大跨径桥梁施工监测.docx

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时间：2021年x月x日
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广西大学土木建筑工程学院

在职研究生课程论文（作业）

课程大跨径桥梁施工监测
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预应力混凝土连续刚构施工控制技术
内容提要以九架棚大桥为例，简要论述预应力混凝土连续刚构桥施工控制技术。连续刚构桥属于自架设方式施工，且以成形结构的状态（包括受力、变形）具有不可调整性，由于其节段多、工期长，受多种因素影响会出现偏差的因素多，可能性搭，所以确保成桥线形与内力状态符合要求显得非常重要。
关键词连续刚构施工控制
1引言
预应力混凝土连续刚构桥通常用在较大跨径的梁式桥上，一般采用悬臂浇筑施工，目前采用的墩梁固结结构后，避免了墩梁临时固结和解除固结这个复杂过程，所以看起来比连续梁桥简单些，而实际上，由于连续刚构桥跨径大，孔数多（三孔或五孔），施工中遇到的问题较多。
2工程简介
317国道改线工程E合同段九架棚大桥起讫桩号为K848+826.8–K849+081.4，全长254.6米，位于四川省阿坝州理县境内，九架棚大桥为66米+120米+66米的预应力混凝土连续刚构桥。主梁采用单箱单室、双向预应力混凝土箱型断面，上部宽度9m。悬臂浇筑梁段7×3米+8×4米，0号梁段12米，边、中跨合拢段2.0米,边跨现浇段5.0米。张拉时间按照设计要求为浇筑后3天且混凝土强度达到设计强度的85％，张拉采用双控。
3连续刚构施工易出现的问题
连续刚构施工中遇到的问题总的来说如下：
（1）连续刚构桥墩为柔性，主梁相对纤细，施工过程中桥墩、主梁的受力安全、稳定性需要特别注意。
（2）悬臂施工节段多、工期长，纵面高程受多种因素影响，易出现较大的悬臂标高误差。
（3）施工中实施的强迫合拢，将在结构中产生不利的附加应力，影响结构受力安全。
所以确保成桥线形与内力状态符合要求非常重要，直接影响桥梁的使用功能。
4本桥实施施工控制的目的和意义
大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监测的目的就是在悬臂施工过程中，通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和变形，来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的安全和稳定，其次保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障。
5施工控制的内容
悬臂施工属于典型的自架设施工方法。在施工中以成的结构状态是无法事后调整的，所以九架棚大桥施工控制主要采取预测控制法，主要控制是施工控制模拟结构分析、施工监测（包括结构变形与应力监测等）、施工误差分析以及后续施工状态预测几个方面。
6施工控制方法与最优控制计算
6.1大跨径连续钢构桥的施工控制是一个施工—量测—识别—修正—预告—施工的循环过程。在施工控制中，需从受到或多或少噪声污染的结构状态中估计出真实的结构状态。同时，为了达到施工控制的最基本要求，即它的最优性能指标，可针对施工过程组成随机最优控制系统，对结构状态理论值与实测值之间的误差进行分析、调整、预测。本桥运用工程控制论的思想，采用最优控制理论与计算机相结合的技术，将九架棚大桥成桥线形和施工期结构变化状态，作为线形离散、确定性动态系统最优控制的对象，通过卡尔曼滤波法，建立随机的数学模型和性能指标，用递推滤波的思想，从被噪声污染的状态中估计出真实的状态，并用估计出来的状态变量，按确定性的最优控制规律构成闭环状态反馈系统，求出最优控制变量值，不断对各阶段进行调整、控制，最终达到随机最优控制的目的。施工控制流程见图1
前期结构分析计算
预报变位和立模标高
施工
测量
误差分析
修改设计参数
结构计算
立模标高、悬臂端挠度、有效预应力、温度、弹性模量、收缩徐变系数
立模标高误差
弹性模量误差
温度影响
徐变影响
计算模式误差

图1施工控制流程
6.2施工控制计算的原则
（1）施工方案
本桥主要是研究施工方案，从而确定悬臂施工期间的施工荷载：一是挂篮荷载根据设计图确定；二是施工期间的其它荷载。
（2）计算图式
九架棚大桥主要经过悬臂施工和三次合拢，则在施工中结构体系不断变化，因此在各个施工阶段应根据符合实际状况的结构体系和荷载状况选择正确的计算图式进行分析、计算。
由于主桥合拢前后结构体系将发生转变，即由对称的单“T”静定结构边为对称的超静定结构，故在合拢前后调整时，只需取单“T”分别进行调整。本桥控制计算模型的建立如图2所示。

(a)悬臂浇筑连续刚构桥计算模型

(b)悬臂浇筑连续刚构桥计算模型中预应力筋布置
图2悬臂浇筑连续刚构桥Midas分析模型
(3)结构分析程序：对连续梁桥、连续刚构桥的施工控制