京滬高速鐵路土建工程六標段六工區
無砟軌道現澆預應力混凝土連續梁橋
施工監控方案
同濟大學土木工程學院橋梁工程系
上海同濟建設工程質量檢測站
二○○八年十一月
本專案主要為京滬高速鐵路土建工程六標段六工區三作業工區（dk1269+226.06~dk1276+505.97）四座無砟軌道現澆預應力混凝土連續梁橋。
按雙線橋設計，設計最高執行速度350km/h，設計活載為：zk活載。橋跨布置分別為：
40+64+40m，40+56+40m，40+72+40m。
主梁梁體採用單箱單室直腹板變截面形式，箱梁頂寬12m，底寬6.7m。頂板厚度除樑端附近外均為40cm，翼板厚40~80cm，按直線線形變化。
腹板厚48~80cm，按折線變化。箱梁梁底曲線按二次拋物線變化。全聯在端支點、中跨中及中支點處共設5道橫隔板。
箱梁採用c50高效能混凝土。主梁兩個邊跨直線段採用滿堂支架施工，其餘梁段採用掛籃對稱懸臂施工。
為保證主橋結構在施工過程中的安全和施工質量，特制定本施工監控方案。
高次超靜定混凝土橋梁的成橋線形和結構恆載內力與施工方法有著密切的關係，不同的施工方法和工序會導致不同的結構線形和內力。同時，由於材料物理性質、混凝土收縮徐變、恆載、施工荷載、溫度以及施工測量等方面的因素影響，橋梁施工中節段的實際測量值常常與原理論設計值存在偏差。值得注意的是，主梁的座標偏差具有累積的特性，若對該偏差不加以及時有效的調整，隨著節段施工懸臂長度的增加，主梁的座標會顯著偏離設計值，造成合龍不順、影響成橋的內力和線形。
，即根據箱梁施工過程中實際發生的各項影響橋梁線形的引數，結合施工過程中監測的混凝土箱梁座標和應力，跟蹤分析各施工階段中主梁內力和變形與設計**值的差異並找出原因，提出修正對策，以協助施工單位安全、優質、高效地進行施工，並確保在橋梁建成以後的內力狀態與外形曲線與設計相符、且滿足相關規範要求。
1、《新建時速300~350公里客運專線鐵路設計暫行規定》（上、下）(鐵建設 [2007]47號)
2、《鐵路橋涵設計基本規範》（tb10002.1-2005）
3、《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規範》（tb1002.3-2005）
4、《鐵路橋涵施工規範》（tb10203-2002）
5、相關施工設計檔案
施工控制的工作一方面指根據實際施工方法對施工的每一階段進行理論計算，求得各施工階段施工控制引數的理論計算值；另一方面指對施工過程中的關鍵控制值（主梁線形）進行精確測量，針對實際施工過程中由於種種因素所引起的理論計算值與實測值不一致的問題，採用合理的方法加以控制、調整。
對於本專案的無砟軌道現澆預應力混凝土連續梁橋的施工控制，由於主梁標高的控制精度要求很高，故擬嚴格按照「施工→監測→判斷→修正→預告→施工」的迴圈過程，綜合採用引數識別修正法、**控制法和最大寬容度法進行控制。
（一）控制前期分析
對設計圖紙進行計算複核，重點計算施工各階段的結構效應，在此基礎上協助施工方制定施工技術方案，並結合實際情況編制施工控制方案。
計算模擬施工全過程，獲得結構各施工階段的期望狀態，給出各施工過程中的斷面應力和變形的期望值；對選定的施工控制主要引數及主要成果形成施工控制預備檔案，在此基礎上進行施工誤差靈敏度分析，確定各施工步驟的允許誤差及誤差出現後的內力及位移調整方案。
（二）實際引數的現場測試
在施工控制計算中，需要根據實際施工中的現場測試或核定引數，進行盡可能真實的結構**計算，並根據實際施工中的實時測量資料對這些引數進行分析擬合，以使施工控制計算能與實際施工相符。這樣才能準確把握施工中的結構內力變形狀態，正確指導施工程序。
需要進行現場測定的引數主要包括：
實際材料的物理力學效能引數
實際施工中的荷載引數
實際截面幾何引數
掛籃剛度
實際環境引數
（1）實際材料的物理力學效能引數
① 混凝土的容重、彈性模量、拉壓強度
在預應力混凝土橋梁的施工中，混凝土力學效能的變異性對施工計算的影響很大。如：主梁混凝土的實際容重與設計取用值的差異將直接引起計算恆載的差異；混凝土彈性模量實際值與設計值的差異將引起的主梁剛度的差異，進而會導致按設計計算出的主梁施工撓度與實際撓度的誤差。
混凝土的材料特性的離散性往往較大，因此有必要對工地現場用於主梁的混凝土進行專門的彈性模量測試（由施工或業主單位完成）。試驗時取幾組試件做混凝土7天和28天的靜彈性模量測試，用其統計平均值作為彈性模量施工控制計算的實測值。根據以往橋梁施工控制經驗，混凝土的實際容重值與設計值之間也存在一定的差異。
混凝土的容重引數和強度引數直接使用施工單位工地試驗室的測試資料以及監理平行試驗的資料。
② 混凝土收縮徐變係數的取值
混凝土的收縮徐變係數對分階段施工的混凝土橋梁的施工計算影響較為顯著。但混凝土的收縮徐變係數的試驗測試需要乙個較長的週期及較大投資的裝置，對施工現場的混凝土的收縮徐變係數的測定目前尚無較滿意的方法。若難以進行現場測試，則收縮徐變係數按現行設計規範取值，並可考慮在施工控制過程中按一定的方法進行分析和修正。
③ 其它物理引數的測量
在大跨度橋梁的施工控制中，在有必要考慮溫度效應對結構體系的影響時，還需對材料的線膨脹係數和熱傳導係數等進行現場測試。
（2）實際荷載引數
① 恆載
主梁自重：主梁自重（一期恆載）原則上是根據設計資料進行統計，再依據現場提供的材料容重進行計算，並考慮實際測量出的構件幾何尺寸與設計尺寸的偏差。
二期恆載：橋梁的二期恆載也是根據設計資料與現場調查相結合，並採用現場測試的材料引數加以計算。並以均布荷載形式作用於施工控制計算模型上。
② 施工荷載
根據施工單位提供的資料，經現場核對，確定在主梁施工過程中施工機具荷載的大小及作用位置。主要考慮的施工機具重量為用於梁段懸臂施工的掛籃裝置、預應力張拉裝置等的重量。
③ 臨時荷載
在實際施工過程中，由於種種原因，施工單位會在結構體系上增減某些臨時性荷載。對於其中影響較大者，要根據施工單位提供的資料及現場調查分析，將這些荷載進行量化模擬，反映在施工控制的實時計算中，以便對施工控制的指標進行及時的修正。這些荷載包括：
施工機具荷載的改變；
在主梁上堆放較長時間的機具、材料等；
施工過程中對結構體系的臨時約束。
（3）實際截面幾何引數
這主要是指對主梁斷面的幾何尺寸的測定。對施工控制工作而言，主要是對施工單位施工完成後的主梁斷面驗收資料進行分析，將斷面尺寸的誤差的影響考慮到施工控制計算中去。斷面尺寸的誤差將引起主梁恆載和抗彎剛度的誤差，但由於施工中能將此部分的誤差控制在較小範圍內，對施工控制計算中剛度的影響並不顯著，它對結構體系的影響主要表現為對主梁恆載的影響，施工中對此部分的控制是為了使施工控制計算能更準確反映出主梁的撓度變化。
（4）掛籃剛度
在橋梁懸臂施工中，掛籃在承受混凝土梁段重量時會發生彈性變形。需要在確定主梁梁段的立模標高中預先考慮其變形的影響，以確保主梁線形滿足要求。通常，在使用掛籃前，施工單位應對掛籃進行靜力載入試驗以確定其剛度，或者通過分析計算來確定其剛度。
在施工控制工作中，還應根據掛籃的實際使用情況，通過一定的方法來校核分析掛籃的剛度。掛籃剛度資料由施工單位提供給監控單位。
（5）實際環境引數
對在實際施工過程中會對施工產生影響的環境引數，如：溫度等，也應視情況進行測試。
對上述各類引數的統計、分析和校核，需要分清主次，突出重點。
（三）實時監測
進行以下資料的實時監測：
● 力學監測
主要指主梁混凝土應力。採用混凝土應變計或鋼弦計等元件來測定主梁控制斷面處的應力狀況。把應力監測的結果與施工控制中其它監測結果相結合，能更全面地判斷全橋的內力狀態，形成乙個較好的預警機制，從而更安全可靠地保障橋梁施工。
● 線形監測
指主梁高程和橋梁縱軸線，是施工控制的重要工作之一。在澆築梁段前後和預應力張拉前後，對梁段塊件標高的測量能反映出實際施工時主梁的撓度變化。
● 物理測量
包括時間和溫度測量。橋梁施工各工序完成的時間在施工控制計算中直接影響到對混凝土收縮徐變的計算。而在施工控制計算中，需要盡可能地採用實際的施工時間參與計算。
對因某種原因造成施工產生較長停頓時，應重新進行施工控制分析；對不能同步施工的各梁段，應分別進行控制分析。
橋梁施工過程中，環境溫度的大小及日照溫差會影響到結構體系內的內力分布；並且，結構的溫度變化還影響到施工立模標高以及測量精度。因此，除對環境溫度場進行常規測量外，還擬在梁部選擇若干斷面，預埋溫度測試元件，測量結構內部的溫度場，並結合理論分析，把測量的資料用於施工控制分析中時，隨時提出線形控制的溫度修正值。
（四）實時控制分析
（1）詳細模擬施工過程，根據現場測試資料進行引數識別與修正，形成施工控制檔案。
（2）進行施工階段**模擬計算，並根據現場測試反饋結果，確定每階段主梁的立模高程。
（3）當已施工梁段出現較大偏差時，及時通過理論計算進行調控，協助施工單位制定糾偏方案，避免誤差進一步累積。在控制過程中，以線形控制為主，應力控制為輔。
（一）計算方法
運用迴圈迭代逼近分析、前進分析和倒退分析的方法進行施工過程結構行為分析；計算軟體採用midas（專業版）和橋梁博士v3.03版，同時採用sap2000軟體進行複核計算。
（二）施工誤差狀態分析
對施工反饋的資料與施工控制計算**的理論目標值以及施工控制實時計算結果的修正目標值進行比較，確定誤差的實際分布狀態，對連續分布誤差和大峰值誤差進行及時調整。
（三）計算引數的識別與修正
對施工**現的累積或發散趨勢的連續分布誤差狀態進行引數識別、引數修正、引數擬合，並提供合理的目標值。對於產生引數失真的原因進行認真分析，以便在施工中加以控制。
（一）主梁線形監測
主梁的高程測量是為了能反映出在各施工階段（混凝土澆築、預應力張拉、掛籃前移等）完成後各梁段塊件的標高，從而得到各施工階段後的主梁線形。重要的是通過前後施工階段的梁段標高變化計算出主梁的實際豎向撓度，以便與計算撓度值相比較，及時調整偏差，為施工控制分析提供直接依據，為大橋施工提供保障。
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