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1、新建鐵路大同至西安鐵路工程原平西至運城北段鳴李特大橋（60+100+60）m預應力混凝土連續箱梁橋主梁施工線形與應力控制方案項目負責人： 蘭州鐵成工程檢測有限公司2010年10月1工程概況新建大同至西安鐵路工程原平西至運城北段鳴李特大橋起點樁號DK11+684.9，終點樁號DK12+712.42，橋梁全長1.027km。其中8083#墩所在的一聯(60+100+60)m 雙線（線間距5.00m）預應力混凝土連續箱梁橋起止樁號DK11+948.24DK12+169.94，全長為221.7m，跨越既有貨聯左線。梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。中支點處梁高7.85m，跨中10m直線段及邊跨15.2、75m直線段梁高為4.85m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.75m。箱梁頂寬12.0m，箱梁底寬6.7m。頂板厚度除梁端附近外均為40cm，底板厚度40至120cm，按直線線性變化，腹板厚60至80至100cm，按折線變化。全聯在端支點、中跨跨中及中支點處共設5個橫隔板，橫隔板設有孔洞，供檢查人員通過。橋面防護墻內側凈寬8.8m，橋上人行道鋼欄桿內側凈寬11.9m，橋梁寬12.0m，橋梁建筑總寬度12.28m。本橋位于R=1600m的曲線上，連續梁以左線為準，曲梁曲做，橋墩徑向布置，連續梁橫向無偏移。主墩81#墩墩高14.5m，82#墩墩高16.5m，圓端型實體橋墩，基礎采用3、樁基礎。施工方法：下部工程施工完成后，對連續梁的0#塊進行支架現澆施工，以便在其上拼裝掛籃；然后采用掛籃施工1（1)13（13)塊；同時用支架法澆注施工邊跨現澆段15#塊，然后依次進行邊跨合龍段14#塊和中跨合龍段14#塊的施工。0#塊、15#塊施工時，采用碗扣式腳手桿搭設滿堂支架施工。先進行地基處理，采用分層填筑、碾壓夯實，經檢測地基承載力及密實度符合要求后，在表層做20cm厚C20混凝土墊層.在墊層上搭設碗扣腳手架作為支架。支架搭設完畢后進行預壓，消除非彈性變形，測試支架的彈性變形值，作為施工控制依據。模板采用竹膠板，梁體一次澆注成型。連續梁懸臂澆注段采用掛籃懸灌澆筑，每副掛籃設計重量約為4、60t，采用三角掛籃設計形式。掛籃由承重系統、底模系統、側模系統、走行系統，后錨固系統組成。掛籃在投入使用前，測試掛籃的彈性變形和非彈性變形值，驗證實際參數和承載能力，確保掛籃的使用安全。2 施工監控技術依據1) 鐵路橋涵設計規范（TB10002.1TB10002.5-2005）2) 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范(TB 10002.32005)；3) 鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定鐵建設（2005）157號及“局部修訂條文”鐵建設（2007）140號4) 鐵路工程抗震設計規范（GB50111-2006）5) 新建時速300350公里客運專線鐵路設計暫行規定（上、下）（鐵建設25、00747號）6) 客運專線無砟軌道設計指南鐵建設函（2005）754號7) 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準(鐵建設2005160號；8) 鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準（鐵建設2005160號）；9) 鳴李特大橋連續梁施工圖紙。3.施工控制的必要性連續梁橋在分段懸臂施工過程中，由于橋梁的結構形式、所受荷載、邊界支撐條件以及環境溫度等的不斷變化，結構內力和變形狀態也在發生不斷的變化。要使成橋后的橋梁線形和內力狀態均達到設計要求，就需要對橋梁的整個施工過程進行有效的控制。盡管在橋梁的設計階段就可以確定橋梁施工過程中的結構狀態參數，但在實際施工過程中，這種設計的理想狀態卻難以準確實現6、，這是因為設計時所采用設計參數（包括對環境條件的考慮等）與實際施工過程中所表現出來的并不完全一致，從而使結構的實際狀態不能完全達到設計理想狀態。這就是設計與實際施工的不一致性，這種不一致性是客觀存在的，也就是存在著影響施工狀態偏離設計理想狀態的各種因素，這些因素在懸臂施工的連續梁橋中具體表現為：（1）梁段自重誤差對結構的影響；（2）預應力張拉實際效果的影響；（3）梁、墩的剛度誤差對結構的影響，截面剪力滯效應對結構的影響；（4）混凝土收縮徐變對結構的影響；（5）掛籃及其它施工荷載變動對結構的影響；（6）溫度的影響。這些因素在設計階段很難準確把握，如果不在施工過程中進行有效的控制，就會造成施工過程7、中（如懸臂澆注后和預應力鋼束張拉后）主梁的變形、應力變化值與設計值存在差異，這種差異具有累計效應并且事后無法再進行調整。因此，在施工過程中，有必要對結構的內力和變形狀態進行實時監測，當結構的實測狀態與理論計算結果不相符時，應及時分析出現誤差的原因。如果是由計算參數取值引起的誤差，要根據施工過程中結構的實測值對主要設計參數進行重新估計、修正，然后將被修正的設計參數反饋到控制計算中去，重新給出施工過程結構控制參數的理論期望值，以消除理論值與實測值不一致的主要部分，使模型的輸出結果與實際測量的結果相一致，從而可以對施工狀態進行更好的控制，使設計的施工過程得以準確的實現。4. 連續梁橋施工控制系統及其8、運行過程大跨度連續梁橋的施工控制是一個施工、量測、識別、修正、預告、再施工的循環過程。施工控制的最基本要求是確保施工中結構的安全，其次，必須保證結構的線形和內力在規定的誤差范圍之內并符合設計要求。為此，必須在整個施工過程中對結構線形和內力實行雙控。這既是一個技術問題，又是一項系統工程。它主要包括兩個部分，一部分是數據采集系統，即在橋梁主要控制部位上埋設各類傳感器和設置監控系統，采集資料。另一部分是資料分析仿真模擬系統，即將采集到的資料進行分析處理，確定下一個施工階段的參數。控制系統除了具有常規的結構分析計算基本功能之外，還要具備消除設計與實際不一致的自適應能力，并及時提供結構空間坐標的修正值。9、控制系統的一項基本要求是要有很強的適應性，這是由施工中結構的多變性、引起誤差原因的復雜性所決定的。因此，在施工監控中需要細致的觀測測試工作和大量的計算工作。通過有效的監測監控工作，最終消除設計與實際施工過程差異的影響，保證設計的施工過程和受力狀態得以準確地實現，確保主梁準確合攏并使最終的結構線形和內力達到設計的理想狀態。在設計階段完成后，全橋的最優線形和內力狀態已經確定。在施工過程中為了實現這種理想狀態，就要在施工過程中運行施工控制系統，整個連續梁施工控制系統的運行過程如下：1）按照規范或以往的工程經驗確定各種計算參數，通過施工過程的仿真模擬，以設計線形為目標，預報第一節段主梁施工的坐標及應力10、。2）按照上述預報值進行第一節段的施工并測量主梁各測點的坐標變化和主梁控制截面的應力。3）將以上觀測變量的實測值與理論計算值進行比較，根據誤差的大小判斷是否進行參數識別，如不需要進行參數識別，則轉第8）步。4）通過參數識別模塊進行參數估計，獲得修正后的計算參數。5）按照修正后的參數進行施工仿真計算，獲得觀測變量的新計算值，將計算值與實測值比較，根據兩者的誤差大小判斷是否進行標高調整，如不需要進行調整，則轉第7）步。6）對已施工的主梁節段進行標高調整計算，并在下一步進行相應的標高調整。7）判斷參數調整后，以后所有的施工過程中結構的應力均在容許的范圍之內，如滿足要求，則轉第8）步。如不滿足要求，則11、轉第4）步。8）通過施工過程的仿真模擬計算，預報下一梁段的坐標。9）按照上述預報值進行下一梁段的施工并測量已有各梁段的坐標及主梁應力。10）在3）9）步之間進行循環，直至主梁施工結束。由于在施工過程中不斷進行參數識別，施工的節段越多，參數就越準確，預報值也就越接近實際值，對標高調整的要求就會越來越少。主梁在最后一個懸臂梁段的施工完成后，就可以達到高精度合龍，實現結構的體系轉換。5施工監控的工作內容對橋梁施工過程實施監控的目的是確保在施工過程中橋梁結構的絕對安全，并使橋梁建成后結構的線形和內力在容許的誤差范圍內達到設計值。為了達到此監控目的，本項目制定的施工控制原則是：準確預測施工過程中的各個受12、控變量，如各段主梁的施工坐標、主梁應力等，并在實際施工過程中對這些受控變量進行有效地控制以保證主梁的應力狀態和線形達到設計要求。為此，確定了以下施工監控的主要工作內容：1）編寫施工監控實施細則2）按照設計的施工步驟對橋梁施工的全過程進行動態仿真模擬計算，并對設計單位提供的施工流程及其控制參數進行復核。3）按預先擬定的施工步驟，用監控程序計算主梁在各施工階段的內力以及主梁空間坐標等控制參數的理論計算值，以備對比分析。4）提供各梁段施工時的初始立模標高。5）在橋墩和主梁的控制部位安裝測試元件（如應力、溫度測試元件等）和布置測點以便隨時監測墩和梁的應力變化情況、梁的位移情況及結構的溫度變化規律。6）13、在每一梁段的施工過程中及時進行主梁應力、主梁坐標測試及主墩沉降監測。根據實測資料，計算分析橋梁在當前施工階段所處的實際應力及變形狀態。如實測值與理論計算值的偏差不容忽視時，及時分析原因，必要時對結構的設計參數進行新的估計，并將修正過的設計參數反饋到控制計算中，重新給出施工中控制變量的理論期望值，以消除理論值和實測值不一致中的主要部分。當實測值與設計控制值相差較大時，及時通知有關單位，并提出調整主梁標高的建議，以指導施工。7）在施工過程中，根據實際需要，隨時對預應力鋼束張拉的實際效果、主梁彎曲剛度、鋼和混凝土彈性模量、截面剪力滯效應、收縮徐變參數、自重及施工臨時荷載、溫度等參數和結構體系轉換、施14、工過程臨時支撐的施加和拆除等因素進行模擬計算，及時反饋。8）對合龍段施工方案進行技術咨詢，保證合龍段施工質量。9）提交施工監控最終工作報告。監控工作將緊跟施工過程，確保預定的施工過程得以準確實現，使主梁線形及結構整體內力和變形在整個施工過程中始終處于較為理想的狀態，以保證大橋安全、順利建成。6.連續梁橋施工過程的仿真分析方法概述大跨度橋梁的施工過程是橋梁的結構形式、體系及受力狀態不斷變化的過程，結構所受的荷載如結構自重、預應力等是在施工過程中逐步施加的，施工荷載的作用位置也在不斷變化，每一施工階段都伴隨著各種荷載（對混凝土結構包括收縮、徐變）的作用、約束條件的改變及施工臨時荷載的增減等。另外，結構的成橋內力狀態和線形與施工方案（或施工過程）有密切地聯系。因此，施工控制中的結構計算應該是在既定的施工方案下，用計算機仿真模擬施工過程，計算出每個施工階段結構的內力及變形以指導實際的施工過程。如果施工方案有所調整，則施工控制計算的參數也應做出相應的調整。