大跨径预应力砼连续刚构桥施工控制
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总第１５５期
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大跨径预应力砼连续刚构桥施工控制
宋佑磊，石莎，张永水
（重庆交通大学土木建筑学院，重庆４０００７４）
摘要：桥粱施工控制是桥梁施工技术的重要组成部分．大跨度预应力砼连续刚构桥的施工控制主要包括变形控制和内力控制两方面内容。变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度，内力控制则是控制主粱在施工过程中以及成桥后的应力，以保证桥梁结构的安全。文中结合四川省广元市新建白水大桥施工监控实践，分析了挠度、应力在实际和理论上的吻合度，得出箱梁挠度和应力变化规律，同时证实了施工控制在整个桥梁建设中的重要性舜口必要性。
关键词：桥梁；连续刚构桥；施工控制；挠度；应力
中图分类号：Ｕ４４８．２３
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７１—２６６８（２０１３）０２—０１７１—０４
１
工程概况
四川广元市新建白水大桥是国道２１２线宝轮至
姚渡公路汶川地震后恢复重建工程的一座重点大桥。其主桥为三跨预应力砼连续刚构桥，桥跨布置为（１０２＋１６８＋１０２）ｍ，总长３８８ｍ，不设引桥，两岸边跨现浇段和桥台均处于缓和曲线内，桥梁两岸引图１新建白水大桥桥型布置（单位：ｃｍ）
道与Ｇ２１２线相接。箱梁０８段长１５．１ｍ，每个主墩部结构和主梁完全固结，形成Ｔ形结构，主梁结构Ｔ构纵桥向划分为２０个对称梁段，边跨现浇段长
除０８块外，每个悬臂分２０个节段。具体的箱梁块１７
ｍ。梁段数及梁段长从根部到跨中分别为１５．１
段划分见图２和图３，由于２４、３８墩的梁段划分是ｍ（０８段）、７×３．３５ｍ、１３×４．０ｍ、２．０ｍ（合龙段），
一样的，故仅给出了３８墩的梁段划分图。ＭＩＤＡＳ／累计悬臂总长８３ｍ。１。～２０８梁段采用挂篮悬臂Ｃｉｖｉｌ模型中，考虑到０８块横隔板的影响，将０８块浇筑施工，悬臂浇筑梁段最大控制重量２１２５ｋＮ，
每个横隔板单独作为１个单元，这样将每个墩０。块挂篮设计控制自重不超过１
０５０
ｋＮ。全桥共有３
分为６个单元。悬臂按照施工节段分成２０个节段，个合龙段，边跨及中跨合龙段长度为２．０ｍ（采用型边跨现浇段１７ｍ长，划分为６个单元，每个边跨合钢桁架作合龙段劲性骨架），桥型布置见图１。
龙段为１个单元，中跨合龙段为２个单元，这样，主梁一共划分为１０８个单元。承台分为上承台和下承
２有限元分析模型
台，每个上承台分为１个单元，下承台分为２个单２．１有限元模型的建立
元，３８墩每根桩划分为１４个单元，２８墩每根桩划分新建白水大桥采用挂篮悬臂浇筑对称施工、在为１２个单元，下部结构总共划分为９９个单元。全边跨和中跨最后合龙的施工方法，悬臂施工阶段下
桥模型见图４。
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合龙段中心线
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图２３０墩边跨侧的粱段划分（单位：ｃｍ）
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第２期２０１３年３月
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图３
心线
３。墩中跨侧的梁段划分（单位：ｃｍ）
２．３有限元模型施工荷载的模拟
桥梁在施工过程中的荷载主要有挂篮重量、节段砼自重、预应力及桥面二期恒载。在用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ有限元模型分析中，挂篮荷载的模拟直接将挂篮的重量作用在每个施工号块的外端节点上，并在
图４用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ建立的全桥模型
相应阶段将其钝化和激活；节段砼自重荷载的模拟是将现浇节段砼的自重全部由挂篮承受，通过挂篮
２．２有限元模型施工工况的划分
新建白水大桥根据施工方案及结合实际情况，模型施工阶段分为７２个施工工况（见表１）。
传递给已完成好的梁段；预应力的模拟是在已建好的模型中，在相应的阶段把预应力钢束激活，软件自动计算出预应力钢束的有效预应力值；二期恒载在
袭１新建白水大桥施工工况划分
三兰编号
１２３
４５
工况描述一…”～
三詈编号
１９２０２１２２２３２４２５２６２７２８
２９
工况描述。…。一移动挂篮
对称浇筑６８梁段
三苎编号
３７
工况描述１…一移动挂篮
三詈编号
５５５６
工况描述’…。一移动挂篮对称浇筑１８。梁段
浇筑桩和承台浇筑０。块梁段张拉０３块预应力钢束
安装悬臂施工挂篮
３８
３９４０
对称浇筑１２８梁段张拉１２８块预应力钢束
移动挂篮
对称浇筑１３８梁段
张拉６。块预应力钢柬
移动挂篮对称浇筑７８梁段张拉７ｏ块预应力钢束
５７张拉１８８块预应力钢束
５８
移动挂篮对称浇筑１９。梁段
对称浇筑１ｏ梁段张拉１９块预应力钢束
移动挂篮对称浇筑２８梁段
４１４２４３
５９
６７
８
张拉１３８块预应力钢柬
移动挂篮对称浇筑１４。梁段张拉１４。块预应力钢束
移动挂篮对称浇筑１５８梁段
张拉１５３块预应力钢柬
移动挂篮
６０张拉１９８块预应力钢束
６１６２
移动挂篮对称浇筑８８梁段张拉８８块预应力钢束
移动挂篮对称浇筑９。梁段
张拉９８块预应力钢束
移动挂篮
移动挂篮对称浇筑２０。梁段
４４４５
９
张拉２。块预应力钢柬
移动挂篮对称浇筑３。梁段张拉３ｏ块预应力钢柬
移动挂篮
６３张拉２０。块预应力钢束
６４
１０１１
１２
４６４７４８４９
浇筑边跨现浇段
６５
６６６７
边跨吊架安装张拉边跨预应力钢束
施加中跨支架浇筑中跨现浇段张拉中跨预应力钢束移去全桥所有支架
体系转换
前面铺装
３０
１３１４１５１６１７１８
３１３２３３３４３５
３６
对称浇筑４８梁段张拉４。块预应力钢束
移动挂篮对称浇筑５。梁段张拉５０块预应力钢束
对称浇筑１０８梁段张拉１０８块预应力钢束
移动挂篮
对称浇筑１１８梁段
５０５１５２
５３５４
对称浇筑１６。梁段张拉１６。块预应力钢束
移动挂篮
对称浇筑１７０梁段
６８６９７０７１
７２
张拉１１８块预应力钢束张拉１７。块预应力钢束
万方数据
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全桥合龙后以均布荷载的形式来模拟。２．４计算参数
（１）预应力钢筋。主桥箱梁纵向预应力束、箱梁顶板横向和竖向预应力束均采用西，１５．２０高强度低松弛预应力钢绞线，其技术指标符合ＧＢ／Ｔ５５２４—２００３的要求，标准强度ｆ“＝１
８６０
由图５～６可知：１）跨中的挠度比支点处的挠度要大；２）实测挠度值普遍比理论计算挠度值大；３）挠度理论计算值和实测值在总的变化规律上是一致的，具有较好的吻合度，这对类似桥型的施工监控可以起到一定的指导和借鉴意义；４）在悬臂端挂篮拆除后，悬臂端处会出现向上的挠度变化。３．２应力的控制
ＭＰａ，弹性模
量Ｅ，＝１．９×１０５ＭＰａ；加载至规定负荷的８０％时，松弛损失不大于３．０％；张拉控制应力口。＝０．７５ｆ出
一１３９５
ＭＰａ（部分纵向预应力束的张拉控制应力
为１２６０ＭＰａ）。
（２）砼。主桥箱梁采用Ｃ５０砼，其轴心抗压和抗拉标准强度分别为ｆｃａ＝３２．４ＭＰａ、ｆ。。一２．６５ＭＰａ，弹性模量Ｅ。＝３．４５×１０４ＭＰａ，要求强度及弹性模量均应达到标准值。承台、桩基及桥台台帽和背墙采用Ｃ４０砼，其轴心抗压标准强度厂ｃｄ＝２６．８ＭＰａ，轴心抗拉标准强度ｆ。ｄ＝２．４０ＭＰａ，弹性模量
Ｅ。＝３．２５×１０４
ＭＰａ，要求强度及弹性模量均应达
到标准值。
３施工过程中挠度和应力的控制及分析
３．１挠度的控制
由于全桥２个独立的Ｔ构正好对称，选取３。墩的实测挠度值跟理论挠度值进行分析对比，结果见
图５、图６。
节段号
２４６
８ｌＯ
１２１４
１６
１８２０ｌ
３
５
７
９１１
１３
１５１７
１９
２１
Ｏ．００－０．Ｏｌ
－０．０２
罢－ｏ．０３
｛毯－ｏ．０４嚣－０．０５
－０．０６
－－０．０７－０．０８
图５
３０墩中跨和边跨最大悬臂状态下的挠度比较
＋中跨理论挠度值—巾边跨理论挠度值０．０４
＋中跨实测挠度值—扣边跨实测挠度值
０．０３
Ｏ．０２
逞
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７。９ｌ乏氛Ｍ∥气融，
彝；．０．Ｏｌ
—ｏ．０２－０．０３－０．０４
图６
３０墩中跨和边跨成桥状态下的挠度比较
万方数据
在箱梁的根部截面、Ｌ／４和Ｌ／２截面布置应力ｃｍ。应力监测选用钢弦应力计和配套的频率图７主梁应力测试总体布置
ＸＸ—０４
ＸＸ—０５ＸＸ—０６
图８主粱应力测点布置
表２最大悬臂状态下控制截面正应力
ＭＰａ
由图９和图１０可知：１）从实测应力结果来看，
ＭＰａ，结构在整
测点，主梁共设９个应力监测断面，每个应力监测断面布置６个应力测点，顶板和底板各设置３个应力监测点，每个应力监测点距顶板顶面和底板底面约为１０接收仪，钢弦应力计温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，适合于长期观测。应力观测布置和断面见图７～８，测试结果见表２～３和图９～１０。
在施工过程中，应力始终不大于１２
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表３成桥状态下控制截面正应力
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２０１３年３月
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２
３
４
５
６
７
８
９
监测断面
图ｌＯ成桥状态下各控制截面正应力
从新建白水大桥的施工控制结果可以看出，最终成桥时的线形、应力都在设计和规范允许的范围之内，很好地完成了施工控制的预期目标。参考文献：
［１１徐君兰，项海帆．大跨度桥梁施工控制［Ｍ］北京：人民
交通出版社，２０００．
１２
［２］ＪＴＧＤ６０－－２００４，公路桥涵设计通用规范Ｉｓ］．
［３］ＪＴＧＤ６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范［Ｓ］．
［４１董义．大跨径连续刚构桥施工期问预应力损失监测研
１
２
３
４
５
６
７
８
９
鲳
０
究［Ｄ］．重庆：重庆交通大学，２０１２．
监测断面
［５］余钱华，张人羡，胡惜亮．预应力砼连续刚构桥施工控
制［Ｊ］．公路与汽运，２０１２（３）．
［６］彭东黎．余钱华，杨胜．大跨高墩连续刚构桥施工期主
梁变形观测［Ｊ］．公路与汽运，２００６（１）．
图９最大悬臂状态下各控制截面正应力
个施工过程中都是安全的；２）箱梁顶板上的应力基本都比底板上的应力大；３）全桥中跨跨中截面在成桥后的应力值是最小的。
收稿日期：２０１Ｚ一１２一０５
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［７］Ｄｙｌｌａ
Ｈ，ＨａｓｓａｎＭＭ，ＭｏｈａｍｍａｄＬ，ｅｔａ１．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
ｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅ
ｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆ
参考文献：
［１１
ＦｕｊｉｓｈｉｍａＡ，ＨｏｎｄａＫ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｈｏｔｏｌｙｓｉｓ
ｗａｔｅｒ
ａｔ
ａ
ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ
ｏｆ
ｃｏａｔｉｎｇ
ｆｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｐａｖｅｍｅｎｔｓ［Ｒ］．
ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ，２０１０．
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９７２，
［８］
ＧｉｎａＢａｒｋａｌｏｗ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｒｅｍｏｖｉｎｇａｉｒ
ｎｉａＥｎｅｒｇｙ
ｄｉｏｘｉｄｅ
ａｓｆｌ
２３８（７）．
ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ［Ｒ］．Ｃａｌｉｆｆｏｒ—
［２］刘亚兰．活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂的制备及
性能评价［Ｄ］．哈尔滨：东北林业大学，２００９．［３］Ｒ
ＳＳｏｎａｗａｎｅ，ＳＧＨｅｇｄｅ，ＭＫＤｏｎｇａｒｅ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，２００８．
ｏｎ
［９］ＨｅａｔｈｅｒＤｙｌｌａ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｏａｄｗａｙｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ
ｔｉ—
ｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄ，２０１１．
ＮＯ：［Ｒ］．Ｔｒａｎｓ—
ｏｆｔｉｔａｎｉｕｍ（ＩＶ）ｏｘｉｄｅｔｈｉｎｆｉｌｍｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｂｙｓｏｌｇｅｌｄｉｐ
［１０］Ａｎｎｅ
Ｂｅｅｌｄｅｎｓ．Ａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｆｒｉｅｎｄｌｙｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｃｏａｔｉｎｇ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００２，
ｆｏｒａｉｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｅｌｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔ：ｔｈｅａｐｐｌｉ—
ｃａｔｉｏｎｇｉａｎ
７７（３）．
ｏｆＴｉ０２
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ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｒ］．Ｂｅｌ—
［４］颜为军．ＴｉＯｚ／ｓｉｏｚ复合氧化物对庚烯／二氧化氮体系
复相光催化作用研究［Ｄ］．长春：吉林大学，２００４．［５］Ａｋｉｒａ
Ｆ，ＴａｔａＮＲ，ＤｏｎａｌｄＡＴ．Ｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｐｈｏ—
ｏｆＰｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｏｔｏ—
ＲｏａｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｒｅ，２００６．
ｃｏａｔｉｎｇａｇｅｎｔｓ：ａｐｒｏｐｏｓａｌ
ｏｆａｄｖａｎｃｅｄ
［１１］Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔ—
ｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ
ｔｐ；／／ｗｗｗ．ｋｈｉ．ＣＯ．ｊｐ／ｆｏｌｉｕｍ，２００４．
ｂｉｏｌｏｇｙＣ：ＰｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｖｉｅｗｓ，２０００，１（１）．
［１２］钱春香．路面材料负载纳米二氧化钛光催化降解氮氧
化物［Ｊ］．硅酸盐学报，２００５，３３（４）．
［６］李丽．南京长江三桥光催化功能性混凝土路去除汽车
排放氮氧化物的研究［Ｊ］．河南科技大学学报：自然科学版，２００９，３０（１）．
收稿日期：２０１２一ｉｉ－－２１
万方数据
大跨径预应力砼连续刚构桥施工控制
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
宋佑磊， 石莎， 张永水
重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074公路与汽运
Highways & Automotive Applications2013(2)1次
1. 徐君兰;项海帆 大跨度桥梁施工控制 20002. 公路桥涵设计通用规范
3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
4. 董义 大跨径连续刚构桥施工期间预应力损失监测研究 2012
5. 余钱华;张人羡;胡惜亮 预应力砼连续刚构桥施工控制[期刊论文]-公路与汽运 2012(03)6. 彭东黎;余钱华;杨胜 大跨高墩连续刚构桥施工期主梁变形观测[期刊论文]-公路与汽运 2006(01)
1. 蔡耀. 唐雪松. 邓小红 考虑桩土耦合效应的大跨矮墩连续刚构桥施工过程受力分析[期刊论文]-公路与汽运 2014(2)
引用本文格式：宋佑磊. 石莎. 张永水 大跨径预应力砼连续刚构桥施工控制[期刊论文]-公路与汽运 2013(2)