悬臂浇筑施工监控.ppt

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1、悬臂浇筑施工监控,悬臂浇筑施工监控,梁桥悬臂施工简介,*,梁桥悬臂施工简介*,连续梁桥,*,连续梁桥*,连续刚构桥-郑卢高速洛宁至卢氏段半坡1号大桥,*,连续刚构桥-郑卢高速洛宁至卢氏段半坡1号大桥*,预应力混凝土连续梁桥（刚构桥）具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适等优点，是大跨径桥梁最常用的桥型。,*,预应力混凝土连续梁桥（刚构桥）具有整体性能好、结,预应力混凝土连续梁桥常用施工方法：立支架就地现浇；悬臂浇筑；预制拼装；顶推；使用滑模逐跨现浇施工等 悬臂浇筑是最常用施工方法,*,预应力混凝土连续梁桥常用施工方法：*,*,*,主要施工程序

2、：0号块灌注：设置0号块托架 铺设底模 预压 立模 绑扎钢筋 布设预应力管道 灌注0号块及连续箱梁的墩梁临时固结 张拉预力纲束拼装挂篮并预压 灌注1号节段张拉预应力纲束挂篮前移、调整、锚固灌注下一节段 包括：挂篮前移 按立模高程设顶、底扳标高 绑扎钢筋 布设预应力管道、浇筑混凝土、养护、穿预应力钢索 张拉预应力钢索。依次类推完成悬臂灌注挂篮拆除边跨合拢中跨合拢,预应力混凝土连续箱梁悬臂灌注法主要施工程序,*,主要施工程序：预应力混凝土连续箱梁悬臂灌注法主要施工程序*,挂篮悬臂施工主要工作内容：在墩顶浇筑起步梁段(0#块)，在起步梁段上拼装悬浇挂篮并依次分段悬浇梁段；边跨及中跨合龙,*,挂篮悬臂

3、施工主要工作内容：在墩顶浇筑起步梁段(0#块)，,0#块施工,立 模,*,0#块施工立 模*,预压,*,预压*,钢筋绑扎,*,钢筋绑扎*,0#块混凝土灌注,*,0#块混凝土灌注*,预应力朿张拉,*,预应力朿张拉*,一、移动式悬臂施工挂篮简介,(一)挂篮构造 挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工梁段上，在挂篮上可进行现浇梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设，混凝土浇筑和预应力张拉、灌浆等作业。完成一个阶段的循环后，挂篮前移并固定，进行下一阶段悬浇施工，如此循环直至完成悬臂结构,*,一、移动式悬臂施工挂篮简介(一)挂篮构造*,1.挂篮分类 按挂篮按构造形式：桁架式(包括平弦无平

4、衡重式、菱形、弓弦式)、斜拉式、型钢式及混合式 按挂篮按抗倾覆平衡式：压重式、锚固式和半压重锚固式 按挂篮走行方法：一次走行到位和两次走行到位 按其移动方式：滚动式、滑动式和组合式,一、移动式悬臂施工挂篮简介,*,1.挂篮分类一、移动式悬臂施工挂篮简介*,平行桁架式挂篮,平弦无平衡重挂篮,一、移动式悬臂施工挂篮简介,*,平行桁架式挂篮 平弦无平衡重挂篮 一、移动式悬臂施工挂篮简介,一、移动式悬臂施工挂篮简介,*,一、移动式悬臂施工挂篮简介*,一、移动式悬臂施工挂篮简介,*,一、移动式悬臂施工挂篮简介*,菱形挂篮侧面图,*,菱形挂篮侧面图*,菱形挂篮正面图,*,菱形挂篮正面图*,二、挂篮悬臂浇筑

5、施工主要工艺程序及特点,用挂篮逐段悬浇施工主要工艺程序：浇筑0号段及墩梁临时锚固拼装挂篮浇筑1号梁段 张拉预应力钢索挂篮前移、调整、锚固浇筑下一梁段,*,二、挂篮悬臂浇筑施工主要工艺程序及特点 用挂篮逐段悬浇施,二、挂篮悬臂浇筑施工主要工艺程序及特点,包括：1)挂篮前移，按立模标高设顶底模标高；2)浇筑混凝土，养护；3)张拉预应力钢索。依次类推完成悬臂浇筑施工；挂篮拆除；边跨合龙；中跨合龙。,*,二、挂篮悬臂浇筑施工主要工艺程序及特点包括：*,(一)0号段的浇筑,0号段位于桥墩上方，浇筑0号段相当于给挂篮提供一个安装场地0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇立0号段底模时，同时安装支座及防倾覆

6、锚固装置,支架搭设方式图,*,(一)0号段的浇筑0号段位于桥墩上方，浇筑0号段相当于给挂,墩梁临时锚固,临时锚固方式图,*,墩梁临时锚固临时锚固方式图*,(二)拼装挂篮,挂篮运至工地后，应在试拼台上试拼，以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题，保证正式安装顺利及工程进度,三角形组合梁挂篮尾部连接示意,*,(二)拼装挂篮 挂篮运至工地后，应在试拼台,挂篮加载试验,在0号块梁段上安装完成挂篮以后，首先进行挂篮加载试验，以获取加载与挂篮变形的关系曲线试验方案应经业主、监理和监控小组批准后实施加载时应注意分级加载，且分级应均匀条件允许时应逐个进行挂篮加载试验，以便于检测全部挂篮的性能,*,挂篮加载

7、试验在0号块梁段上安装完成挂篮以后，首先进行挂篮加载,挂篮加载试验,*,挂篮加载试验*,(三)浇筑梁段混凝土,箱梁各阶段立模标高设计标高预拱度挂篮满载后自身变形后浇筑梁段应根据已施工梁段有关实测结果作适当调整，逐渐消除误差，保证结构线形匀顺,*,(三)浇筑梁段混凝土箱梁各阶段立模标高设计标高预拱度挂,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施,1.连续梁合龙前的墩、梁临时固结约束措施解除,一般在两侧边跨合龙后，应立即解除墩、梁临时固结措施，使梁成简支悬臂体系也可以在中跨合龙后再解除墩、梁临时固结措施 具体采取何种解除方式，要与设计院沟通后才能确定，切勿自行确定,*,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措

8、施1.连续梁合龙前的墩、梁,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施,*,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施*,2.合龙口的临时锁定支撑内、外刚性支撑锁定措施 在箱梁顶、底板的顶面预埋钢板，将刚性支撑焊接(或栓结)在其上；并在箱梁顶、底板中央纵向设置内刚性支撑共同锁定合龙口。因内刚性支撑仅能抗拉、吸收部分预应力，且用钢量较多，现已不多用,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施,*,2.合龙口的临时锁定支撑三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施,外(或内)刚性支撑和张拉临时束共同锁定 用外(或内)刚性支撑锁定，再利用永久性的部分预应力束临时张拉，以抵抗降温时产生的收缩变形 仅设刚性外（或内）刚性支撑锁

9、定 根据实际受力要求，仅布置外（或内）刚性支撑即可满足要求时，可仅用一种锁定措施。例如边跨若采用膺架法浇筑混凝土时，其合龙口另侧的现浇混凝土长度一般较短，加之低温合龙，以及膺架对边跨的摩阻力作用，往往就可仅用外（或内）刚性支撑即可抵抗升温时的膨胀力,三、预应力混凝土连续梁的合龙技术措施,*,外(或内)刚性支撑和张拉临时束共同锁定三、预应力混凝土连,四、预应力混凝土连续梁的合龙施工要点,掌握合龙期间的气温预报情况，测试分析气温引起梁段变化规律，以确定合龙时间，并为选择合龙锁定方式提供依据根据结构、气温的可能变化情况，选定适宜的合龙方式并作力学计算选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合龙口并浇筑

10、合龙段混凝土合龙口锁定，应迅速、对称进行，一段先将外刚性支撑与梁端预埋件焊接（或栓接），后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接，临时预应力束也应随之快速张拉。合龙口锁定后，立即释放一侧的固结约束，使梁一端在合龙口锁定的连接下能沿支座左右伸缩,*,四、预应力混凝土连续梁的合龙施工要点掌握合龙期间的气温预报情,合龙口混凝土宜比梁体提高一级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并作特殊配比设计，浇筑时应认真振捣和养护为保证在浇筑混凝土过程中，合龙口始终处于稳定状态，必要时在浇筑混凝土之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重，加、卸载均应对称进行混凝土达到设计要求的强度后，先部分张拉预应力钢索，然后解除劲性骨

11、架，最后按设计要求张拉全桥剩余预应力束，当利用永久束时，只需按设计顺序将其补拉至设计张拉力即可临时束的张拉力一般宜在0.45-0.5Rjy，以防在合龙过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束,四、预应力混凝土连续梁的合龙施工要点,NEXT,*,合龙口混凝土宜比梁体提高一级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝,四、预应力混凝土连续梁的合龙施工要点,RETURN,*,四、预应力混凝土连续梁的合龙施工要点RETURN*,悬臂浇筑施工监控,*,悬臂浇筑施工监控*,一、预应力混凝土连续梁桥悬臂施工监控,悬臂施工法是预应力混凝土连续梁桥主要施工方法采用悬臂施工法施工有若干关键问题需要解决：如何保证合龙前两悬臂

12、端竖向挠度的偏差和主梁轴线的横向偏移不超过容许范围；如何保证合龙后的桥面线形良好；如何避免施工中主梁截面出现过大的应力；，这些问题若处理不当，对结构受力不利，使主梁梁底曲线不顺畅，形成永久性缺陷而影响外形美观解决问题唯一办法：对施工过程实施监控,*,一、预应力混凝土连续梁桥悬臂施工监控悬臂施工法是预应力混凝土,内容：变形控制和应力监测变形控制：严格控制每一节段梁段的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段施工做好准备工作应力监测：控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合龙时的控制，使其不致过大而偏于不安全，甚至在施工过程中造成主梁破坏

13、,连续梁桥施工监控过程主要体现在施工监控模拟的结构分析、施工监测(包括结构变形与应力监测)、施工误差分析以及后续状态预测4个方面。,一、预应力混凝土连续梁桥悬臂施工监控,*,内容：变形控制和应力监测 连续梁桥施工监控过程主要体现,二、施工监控结构分析(计算),为了达到施工监控的目的，首先通过计算确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态(施工阶段理想状态)，以此为依据控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求,*,二、施工监控结构分析(计算)为了达到施工监控的目的，,二、施工监控结构分析(计算),*,二、施工监控结构分析(计算)*,(一)施工监控结构

14、计算的一般原则,预应力混凝土连续梁桥施工监控结构计算不但模拟桥梁实际施工，还要考虑：1.施工方案 由于连续梁桥的恒载内力与施工方法、架设程序密切相关，在结构计算前应首先研究施工方法和架设程序，对主梁架设期间的施工给出一个较为精确的描述数值,*,(一)施工监控结构计算的一般原则 预应力混凝土,(一)施工监控结构计算的一般原则,2.计算图式 连续梁桥一般要经过墩、梁固接悬臂施工合龙解除墩、梁固接中跨合龙的过程（连续刚构桥需经过悬臂施工和数次合龙）。在施工过程中结构体系不断地发生变化，在各个施工阶段应根据施工实际情况和荷载状况，选择合适的计算图式进行分析、计算,*,(一)施工监控结构计算的一般原则2

15、.计算图式*,3.结构分析程序 对连续梁桥施工监控计算而言，采用平面结构分析方法基本可以满足实际施工监控的需要4.非线性影响 非线性对中小跨连续梁桥的影响可以忽略不计，对对大跨径连续梁桥，则有必要考虑非线性的影响5.预加应力影响 预加应力直接影响结构的受力与变形，施工监控中应在设计要求的基础上，充分考虑预应力实际施加程度,(一)施工监控结构计算的一般原则,*,3.结构分析程序(一)施工监控结构计算的一般原则*,6.混凝土收缩、徐变的影响 连续梁桥应计入混凝土收缩、徐变对变形的影响7.温度 温度对结构的影响是复杂的，通常做法是对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测中采取一些措施予以消除

16、，减小其影响8.施工进度 施工监控计算须按实际的施工进度，确切预计合龙时间，分别考虑各个部分的混凝土徐变变形,(一)施工监控结构计算的一般原则,*,6.混凝土收缩、徐变的影响(一)施工监控结构计算的一般原则,(二)施工监控的结构计算方法,桥梁施工监控中的结构分析方法包括前进分析法、倒退分析法以及无应力状态法。对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥，施工监控结构计算的分析方法一般采用前进法和倒退法,*,(二)施工监控的结构计算方法 桥梁施工监控中的结构分析,(三)立模标高的确定,在主梁悬臂浇筑过程中，合理确定梁段立模标高是关系到主梁线形是否平顾、是否符合设计的一个重要问题。如果

17、在确定立模标高时考虑因素比较符合实际，而且加以正确控制，则最终桥面线形较为良好；如果考虑因素与实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差,*,(三)立模标高的确定 在主梁悬臂浇筑过程中，合理确定梁,三、施工监控的监测,(一)施工监测的目的 通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和变形及时了解结构实际行为。根据监测所得数据，首先确保结构安全和稳定，其次保证结构受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利建成提供技术保障,*,三、施工监控的监测(一)施工监测的目的*,1.主梁结构部分设计参数的测定,只需考虑主要的、可测定的参数：(1)混凝土弹性模量；(必须试验确定)(2)预应力钢

18、绞线弹性模量；(3)混凝土容重；(必须试验确定)(4)混凝土收缩徐变系数；(5)材料热胀系数；(6)施工临时荷载；(主要是挂篮自重、临时堆载),*,1.主梁结构部分设计参数的测定 只需考虑主要的、可测定,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,2.1准备工作:（1）施工单位完成挂篮及托架试验。除安装检查外，重点进行挂篮变形测试，测试结果为挂篮和托架结构荷载挠度曲线图，实测弹性及非弹性变形值；边跨现浇段支架试验要求相同（2）主桥轴线及桥墩位里程、高程均根据全桥三角网点和水准网点由施工单位进行两次复测（3）线形测量小组要按施工进度划分的阶段，应用施工监控程序求得每一时段梁体挠度，并转化为各梁段计算的立模标

19、高（4）施工单位配合施工监控组设置桥墩沉降观测点,*,2.箱梁施工挠度观测与标高控制 2.1准备工作:*,2.2 梁段测点基准点的设置,（1）0号和1号梁段顶面水准点为箱梁悬臂浇筑施工的标高控制点,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,*,2.2 梁段测点基准点的设置（1）0号和1号梁段顶面水准点为,（2）从箱梁第2号节段开始，在梁段前端距端面15cm断面（桥纵向），沿横向布置3个箱梁顶面标高测点，其中中间测点主要用于连续梁水平轴线的测量控制。测点采用预埋钢筋头，横向布置在箱梁腹板位置处。上述标高测点中包括了桥中线位置控制测点,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,*,（2）从箱梁第2号节段开始，在梁段前

20、端距端面15cm断面（桥,2.3 监测规定,（1）对于每一个悬浇梁段应进行至少3种工况的标高观测，即挂篮就位及立模后、浇筑混凝土后、张拉完预应力钢束后（2）除立模调整外，测量时间一般应在早晨太阳出来前（清晨7点左右）（3）在进行标高观测的同时，应进行中轴线位置观测，墩沉降观测，根据施工的进度情况，进行周期性观测（4）对梁段标高和中轴线进行测量时，若现场实测值与测量单上预测值对应误差为15mm（高程）、5mm（中轴线偏位）时，应告知监理和施工监控组（线形控制小组），在施工监控组人员认可和监理同意观测结果后方可结束测量,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,*,2.3 监测规定（1）对于每一个悬浇梁段应

21、进行至少3种工况,2.4 立模标高,（1）立模标高由施工监控组提出并将立模标高通知单发至监理组，由监理组核签后转发至施工单位。立模工作结束后，通知单返回施工监控组（2）施工单位要根据施工监控组提供的立模标高通知单准确放样。立模标高放样结束经施工单位复测后，由监理检查合格并签字后才可进行下一步的工作（3）施工监控小组在预应力张拉后24小时内根据箱梁已浇梁段的重量、标高、预应力、混凝土强度、弹性模量等实测值，考虑挂篮变形、支座变形、墩沉降和温度影响，由施工监控程序进行分析计算后，提出下一梁段的立模标高值。,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,*,2.4 立模标高（1）立模标高由施工监控组提出并将立模标

22、高通,2.5 合龙段观测,（1）合龙段是箱梁施工的重点、线形控制的难点(2)在合龙段相邻悬臂施工最后梁段施工前，应对相应梁跨进行联测，以确定最后梁段悬臂施工立模高程，保证合龙精度。（3）在现浇合龙段之前，应对最大悬臂长度温度变化、相应挠度变化进行24小时测量（4）控制标准应按设计文件要求，若设计文件中无此要求，则应按公路桥涵技术规范的规定要求执行,2.箱梁施工挠度观测与标高控制,*,2.5 合龙段观测（1）合龙段是箱梁施工的重点、线形控制的,2.6 箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求,（1）箱梁梁段的精度要求箱梁底、顶板中线误差：10mm箱梁顶面高程：10mm箱梁底、顶板和腹板厚度误差：10mm,

23、10mm，0mm箱梁底、顶板宽度误差：30mm箱梁高度误差：5mm同跨对称点高程误差：20mm（2）箱梁悬臂现浇施工中，梁段高程和中轴线位置容许误差为：高程15mm，中轴线位置5mm（3）悬臂现浇合龙的主要精度悬臂合龙的中线位置误差不大于10mm悬臂合龙的高程差在20mm之内,*,2.6 箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求（1）箱梁梁段的精度要,强调：,1.箱梁每一节段悬臂施工过程中，应进行至少以下3个工况的挠度测量和高程控制测量：（1）挂篮就位立模板及浇筑箱梁混凝土前；（2）浇筑箱梁混凝土后，纵向预应力钢束张拉前；（3）纵向预应力钢束张拉后；2.为了尽量减少温度对观测的影响，观测时间安排在早晨太

24、阳出来之前。在施工过程中，对每一节段需进行数次(至少1次)观测，以便观察各点的挠度及箱梁梁轴曲线的变化历程，保证箱檗悬臂端的合龙精度及桥面的线形 注意：除对当前施工节段进行高程测量外，同时对已施工的连续3个节段同时进行高程测量，以得到箱梁节段累计实际变形数据和线形,*,强调：1.箱梁每一节段悬臂施工过程中，应进行至少以下3个,3.主梁应力监测,预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥，主要测试桥墩和箱梁截面的应力桥墩上测点布置在墩底、横系梁及墩顶截面处，主梁上视跨度而定，测点可布置在悬臂根部等关键截面测试仪器有各种应变仪(应变片)、测力计、应变式测力传感器，钢弦式应力计等,*,3.主梁应力监测预应力混

25、凝土连续梁桥、连续刚构桥，主要测试,连续梁桥应力监控截面布置示例纵向,监控截面布置图,*,连续梁桥应力监控截面布置示例纵向监控截面布置图*,连续梁桥应力监控截面布置示例横向,应变监控截面测点布置示意图,纵向应变测点,主应变测点,*,连续梁桥应力监控截面布置示例横向应变监控截面测点布置示意,连续刚构桥应力监控截面布置示例纵向,*,连续刚构桥应力监控截面布置示例纵向*,连续刚构桥应力监控截面布置示例横向,C、E、I、K截面（控制截面）应变测点布置,一般截面应变测点布置,主墩截面应变测点布置,*,连续刚构桥应力监控截面布置示例横向C、E、I、K截面（控,传感器及读数仪,（a）振弦式应变计(b)通用读

26、数仪,(c)钢筋应力计(d)温度传感器,*,传感器及读数仪（a）振弦式应变计,4温度观测,温度变化：季节温度变化和日照温度变化日照温度变化复杂，日照作用会引起主梁顶、底板的温度差，使主梁发生挠曲，同时也会引起墩身两侧的温度差，使墩身产生偏移；季节温差对主梁挠度影响较筒单，由于其变化的均匀性，不会使主梁发生挠曲和使墩发生偏转 鉴于日照温度变化复杂性，在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响，只能通过定时实施观测来加以修正。除立模调整外，测量时间一般应在早晨太阳出来前（清晨7点左右）,*,4温度观测温度变化：季节温度变化和日照温度变化*,四、梁桥施工监控小结,连续梁桥、连续刚构桥是一个施工量测识

27、别修正预告施工的循环过程，其实质是使施工按预定的理想状态(主要是施工标高)顺利推进。而实际上，理论分析得到的理想状态，实际施工存在误差，施工监控的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构末来状态作出预测连续梁桥、连续刚构桥在梁段浇筑完成后出现的误差，除张拉预备预应力索外，基本没有可调整余地，只能针对已有误差在下一未浇筑梁段的立模标高上作出必要的微调整。要保证控制目标的实现，要对立模标高作出尽可能准确预测。即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工块件的预抛高值(立模标高),*,四、梁桥施工监控小结 连续梁桥、连续刚构桥是一个施工量测,施

28、工状态理论分析、实测结果的准确性保证：理论分析结果计算模型（工况）正确、参数取值准确 实测结果测点位置准确、测量精度足够、温度修正准确,四、梁桥施工监控小结,*,施工状态理论分析、实测结果的准确性保证：四、梁桥施工监控小,施工误差分析、预测、调整：理论值与实测值比较，差值在容许范围时，按原方案施工，超过容许范围时，做误差分析、预测，对原方案进行调整，给出下一节段的施工状态指令。,四、梁桥施工监控小结,*,施工误差分析、预测、调整：四、梁桥施工监控小结*,桥梁施工控制组织管理,两个小组：施工监控领导小组由业主或BT业主或监理工程师主持，施工、设计、监理、控制等单位参加，主要解决重大技术（方案）问题，协调解决施工控制中的有关问题；施工监控实施小组由施工控制单位主持，施工、设计、监理、业主、BT业主等单位参加，具体负责现场施工控制的实施。,四、梁桥施工监控小结,*,桥梁施工控制组织管理 两个小组：四、梁桥施工监控小结*,感谢聆听,感谢聆听,