客运专线预应力混凝土大跨连续梁转体施工监控.pdf
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1、26 铁道建筑 Ra i l wa y Eng i n e e r i ng 文章 编号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 2 ) 0 7 0 0 2 6 0 4 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 1 1 0 0 4 4 ) 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 出了连续梁在恒载作用下的累积位移、 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,
2、 以此来保证成桥后桥 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 : U 4 4 5 4 6 5文献标 识 码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 2 0 7 0 9 1 工 程 概 况 盘锦 至营 口客 运 专 线 盘 锦 特 大 桥 1 2 4 墩 1 2 7 墩设计为( 8 0 6+1 2
3、 8 0+8 0 6 ) m现浇连 续梁 , 其 中 1 2 4 墩 1 2 5 墩跨林丰路 、 1 2 5 墩 1 2 6 墩跨既有沟海 线 和 电厂专 用 线 , 与 沟 海 线 斜 交 角度 为 1 6 7 。 1 0 、 1 2 6 墩1 2 7 墩跨石油管廊。该梁平面位于半径 5 5 0 0 m 的 圆曲线上 , 纵 断 面 位 于 半 径 2 5 0 0 0 m 的竖 曲线 上 , 线 路纵 坡 为 一1 2 7 e 。上 部 结 构 为 ( 8 0 6+1 2 8 0+ 8 0 6 ) I n单箱单室现浇预应力混凝土连续梁。箱梁顶 宽 1 2 1 T I , 底宽 7 m, 中支
4、点处梁高 9 6 m, 跨 中9 m直线 段及 边 跨 2 1 9 5 m 直 线 段 梁 高为 5 6 m, 梁 底 下 缘 按 二次 抛物 线 变化 。腹板 厚 6 4 ( 支 点 )1 1 0 c m, 底板 厚 度 为 5 2 ( 支点 )1 2 0 o m, 顶 板厚 度 4 5 6 5 o m。 为 减少 上部 结构 施 工 对铁 路 行 车 安 全 的影 响 , 该 桥采用平衡转体的施工方法。即先在铁路两侧浇筑梁 体 , 然后通过转体使主梁就位 、 调整梁体线形 、 封固球 铰转动体系的上、 下盘, 最后浇筑合龙段 , 使全桥贯通 。 转体段梁长 6 3 m+6 3 m; 转体角
5、度 1 2 5 墩 为 1 2 。 2 3 、 1 2 6 墩为 l 2 。 1 0 ; 转体重量 1 2 0 0 0 t , 为抵 消转体时 曲 梁 的横 向不平 衡 弯矩 , 转动 中心横 向偏 心 9 7 c m。 2 施工监控 的意义和 目的 本桥梁体为预应力混凝土连续箱梁 , 采用满 堂支 收稿 日期 : 2 0 1 2 一 O 1 2 5 ; 修 回日期 : 2 0 1 2 - 0 4 - 2 0 作者简介 : 王振东( 1 9 7 1 一) , 男 , 辽宁台安人 , 高级工程师 , 硕士。 架 现浇 +转体 施工 。该类 桥梁 的形成 要经 过一个 复 杂 的过程 , 施工工
6、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 移 随着 混凝 土浇筑 过 程 变化 而 偏 离设 计值 的现 象 , 甚 至内力和位移超过设计允许值 , 若不通过有效的施工 控制及时发现、 及时调整 , 就可能造成成桥状态的梁体 线形与内力不符合设计要求 , 或引起施工过程 中结构 的不 安全 。 在施工过程 中, 为保证合龙前悬臂端竖 向挠度 的 偏差 不超 过容许 范 围 、 保证 合龙后 的桥面线 形 良好 、 保 证在 施 工 中主梁截 面不 出现过 大 的应 力 , 必 须 对该 桥 主梁的挠度 、 应力等施工控制参
7、数做 出明确的规定 , 并 在施工中加以有效的管理和控制 , 以确保该桥在施工 过程 中的安全 , 并保证在成桥 后主梁线 形符合设 计 要求 。 对 于分 阶段 浇筑施 工 的预应 力混凝 土连 续梁桥 来 说, 施工控制就是根据施工监测所得 的结构参数真实 值进行施工阶段计算 , 确定 出每个阶段 的立模高程 和 结构 内力 , 并在施工过程 中根据施工监测 的挠度和应 力成果 , 对误差进行分析和预测或对下一阶段立模高 程进行调整 , 以此来保证成桥后 的桥面线形 、 保证合龙 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。 3 桥 梁施工控 制结构
8、分析 3 1 施 工监 控结构 计算 3 1 1 施 工监 控 结构计 算模 型 在 施 工之前 , 应 对该 桥 在 每 一施 工 阶 段 的应 力 状 2 0 1 2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 2 7 态和线形有预先的了解 , 故需要对其进行结构计算 , 该 桥 的施 工控 制计算 除 了必须 满 足与 实际施 工方 法 相符 合的基本要求外 , 还要考虑诸多相关的其它因素。 1 ) 施 工方 案 。连续 梁 桥 的恒 载 内力 、 挠 度 与 施 工 方法和架设程序密切相关 , 施工控制计算前首先对施 工方法和架设程序做一番较为深入 的研究 , 并对主梁 架
9、设期 问 的施工 荷载 给 出一个 较为精 确 的数值 。 2 ) 计 算 图式 。梁 部 结 构 要 经 过 墩 梁 临 时 固 结 一 满 堂支 架施 工一 转体一 中跨 合 龙一解 除 墩梁 临时 固结 一边跨合龙的过程, 在施工过程 中结构体 系不断发生 变 化 , 故 在各 个施 工 阶段 应 根 据 符 合 实 际情 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 。 根据设 计 图反 映 的 内容 , 对 全 桥 总 体 结 构建 立 能 反 映施 工荷 载 的有 限元模 型 , 对 该 桥进行 了正装分 析 , 得 到各 阶段 主 梁变形 状态 。计 算模 型 中根
10、据 悬臂 施工 梁 段 的划分 , 支 点 、 跨 中 、 截 面变 化 点 等 控 制 截 面将 全 桥 划分 为 8 0个结 点 和 7 9个单元 。 3 1 2施 工控制 的计 算 方法 满堂支 架 现浇 +转体 施工 的连 续梁 桥梁 结构 的最 终 形成 需经 历一 个 复杂 施 工 过 程 , 以及 结 构体 系转 化 过 程 , 施工 过程 中每 个 阶 段 的变 形 计 算 和 受力 分 析是 桥 梁 结构 施工 控制 中最基 本 的 内容 。施 工 监控 的 目的 就是 确保 施工 过程 中结 构 的安 全 , 保 证 桥 梁 成 桥 线形 和受 力状 态基 本符 合 设 计
11、 要 求 。 因此 , 必 须 采 用 合 理 的理 论分 析和 计算 方法来 确定 桥 梁结构 施 工过程 中每 个 阶段 的结构 行 为 。针对 本 桥 的实 际 情 况 , 采 用 正装 分析 法 和倒退 分析 法进 行施工 控 制 的结 构 分析 。 正装分析法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来 进行 结构 变形 和受 力分 析 , 它 能较 好 地 模 拟 桥 梁 结 构 的实 际施 工历 程 , 能 得 到 桥 梁结 构 各 个 施 工 阶段 的位 移和受力状态 , 这不仅可用来指导桥梁施工 , 还能为桥 梁施 工控 制提 供依 据 , 同 时 在 正装 计 算 中能 较好 地考 虑
12、一 些 与桥梁 结构 形成 历 程有 关 的 因素 , 如 混 凝 土 的 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 依据 , 而且 可 以为施 工 阶段理 想状 态 的确定 、 完成 桥 梁 结构 的施 工控 制奠 定基 础 。 倒退 分析 方法 假定 在成 桥时 刻结构 内力 分 布满 足 前 进 分 析时刻 的结 果 , 轴线满 足设 计线形 要 求 , 按 照前 进分析的逆过程对结构进行倒拆 , 分析每次拆除一个 施工阶段对剩余结构的影 响, 在每一个 阶段分析得到 的结 构位 移 、 内
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