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学生姓名：

杨国辉

911009200060

站点：

湖南交通工程学院

指导教师：

完成日期：

2011年10月

中文摘要

随着桥梁建设的快速发展，悬臂浇筑法已成为大跨度预应力混凝土连续梁桥广泛采用的施工方法。

预应力混凝土连续梁桥以其良好的结构性能，较强的跨越能力以及经济、美观、实用等特点，在高速铁路和城市主干道的广泛应用。

然而，在施工过程中，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度、湿度等诸多因素的影响，往往会出现悬浇梁段的合拢误差较大和成桥线形与设计目标不相吻合，因此需要对桥梁施工过程进行监控，确保在施工过程中结构内力和形变始终处于安全范围内，确保成桥状态符合要求，使施工过程得到安全保障，施工质量得以控制。

本文以南广铁路跨北流河现浇预应力混凝土连续梁桥为工程背景，通过对已完成的工程状态和施工过程的监测，收集控制参数，分析施工中产生的误差，通过理论计算和实测结果的比较分析、误差调整，预测后续施工过程的结构形状，提出后续施工过程应采取的技术措施，调整必要的施工工艺和技术方案，使成桥后结构的内力和线形处于有效的控制之中，并最大限度地符合设计的理想状态，确保结构的施工质量，保证施工过程与运行状态的安全性。

关键词：

连续梁桥施工监控应力监测线形控制

Abstract

Withtherapiddevelopmentofbridge-building,hasbecomealarge-spancantilevermethodwidelyadoptedconstructionmethodofprestressedconcretecontinuousbeambridge.Prestressedconcretecontinuousbeambridgewithitsgoodperformance,goodcrossingability,aswellaseconomic,aesthetic,practical,andothercharacteristics,intheextensiveapplicationofhighspeedrailwayandurbanmainroads.However,inconstructionprocessinthe,becausebyconcretepouring,andhangingbasketmobile,andconstructionloadcontains,andprestressedtension,andconcretecontractionandtheXuvariable,andtemperature,andhumidity,manyfactorsofeffect,oftenwillappearssuspendedpouredbeamparagraphofclosureerrorslargerandintobridgelinearanddesigntargetdoesnotphaseanastomosis,thereforeneedonbridgeconstructionprocessformonitoring,ensureinconstructionprocessinthestructureinternalforceanddeformationalwaysissecurityrangewithin,ensureintobridgeStatemeetrequirements,makesconstructionprocessaresecurityprotection,constructionqualitytocontrol.

ThisarticleSouthwiderailwayacrossbeiliuRiverarepouredprestressedconcretecontinuousbeambridgeforengineeringbackground,byonhascompletedofengineeringStateandconstructionprocessofmonitoring,collectioncontrolparameter,analysisconstructionintheproducedoferrors,bytheorycalculationandmeasuredresultsofcomparisonanalysis,anderrorsadjustment,forecastfollow-upconstructionprocessofstructureshape,madefollow-upconstructionprocessshouldtakeoftechnologymeasures,adjustmentnecessaryofconstructiontechnologyandtechnologyprogramme,makesintobridgeHoustructureofinternalforceandlineariseffectiveofcontrolamong,andmaximumtomeetdesignofidealState,ensurestructureofconstructionquality,guaranteeconstructionprocessandrunstateofsecurity.

Keywords:

continuousbridgeconstructionmonitoringstressmeasurementbridgeconfigurationcontrol

目录

1绪论......................................................1

1.1问题的提出...........................................1

1.2预应力混凝土连续梁桥概述.............................1

1.3桥梁施工的方法.......................................2

1.4桥梁的施工监控概论...................................4

1.4.1桥梁施工监控的概念...............................4

1.4.2桥梁施工监控的发展和现状.........................4

1.4.3桥梁施工监控的意义...............................5

2大跨度连续梁桥梁的施工监控................................6

2.1施工监控的必要性和目标...............................6

2.2施工监控中的主要影响因素.............................6

2.3施工监控的基本原则...................................9

2.4施工监控的方法.......................................9

3南广铁路跨北流河特大桥施工监控...........................11

3.1工程概况............................................11

3.2南广铁路跨北流河特大桥施工监控方法..................12

3.3南广铁路跨北流河特大桥施工监测.........................13

3.3.1线形测量.......................................13

3.3.2应力监测.......................................17

3.3.3温度场测试.....................................21

3.4施工监控工作的实施..................................22

4结论.....................................................24

参考文献...................................................25

致谢.......................................................26

1绪论

1.1问题的提出

施工监控是施工技术的重要组成部分，在大跨径桥梁的施工中己成为不可缺少的关键环节，由于大跨度预应力混凝土连续梁桥施工方法广泛采用悬臂浇筑法。

所以，在施工过程中，必然受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度、湿度等诸多因素的影响。

因此需要对桥梁施工过程进行监控，确保在施工过程中结构内力和形变始终处于安全范围内，确保成桥状态符合要求，使施工过程得到安全保障，施工质量得以控制。

本文以南广铁路跨北流河现浇预应力混凝土连续梁桥为工程背景，根据连续梁桥的施工特点制定了变形和应力监控方案，通过对已完成的工程状态和施工过程的监测，收集控制参数，分析施工中产生的误差，通过理论计算和实测结果的比较分析、误差调整，预测后续施工过程的结构形状，提出后续施工过程应采取的技术措施，调整必要的施工工艺和技术方案，使成桥后结构的内力和线形处于有效的控制之中，并最大限度地符合设计的理想状态，确保结构的施工质量，保证施工过程与运行状态的安全性。

1.2预应力混凝土连续梁桥概述

连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小、结构刚度好、行车平稳舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。

在预应力混凝土桥梁发展的历程中，它同简支梁结构一样是最早被应用的一种结构体系。

在50年代前，预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下。

当时主要采用满堂支架施工，费工费时，限制了它的发展。

50年代后，预应力混凝土桥梁应用悬臂施工方法后，加速了它的发展。

结构的悬臂体系和悬臂施工方法相结合产生了T型刚构，在60年代，跨径100~200m范围内，几乎是大跨预应力混凝土桥梁中的优胜方案。

然而，这种结构，由于中间带铰，并对混凝土收缩徐变变形估计不足，又因温度影响等因素使结构在铰处形成明显折线变形状态，对行车不利。

因此，对行车条件有利的连续梁获得了新的发展。

在60年代初期，逐跨架设法与顶推法（F．Leonhardt所创建）的应用，对大跨预应力混凝土连续梁，各种更完善的悬臂施工方法的应用，使连续梁废弃了昂贵的满堂支架施工方法而代之以经济有效的高度机械化施工方法，从而使连续梁方案获得新的竞争力，逐步在40~200m范围内占主要地位。

预应力混凝土桥起步于德国和法国，随后在美国、日本以及北欧等地区和国家得到了迅速的发展。

预应力混凝土作为一种复合材料用于桥梁建设仅有60多年的历史，在近四十年来取得了极为迅速的发展。

在预应力混凝土桥梁高速发展的过程中，1953年联邦德国建成的主跨114.2m的胡尔姆斯（Worms）桥，它标志着钢桥传统的施工方法——悬臂拼装方法在预应力混凝土桥上创造性地应用，即悬臂浇筑法，从而发展了预应力混凝土结构的一种新体系——T型刚构。

1964年在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成主跨为208m的本道尔（Bendorf）桥以来，悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法得到不断改进、完善和推广应用，从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，使预应力混凝土桥梁结构的设计与施工得以全面发展，出现了预应力混凝土T型悬臂梁桥、连续梁桥、连续刚构桥、桁架拱桥和斜拉桥等各种新结构。

预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

1.3桥梁施工的方法

19世纪中期以前，桥梁一般采用有支架施工。

有支架施工是在桥跨位置架设支架，在支架上拼装主梁或浇筑混凝土主梁。

整个施工过程中，主梁处于无应力状态。

有支架施工时最简单、最可靠的施工方法。

但随着科学技术的发展，桥跨不断增大，特别是对跨越大江、大河和深谷的桥梁，有支架施工方法已经不再适用。

19世纪中期，美国等国家修建了为数不多的连续桁梁，但由于在建设和使用过程中，温度变化、墩台沉降等影响，连续钢桁梁的应用受到一定的影响，后来在连续中采用了铰构造，把连续桁梁转化为静定的悬臂桁梁，悬臂桁梁获得广泛的采用，时也给悬臂施工提供了有力的依据。

20世纪70年代，随着预应力混凝土工艺的完善，尤其是后张学会于1976年的成立，使用于桥梁上的预应力混凝土工艺更加成熟。

德国工程师首先率先采用悬臂浇筑混凝土法修建预应力混凝土连续梁，为至今仍然采用的悬臂浇筑混凝土连续梁、T型刚构、连续刚构、斜拉桥等无支架（自架设）施工方法奠定了基础。

根据桥梁的设计和施工现场、环境、设备、经验等因素，其施工方法的种类非常的多，主要的施工方法有：

就地浇筑施工法、悬臂施工法、逐孔施工法、顶推法等。

就地浇筑施工法：

在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板、支架。

就地浇筑施工无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好，施工简便可靠。

对于预应力混凝土连续梁桥来说，结构在施工中不出现体系转换的问题。

它的缺点主要是工期出现长，施工质量不容易控制；

对预应力混凝土由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失比较大；

施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；

搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。

悬臂施工法：

是在已建成的桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装的施工方法；

所以悬臂施工法一般可分为悬臂浇筑施工和悬臂拼装施工两种形式。

悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置，常在跨径大于100m的桥梁上选用。

悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下结构可平行作业，但施工精度要求比较高，可在跨径100m以下的大桥中选用，工不影响通航和桥下交通。

逐孔施工法：

逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工，直到对岸。

不需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠。

机械化、自动化程度高，节省劳力。

降低劳动强度，上下部结构可以平行作业，缩短工期。

顶推法：

在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，之后继续在预制场进行下一节段梁的预制，循环操作直至施工完成。

主梁分段预制，连续作业，结构整体性好；

由于不需要大型起重设备，施工费用低，施工平稳无噪声，可在水深、山谷和高桥墩上采用，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用。

1.4桥梁的施工监控概论

1.4.1桥梁施工监控的概念

桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分，它以设计成桥状态为实现目标，在整个施工过程中，通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境状况，获得桥梁实际状态和理想状态之间的差异（误差），运用现代控制理论，对误差进行识别、调整、预测，使桥梁的施工状态最大限度的接近理想状态，从而保证桥梁结构在施工过程中的安全，最终达到桥梁结构成桥状态满足设计和施工规范要求。

1.4.2桥梁施工监控发展和现状

较系统地把控制论应用到桥梁施工管理中的是日本。

20世纪80年代初，日本修建日夜野预应力混凝土连续梁桥时，就建立了施工控制所需的应力、挠度等参数的观测系统，并应用计算机对所测参数进行现场处理，然后将处理后的实测参数送回控制室进行结构计算分析，最后将分析结果返回到现场进行施工控制。

到80年代后期，日本在修建Chichby斜拉桥和Yokohama海湾斜拉桥时，成功地利用计算机联网传输技术建立了一个用于拉索索力调整的自动监控系统，实现了施工过程适时跟踪，对保证施工安全、施工精度和加快工程进度起到了决定性的作用。

该系统主要由自动测量数据采集、精度控制支持和结构计算机分析三部分组成，但由于结构计算分析是借助控制室大型计算机进行的，因此，受通讯电缆架设昂贵费用等因素的影响，使其推广受到限制。

1989年建成的Nitchu桥和1991年建成的Tomei-Ashigara桥采用了更先进的施工控制系统，即以现场微机为主要计算分析手段的斜拉桥施工双控系统，这一系统除包含上述提及的三部分外，还增加了两个数据库，即测量参数和计算参数数据库。

此系统的最大特点是在现场完成自动测试、分析和控制全过程，并可进行设计值敏感分析和实际结构行为预测。

该系统在1989年建成的Nitchu桥和1991年建成的Tomei-Ashigara桥得到很好应用。

我国的施工监控起步于在20世纪50年代（1957年建成的武汉长江大桥在施工过程中就做了应力、标高的调整）。

进入80年代以后，随着计算机技术的发展，桥梁工作者开始用计算机辅助桥梁施工，着手分析施工阶段桥梁结构行为，其中1982年建成的上海泖港大桥（主跨200m的斜拉桥）首次根据现代工程控制的基本思想，有效地进行了主梁挠度和索塔水平位移的施工控制。

泖港大桥的控制成功，引起了桥梁界对桥梁施工控制技术研究的高潮。

80年代后期，对斜拉桥的施工监控技术进行了研究，已初步形成系统。

并且，又对悬索桥、拱桥、连续刚构桥等的施工控制技术展开了研究与实践，并取得了较好的成果。

1.4.3桥梁施工监控的意义

桥梁施工监控是确保桥梁施工宏观质量的关键。

衡量一座桥梁的施工宏观质量标准就是其成桥状态的线形以及受力情况符合设计要求。

对于桥梁的下部结构，只要基础埋置深度和尺寸以及墩台尺寸准确就能达到标准要求，且容易检查和控制；

而对于采用多工序、多阶段施工的桥梁上部结构，要求结构内力和标高的最终状态符合设计要求，就必须通过施工监控，将施工中的实测值与预计值进行比较，调整误差，使各阶段内力和变形达到预计值，最终达到满意的设计状态。

桥梁施工监控又是桥梁建设的安全保证。

每种体系的桥的桥梁所采用的施工方法均按预定的程序进行，施工中的每一阶段，结构的内力和变形是可以预计的，同时可通过监测得到各施工阶段结构的实际内力和变形，从而完全可以跟踪掌握施工进程和发展情况。

如果在施工过程中监测的实际值与计算的预计值相差过大时，就要进行检查和原因分析，从而确保桥梁施工安全。

2大跨度连续桥梁的施工监控

2.1施工监控的必要性和目标

连续梁桥作为超静定桥跨结构，其成桥的梁部线形和内力与施工方法有着密切的关系，也就是说不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。

由于受各种因素（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等）的影响，以及测量等方面产生的误差，结构的理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差，尤其值得注意的是，某些偏差（如主梁的标高误差、轴线误差等）具有累积的特性。

若对这些偏差不加以及时有效的调整，随着施工的进行，梁悬臂长度的增加，主梁标高会显著偏离设计值，其几何位置会显著偏离设计值，最终可能导致合拢困难、成桥线形与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件及经济性等方面带来不同程度的影响。

为了保证桥梁施工质量和施工安全，使桥梁的线形和内力达到设计的预期值，桥梁施工监控是不可缺少的。

连续梁桥施工监控的目标是：

把大跨度桥梁施工控制的理论和方法应用于本桥的实际施工过程，对大桥施工期间的线形、应力等内容进行有效的控制和合理的调整。

根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段应力与变形数据，及时分析各施工阶段中实测值与设计预测值的差异并找出原因，提出修正对策，以协助施工单位安全、优质、高效地进行施工，并确保在全桥建成以后桥梁的内力状态、线形与设计尽量相符。

2.2施工监控中的主要影响因素

大跨径连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线形与受力）相吻合。

要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素，以便对施工实施有的放矢的有效控制。

（l）结构参数

不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素，结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。

事实上，实际桥梁结构参数一般是很难与设计所用的结构参数完全吻合，总是存在一定的误差，施工控制中如何恰当地记入这些误差，使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数，是首先需要解决的问题。

结构参数主要包括以下内容：

结构构件截面尺寸

任何施工都可能存在截面尺寸误差，验收规范中也允许出现不超过限值的误差，而这种误差将直接导致截面特性误差，从而直接影响结构内力、变形等的分析结果。

所以，控制过程中要对结构尺寸进行动态取值和误差分析。

结构材料弹性模量

结构材料弹性模量和结构变形有直接关系。

对通常遇到的超静定结构来讲，弹性模量对结构分析结果影响更大，但施工成品构件的弹性模量（主要是混凝土结构）总与设计采用值有一定的差别。

所以，在施工过程中要根据施工进度做经常性的现场抽样试验，特别要注意混凝土强度波动较大的情况，随时在控制中对弹性模量的取值进行修正。

材料容重

材料容重是产生结构在施工过程中的内力与变形的主要因素，控制中必须计入实际容重与设计取值间可能存在的误差，特别是混凝土材料，不同的集料与不同的钢筋含量都会对容重产生影响，施工控制中必须对其进行准确识别。

混凝土收缩徐变

对混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨径连续梁桥施工中混凝土普遍加载龄期小、各阶段龄期相差大等引起的，控制中要予以认真研究，采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。

施工荷载

在所有自架设体系中，都存在施工荷载，这部分临时荷载对受力与变形的影响在控制分析中是不能忽略的，一定要根据实际情况进行取值。

预加应力

预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数，但预加应力值的大小受很多因素的影响，包括张拉设备、管道摩阻、预应力钢筋断面尺寸、弹性模量等。

控制中要对其取值误差作出合理的估计。

斜拉桥索力直接影响结构的变形与受力，真实了解各阶段索力是非常重要的。

所以，预加索力是斜拉桥施工控制中要考虑的重要因素。

（2）施工工艺

施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。

除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制中。

（3）施工监测

监测是桥梁施工控制