國道317線獅子坪電站庫區公路改建工程
九架棚大橋
施工監測與控制研究報告
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二oo七年十月
國道317線獅子坪電站庫區公路改建工程
一、 任務**及工程概況
§1.1 任務的主要研究目標1
§1.2 任務的主要研究內容1
§1.3 工程概況1
二、 施工監控的目的與內容
§2.1 施工監測的目的與內容3
§2.2 施工控制的目的與內容4
§2.3 施工控制步驟4
三、 施工控制的理論與方法
§3.1 施工控制方法的概述6
§3.2 施工控制計算的一般原則6
§3.3 九架棚大橋施工控制計算模型7
§3.4 施工控制的計算方法7
§3.5 誤差分析11
§3.6 九架棚大橋施工控制流程圖24
四、 施工控制的組織管理系統
§4.1 施工控制的組織管理的重要性25
§4.2 組織機構及其職責25
§4.3 組織管理系統流程26
五、 主梁應力觀測與控制
§5.1 測量儀器的選擇27
§5.2 測點的布置27
§5.3 應力計的埋設28
§5.4 應力觀測的結果28
六、 主梁線形控制與調整
§6.1 施工過程中梁段標高控制結果40
§6.2 合龍後橋面標高40
§6.3 主橋全橋合龍後橋面線形調控結果47
§6.4 全橋竣工橋面標高觀測結果52
七、 結論54
參考文獻55
附錄一：九架棚大橋施工過程的理論受力變形分析56
附錄二：九架棚大橋箱梁各施工段理論計算預拱度69
國道317線獅子坪電站庫區公路改建工程
一、任務**及工程概況
1．1 任務的主要研究目標
「九架棚大橋施工監測與控制」課題的主要研究目標是根據九架棚大橋主梁懸臂澆築的施工方案提出的一套合理的施工監測與控制方法，保證九架棚大橋主橋順利合攏，合攏段兩端懸臂端撓度的偏差不大於±20mm，合攏後橋面線形良好。其研究成果也可滿足其它懸臂澆築（拼裝）施工的橋梁施工監測與控制的要求。
1．2 任務的主要研究內容
本課題的研究內容包括：主要施工監控方法的研究和監測系統的建立，施工控制軟體的開發，對主橋實施控制等幾個方面。本課題自2023年9月開題，進行了一年多的研究工作，於2023年10月順利地完成了各項工作。
在這一年多的時間裡，本課題小組在施工現場一直保持5人以上的研究人員，經過課題小組成員團結而又行之有效的研究工作，最終取得了施工控制的預期目標。
在施工監控過程中本課題小組主要做了以下的工作：橋梁模型的建立與理論分析、施工監測與試驗、主梁線性控制與調整等，在課題小組的不懈努力和各個方面的大力支援下，監控工作取得了圓滿的成功。
1．3 工程概況
九架棚大橋位於獅子坪電站庫區九架棚溝，為橫跨九架棚溝的一座大橋，橋梁里程k848+826.80~k849+081.40，橋全長254.
60m。其主橋上部結構為預應力混凝土連續剛構，跨徑設定為66+120+66公尺，全長252公尺。
本橋主梁採用單箱單室、雙向預應力混凝土箱型斷面。箱梁根部高7.0公尺，跨中及邊跨5.
0公尺直線段樑高2.75公尺，樑高按2次拋物線變化，箱底寬5.0公尺，兩側懸臂長2.
0公尺，全寬9.0公尺。箱梁0號塊長12.
0公尺，在托架上澆注。兩側各有15個節段，梁段數及梁段長度為7×3.0m和8×4.
0m。全橋共有3個合龍段，即兩個邊跨合龍段和乙個中跨合龍段，合龍段長均為2m，在吊架上澆注。邊跨現澆段長5m，在支架上澆注。
主橋橋墩均採用矩形空心薄壁墩，墩頂橫橋向寬5m，兩側按50：1向下放坡，以增強橫橋向穩定性，橋墩縱橋向寬8m，縱橋向墩壁厚均為1.2m；馬爾康岸（1號墩）墩高70m，理縣岸（2號墩）墩高72m；兩墩每隔9.
9m左右設定一道0.5m厚的橫隔板。箱梁採用c50混凝土，橋墩採用c40混凝土。
主橋箱梁的兩個t構同時施工，採用四對掛籃對稱懸澆施工。0號段施工完並待其強度滿足要求後，在其兩端安裝掛籃，掛籃控制重量為700kn，掛籃裝好後進行預壓測試，消除部分非彈性變形，記錄彈性變形曲線，獲得標高控制資料。每節段施工流程見圖1-1。
橋箱梁各節段要求一次澆注完成，保持對稱平衡施工，不對稱重量不大於該梁段底板的自重。主橋邊跨現澆段在支架上一次連續澆築完成，預壓支架以確保安全和消除非彈性變形，按實測的變形和施工控制的要求，確定底模標高和預拱度。箱梁合龍是控制全橋受力狀態和線型的關鍵工序，首先合龍兩個邊跨，然後合龍中跨，設計要求合龍溫度為18±3℃。
全橋按澆築基礎、墩身→澆築0號塊→對稱懸臂施工→邊跨合龍→中跨合龍的順序進行施工。
圖1.1 主梁每節段施工流程圖
二、施工監控的目的與內容
2.1 施工監測的目的與內容
2.1.1 施工監測的目的
施工監測是施工監控的重要組成部分。大跨徑預應力混凝土連續剛構橋施工監測的目的就是在懸臂施工過程中，通過監測主梁結構在各個施工階段的應力和變形，來達到及時了解結構實際行為的目的。根據監測所獲得的資料，首先確保結構的安全和穩定，其次保證結構的受力合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術保障。
2.1.2 施工監測的內容
大跨徑預應力混凝土連續剛構的主梁在每一節段的施工過程中，都需要觀測箱梁頂面、底面的撓度，為控制分析提供實測資料。同時，在節段立模、混凝土澆築、預應力張拉前後，也需要觀測主梁撓度變化和相應的應力變化，以便與分析**值作比較，並為狀態修正提供依據。在進行這些觀測的同時，還需要對梁體的溫度進行觀測，對混凝土的彈性模量、徐變收縮係數及容重進行測試；對於預應力鋼絞線，還將測定預應力管道的摩阻損失。
施工監測的具體內容如下：
1．主梁結構部分設計引數的測定
在進行結構設計時，結構設計引數主要是按規範取用，不過由於部分設計引數的取值一般小於實測值，因此，大多數情況下，採用規範設計引數計算的結構內力及位移均較實測值大，這對設計是偏於安全的，但對於結構施工控制來說是不容忽視的偏差，因為它將直接影響到成橋後結構線形及內力是否符合設計要求。因此，應對部分主要設計引數提前進行測定，以便在施工前對部分結構設計引數進行一次修正，從而進一步修正原設計線形，為該橋成橋後滿足設計要求奠定基礎。
影響結構線形及內力的基本技術引數有很多個，就其對結構行為影響程度大小而言，可將基本技術引數分為兩大類：主要技術引數與次要技術引數。主要技術引數對結構行為影響較大，次要技術引數對結構行為影響相對較小。
在這些基本技術引數中，有些引數是可以測定的，而另一些則是難以用試驗來確定的。在此只考慮主要的、而且可測定的引數。具體測定工作的進行，應根據該橋所在的自然環境情況、所用材料情況、施工工藝及工序情況來加以測定。
需測定的引數如下：
（1）混凝土彈模
（2）混凝土容重
（3）混凝土收縮徐變係數
（4）材料熱脹係數
（5）施工臨時荷載
2．主梁結構變形監測
主梁結構變形監測主要包括：① 墩及0#塊施工完畢，懸澆施工前應測量0#塊的竣工位置。要求測量0#塊兩端部箱梁頂面共6個點的標高。
如圖1所示；②在每一節段施工完成後（掛籃行走就位後）與下一階段底模標高定位前的橋面標高觀測；③混凝土澆築前後，預應力張拉前後，掛籃行走前後的撓度觀測。
為了儘量減少溫度對觀測的影響，觀測時間安排在早晨太陽出來之前。測量儀器一般採用水準儀、經緯儀等。在施工過程中，對每一節段需進行數次（至少一次）的觀測，以便觀察各點的撓度及箱梁曲線的變化歷程，以保證箱梁懸臂端的合龍精度及橋面的線形。
3．主梁應力監測
在大跨度連續剛構橋上，主要測試大橋的橋墩和箱梁截面的應力。一般來說，在橋墩上測點布置在墩底、橫系梁及墩頂截面處。在主橋上，測點布置在懸臂根部、l/4，l/2等關鍵截面上。
測試儀器有各種應變儀（應變片）、測力計、應變式測力感測器，鋼弦式應力計等。
2.2 施工控制的目的與內容
2.2.1 施工控制的目的
對於分節段懸臂澆築施工的預應力混凝土連續剛構橋來說，施工控制的目的就是根據施工監測所得的計算引數真實值進行施工階段計算，確定出每個懸澆節段的立模標高，並在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析和對立模標高進行調整，以此來保證合龍段兩懸臂端標高的相對偏差不大於規定值，並且合龍後橋面線形和結構內力符合設計要求。
2.2.2 施工控制的內容
大跨度預應力混凝土連續剛構橋的施工控制包括兩個方面的內容：變形控制和內力控制。變形控制是嚴格控制每一節段箱梁的豎向撓度及其橫向偏移，若有偏差並且偏差較大時，就必須立即進行誤差分析並確定調整方法，為下一節段的施工更為精確作好準備工作。
內力控制則是控制主梁關鍵截面的應力，使其不致因內力過大而偏於不安全，甚至在施工過程中即造成毀壞。當然，這兩項控制內容亦有所偏重，一般以變形控制為主，同時兼顧內力控制。對於這一控制原則，基於如下原因：
1．應力反映的是某一截面上某一點的受力情況，而撓度則是某一截面所有點的位移的綜合反映，因而是某一截面應力應變的整體表現。所以說，撓度的控制屬於巨集觀的控制，而應力的控制相比之下屬於微觀控制。2．從量測手段的精度來說，撓度的量測遠比應變的量測容易且易於達到滿意的效果，而應變的量測由於外界因素影響大、測量儀器質量等原因使量測結果存在著一定的飄移現象。
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