进行预警； 17）编制监控总结报告。 5.5 施工托架预压、挂篮静载测试

5.5.1 托架预压

箱梁墩顶0#块、1#块和边跨直线段采用支架现浇的施工方法。支架在自重和其他施工荷载作用下将发生变形，这种变形包括弹性变形和非弹性变形，通过预压消除托架的非弹性变形。预压试验的方案由施工单位自行设计，并经现场监理审批。

5.5.2 挂篮静载测试

挂篮安装好后，应对挂篮进行预压,预压试验采用分级加载的方法。加载吨位不低于梁段实际重量，记录荷载与挂篮变形数据,绘制荷载-变形曲线。

1）挂蓝荷载测试的目的

① 在挂篮正式使用前，通过对挂篮加载消除挂篮的非弹性变形； ② 验证挂篮的承载力；

③ 实测挂篮的弹性变形，与理论值进行比较，为计算挂篮立模标高提供依据。 2）变形观测点设置

① 在挂篮左右侧后锚横梁上各设置一个变形观测点。 ② 在挂篮左右侧前支点处各设置一个变形观测点。 ③ 在挂篮前上、下横梁顶各设置一个变形观测点。 3）挂篮检测内容

① 挂篮两侧主轨道中心是否与设计中线（测量放线）吻合，两侧主轨道的标高是否一致，轨道锚固装置是否已安装好；

② 挂篮两侧主桁架标高是否一致，间距是否与设计相符；

③ 挂篮所有栓接点，螺栓是否有遗漏，螺帽（含垫圈）是否都已安装、拧紧到位； ④ 挂篮前支点是否已与轨道顶面密贴并参与工作，轨道底面是否与箱梁顶面抄平、抄实；

⑤ 挂篮主桁架是否已调成水平（通过前支点抄垫和后锚蹬筋张拉进行调节）； ⑥ 挂篮后锚系统是否都已安装到位，螺栓是否已紧固；

⑦ 临时工作平台搭设完成。搭设施工人员上、下挂篮前上横梁、后门联的工作平台，

安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司 第8页