畢業(yè)論文 橋梁施工監(jiān)控理論與實踐

1、畢業(yè)論文橋梁施工監(jiān)控理論與實踐院系： 建筑工程學(xué)院專業(yè)： 土木工程橋梁施工監(jiān)控理論與實踐 大跨度T型鋼構(gòu)橋橋梁施工監(jiān)控目 錄第一部分 橋梁施工監(jiān)控概述1.1 橋梁施工監(jiān)控的簡述-41.2 橋梁施工監(jiān)控的內(nèi)容-41.3 橋梁施工監(jiān)控技術(shù)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)-51.4 橋梁施工監(jiān)控的重要性 -51.5 橋梁施工監(jiān)控影響因素分析 -51.6 橋梁施工監(jiān)控步驟和形式 -6第二部分 橋梁監(jiān)控資料與數(shù)據(jù)2.1 橋梁施工監(jiān)控實例-82.3 工程資料及基本數(shù)據(jù)-82.4 橋型結(jié)構(gòu) -102.5 設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其材料-10第三部分 橋梁計算 主橋縱橋向計算 3.1計算模型-123.2箱梁有效寬度計算- -163.3荷載 -

2、173.4主梁各截面承載能力極限狀態(tài)驗算-193.4.1主梁及墩柱正截面抗彎及抗壓彎承載能力驗算-193.4.2主梁斜截面抗剪承載能力極限狀態(tài)驗算 -213.5主梁各截面正常使用極限狀態(tài)下抗裂性驗算 -233.6預(yù)拱度設(shè)置-243.7主梁施工階段截面應(yīng)力驗算 -25第四部分 施工監(jiān)控過程及實測結(jié)果分析 4.1主要儀器-264.2掛籃試驗的步驟 -274.3掛籃靜載試驗 -304.4主梁撓度和標(biāo)高布測-304.5各施工階段應(yīng)力應(yīng)變及其高程實測值與計算值比較-32第五部分 施工監(jiān)控結(jié)果的提交與實施反饋 5.1模板預(yù)抬高值 -375.2反饋于施工單位的完全抬高值-375.3提交監(jiān)測成果形式-=-39

3、5.4 結(jié)論 -39第一部分 橋梁施工監(jiān)控概述1.1橋梁施工監(jiān)控的簡述橋梁的施工監(jiān)控與設(shè)計和施工有密切的關(guān)系，它是獨立于施工單位和設(shè)計單位的第三方監(jiān)控工作，目的是按照設(shè)計要求、安全優(yōu)質(zhì)地建成橋梁，這就必須要從監(jiān)控、監(jiān)測方面建立控制體系，橋梁施工過程中所表現(xiàn)出來的理論與實際的偏差具有積累性，如不加以有效的控制和調(diào)整，將給橋梁施工安全、外形、可靠性、行車條件和經(jīng)濟性等方面帶來不同程度的影響，對實橋采取及時有效的監(jiān)測和控制，對保證建設(shè)工程質(zhì)量和使用性能具有深遠(yuǎn)的意義。 對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋而言，施工監(jiān)控就是根據(jù)所測得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進(jìn)行施工階段計算，確定出每個懸臂澆筑節(jié)段的

4、立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)控的成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測和對下一立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以此來保證成橋后橋面線性、合攏段兩懸臂端標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。通過理論計算可以得到各施工階段的理論主梁標(biāo)高值，但在施工中存在著許多誤差，這些誤差均將不同程度的對成橋目標(biāo)的實現(xiàn)產(chǎn)生干擾，并可能導(dǎo)致合攏困難、成橋線形及內(nèi)力狀態(tài)與設(shè)計要求不符等問題，因此橋梁主橋監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。1.2 橋梁施工監(jiān)控的內(nèi)容橋梁的施工監(jiān)控與設(shè)計和施工有密切的關(guān)系，為了按照設(shè)計要求、安全優(yōu)質(zhì)地建成橋梁，需要從監(jiān)控、監(jiān)測方面建立

5、控制體系，總體內(nèi)容包括以下幾方面：1、上部結(jié)構(gòu)施工過程中，高墩垂直度監(jiān)控；2、大體積承臺水化熱監(jiān)測；3、上部澆注過程內(nèi)應(yīng)力及變形監(jiān)控；4、結(jié)構(gòu)分析及參數(shù)識別、結(jié)構(gòu)反應(yīng)測試、結(jié)果分析比較，指導(dǎo)施工。結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)施工控制的主要工作內(nèi)容之一，該項工作根據(jù)施工過程與成橋運營情況來完成各施工狀態(tài)及成橋后的內(nèi)力、應(yīng)力與位移計算，進(jìn)而確定出結(jié)構(gòu)各施工階段的應(yīng)力與位移理論值。計算可考慮施工的進(jìn)程、時間、相應(yīng)狀態(tài)臨時荷載、環(huán)境溫度、截面的變化、結(jié)構(gòu)變化、混凝土的收縮與徐變、預(yù)加應(yīng)力等因素。根據(jù)計算分析可確定出橋梁的預(yù)拱度，預(yù)測下一施工狀態(tài)及施工成橋狀態(tài)的內(nèi)力與位移。1.3施工監(jiān)控技術(shù)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)1、合同文件；2、

6、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）；3、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）；4、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）；5、城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則（CJJ11-93）；6、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG 63-2007）；7、設(shè)計文件；8、其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。1.4橋梁施工監(jiān)控的重要性 橋梁施工過程中所表現(xiàn)出來的理論與實際的偏差具有積累性，如不加以有效的控制和調(diào)整，將給橋梁施工安全、外形、可靠性、行車條件和經(jīng)濟性等方面帶來不同程度的影響，對實橋采取及時有效的監(jiān)測和控制，不僅可以避免上述不利現(xiàn)象的發(fā)生，同時對保證建設(shè)工程質(zhì)量和使用性能具有深遠(yuǎn)

7、的意義。橋梁施工監(jiān)控是隨施工過程中的預(yù)測、實測、評估及反饋、再預(yù)測的循環(huán)控制逐漸實現(xiàn)的，它是將實用的結(jié)構(gòu)現(xiàn)場測試技術(shù)和計算分析技術(shù)應(yīng)用于施工，并結(jié)合施工過程形成結(jié)構(gòu)評估、監(jiān)測及反饋控制的安全及質(zhì)量技術(shù)控制系統(tǒng)。其目的是通過監(jiān)控監(jiān)測及計算預(yù)測、評估使施工過程處于安全、可控狀態(tài)，成橋后橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力及線形滿足設(shè)計目標(biāo)要求；同時，通過監(jiān)控計算及詳細(xì)分析提高施工精度，優(yōu)化施工順序，保證施工順利進(jìn)行。因此，橋梁施工監(jiān)控既是橋梁施工質(zhì)量的保證措施，又是施工過程安全的保證措施。1.5橋梁施工監(jiān)控影響因素分析         1截面

8、特征參數(shù)。橋梁施工可能存在截面尺寸誤差，這種誤差將直接導(dǎo)致截面特征參數(shù)（截面面積、截面慣性矩等）的誤差，控制過程中通過結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對截面特征參數(shù)進(jìn)行動態(tài)修正并作誤差分析。         2材料特性參數(shù)。材料特性參數(shù)主要指材料的彈性模量E，對于混凝土材料來說，彈模在施工過程中會有一定的波動，在橋梁施工計算中要按照實測值進(jìn)行分析。         3溫度及混凝土收縮徐變。溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大影響，但橋梁結(jié)構(gòu)

9、中的溫度場的影響比較復(fù)雜，一貫作法是通過定時觀測（如每天早晨日出前進(jìn)行觀測）來盡量減小溫度影響?；炷潦湛s徐變與橋梁結(jié)構(gòu)的形成歷程有著密切的關(guān)系，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，混凝土收縮、徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都有明顯的影響。         4.荷載參數(shù)。荷載參數(shù)主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重力（容重）、施工臨時荷載和預(yù)加力。對于懸臂施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，由于容重變化、漲模等原因引起的構(gòu)件自重變化經(jīng)常發(fā)生而又沒有一定的規(guī)律。由于施工組織不合理材料堆放引起的施工臨時荷載，也會有較大的誤差。對于結(jié)構(gòu)體系中的有效預(yù)加力，由于預(yù)應(yīng)力損失的

10、變化也常常引起不小的誤差。        1.6橋梁施工監(jiān)控的步驟和形式         在實際橋梁的施工監(jiān)控是一個施工量測識別修正預(yù)告施工的循環(huán)過程。在這個過程中需要對主梁標(biāo)高和內(nèi)力實行雙控。它既是一個技術(shù)問題，又是一項系統(tǒng)工程。它主要包括兩個部分，一部分是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋上埋設(shè)各類傳感器和設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，采集資料。再一個是資料分析仿真模擬系統(tǒng)，將采集到的資料進(jìn)行分析處理，以確定下一個施工階段的參數(shù)。通過有效的監(jiān)測監(jiān)控工作，最終減小或消除設(shè)計

11、與實際施工過程差異的影響，保證設(shè)計的施工過程和受力狀態(tài)得以準(zhǔn)確實現(xiàn)，確保主梁準(zhǔn)確合龍并使最終的主梁線形和內(nèi)力達(dá)到設(shè)計狀態(tài)，減小后期橋面鋪裝的難度。首先將由設(shè)計單位計算確定的各施工階段的主要測試部位的施工控制目標(biāo)值輸入監(jiān)控管理系統(tǒng)，然后對施工階段完成后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，并進(jìn)行分析，提出施工控制決策所需的信息。同時依據(jù)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進(jìn)行施工階段計算，確定出每個懸澆節(jié)段的立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測和對下一節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以此來保證合龍段兩懸臂標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值，同時成橋后橋面線形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。    &#

12、160;施工監(jiān)控組織體系     各節(jié)段立模標(biāo)高按以下公式計算：H=H0+fi+f掛籃+1/2fp 式中：H-待澆梁段主梁前端立模標(biāo)高；H0-設(shè)計標(biāo)高；fi-本施工階段及以后各施工階段對該點撓度影響值，該值包括恒載、移動荷載、徐變、體系轉(zhuǎn)化、預(yù)加應(yīng)力等影響；f掛籃-本節(jié)段的掛籃變形值，由加載試驗提供：fp-使用階段活載作用下產(chǎn)生的最大豎向撓度。 監(jiān)測的形式1 結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力監(jiān)測結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力（包括混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力等）監(jiān)測是施工監(jiān)測的主要內(nèi)容之一，它是施工過程的安全預(yù)警系統(tǒng)，無論是拱橋、梁（剛構(gòu)）橋，還是斜拉橋和懸索橋，

13、其結(jié)構(gòu)某指定點的應(yīng)力也同其幾何位置一樣，隨著施工的推進(jìn)，其值是不斷變化的。在某一時刻的應(yīng)力值是否與分析（預(yù)測）值一致，是否處于安全范圍是施工控制關(guān)心的問題，解決的辦法是進(jìn)行監(jiān)控。由于橋梁施工的時間一般很長，所以，應(yīng)力監(jiān)測是一個長時間的連續(xù)的過程。目前應(yīng)力監(jiān)測主要地是采用電阻應(yīng)變儀法、鋼弦式傳感器法等。對于要求適合于現(xiàn)場的復(fù)雜情況、連續(xù)時間較長且量測過程始終要以初始零點作為起點的應(yīng)力監(jiān)測，目前基本上均采用鋼弦式傳感器，其主要原因是鋼弦式傳感器具有良好的穩(wěn)定性，具有應(yīng)變累積功能，抗干擾能力較強，數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點。不足之處是其體積仍然較大，且由于通常要埋于結(jié)構(gòu)內(nèi)，容易在施工時被損壞而失效，且從實際

14、情況看，鋼弦式傳感器雖然較其它傳感器優(yōu)越，但總還是存在在溫度漂移和零點漂移等問題。2預(yù)應(yīng)力監(jiān)測預(yù)應(yīng)力水平是影響預(yù)應(yīng)力橋梁（如連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋等）施工控制的目標(biāo)實現(xiàn)的主要因素之一。在監(jiān)測中主要是對預(yù)應(yīng)力筋的張拉真實應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力管道摩阻損失及其永存預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行監(jiān)測。對于前者，通常在張拉時通過在張拉千斤頂與工作錨板之間設(shè)置壓力傳感器測得。對于后兩者，可在指定截面的預(yù)應(yīng)力筋上帖電阻應(yīng)變片測其應(yīng)力，張拉應(yīng)力與測得的應(yīng)力之差即為該截面的預(yù)應(yīng)力管道摩阻損失值。3溫度監(jiān)測對于大跨度橋，其溫度效應(yīng)是十分明顯的。在溫度變化時將相應(yīng)伸長或縮短，直接影響主梁高程；懸臂下料長度等產(chǎn)生很大影響，懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)（梁）橋

15、調(diào)和也將隨溫度的變化發(fā)生上（下）撓。因此，在大跨度橋梁施工過程中對結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行監(jiān)測尋求合理的立模、架設(shè)等時間，修正實測的結(jié)構(gòu)狀態(tài)的溫度效應(yīng)，對橋梁按目標(biāo)施工和實施施工監(jiān)控是十分重要的。第二部分 橋梁監(jiān)控資料與數(shù)據(jù)2.1橋梁施工監(jiān)控實例        某大橋為75+3×130+75m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋梁總寬度為26m，分兩幅橋建設(shè)，中間預(yù)留1m后澆濕接頭，主橋單幅箱梁為單箱單室截面。主跨支點處梁高4.0m，跨中梁高2.0m，梁底按二次拋物線y=4f（L-x）x/L2變化。箱底寬7.25m，箱頂寬13.25

16、m，箱梁翼緣寬度橋外側(cè)為3.5m，內(nèi)側(cè)為2.5m，箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。2.2工程資料及基本數(shù)據(jù)某橋受橋下鐵路、公路線的影響，原招標(biāo)書該主橋橋跨布置均（110+190+110）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，現(xiàn)在施工主橋左右線橋跨布置均為（95+3×150+95m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。左、右線主橋在平面均位于直線上，起點樁號均為K4+985，終點樁號均為K5+525。2.3橋型結(jié)構(gòu)全橋分左、右2幅，平面均位于直線上，橋面縱坡均為3.50%。引橋第1聯(lián)、第2聯(lián)均為5×35m簡支轉(zhuǎn)連續(xù)裝配式箱梁，第4聯(lián)為2×35m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，主橋位于第3聯(lián)，為75+3×

17、;130+75m連續(xù)剛構(gòu)橋，全橋分跨表如表1.1所示。表1.1 橋梁分跨表名稱起始墩臺編號跨徑組成（m）橋?qū)挘╩）梁高（m）上部結(jié)構(gòu)形式上部施工方式左幅第1聯(lián)（引橋）Z0#Z5#5×35141.8簡支轉(zhuǎn)連續(xù)裝配式箱梁預(yù)制吊裝第2聯(lián)（引橋）Z5#Z10#5×35第3聯(lián)（主橋）Z10#Z15#75+3×130+753.28.4連續(xù)剛構(gòu)掛籃懸澆第4聯(lián)（引橋）Z15#Z17#35.53+34.471.8連續(xù)箱梁支架現(xiàn)澆右幅第1聯(lián)（引橋）Y0#Y5#5×35141.8簡支轉(zhuǎn)連續(xù)裝配式箱梁預(yù)制吊裝第2聯(lián)（引橋）Y5#Y10#5×351.8第3聯(lián)（主橋）Y1

18、0#Y15#75+3×130+753.28.4連續(xù)剛構(gòu)掛籃懸澆第4聯(lián)（引橋）Y15#Y17#35.53+34.471.8連續(xù)箱梁支架現(xiàn)澆引橋Z0#、Z17#、Y0#、Y17#橋臺均采用U型橋臺，Z0#Z10#、Z15#Z16#、Y0#Y10#、Y15#Y16#橋墩均采用薄壁實體墩，主橋Z11#Z14#、Y11#Y14#橋墩均為雙肢實心矩形墩，全橋各基礎(chǔ)為承臺群樁基礎(chǔ)，樁基均按嵌巖樁設(shè)計。2.4設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其材料1、道路等級：城市快速路；計算行車速度：60Km/h；2、設(shè)計荷載：汽車荷載：公路級；人群荷載：3.5KN/m2；局部分析：5.0kN/m²均布荷載或1.5kN集中

19、荷載；3、抗震標(biāo)準(zhǔn)：區(qū)域震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度小于0.05g，相當(dāng)于地震烈度6度?？拐鹪O(shè)防類別：B類，設(shè)防措施等級：7度。5、橋梁設(shè)計基準(zhǔn)期：100年，設(shè)計使用年限（主體結(jié)構(gòu)）：100年，設(shè)計安全等級：一級，重要性系數(shù)：1.1，環(huán)境類別I類。6、設(shè)計最大風(fēng)力：由于橋位處無實測值，設(shè)計按規(guī)范取值。7、設(shè)計溫度：設(shè)計合攏溫度為15±3。 材料1、混凝土C55砼：主梁C45砼：墩柱、系梁C40防水砼：橋面鋪裝C30砼：防撞護(hù)欄、承臺C30水下砼：樁基C25砼人行道板、欄桿底梁、路緣石C15砼：承臺墊層C55、C45、C40、C30、C25砼材料的力學(xué)特性根據(jù)公路鋼

20、筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）表3.1.4、表3.1.5及表3.1.6取值，如表1.2所示。表1.2 混凝土材料特性表強度等級C55C45C40C30C25軸心抗壓強度設(shè)計值fcd(Mpa)24.420.518.413.811.5軸心抗拉強度設(shè)計值ftd(Mpa)1.891.741.651.391.23彈性模量Ec(Mpa)3.55×1043.35×1043.25×1043.00×1042.8×1042、鋼材鋼筋直徑d12mm采用R235鋼筋，質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土用熱扎光圓鋼筋(GB 1499.1-20

21、08)的規(guī)定要求；鋼筋直徑d12mm采用HRB335鋼筋，質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土用熱扎帶肋鋼筋(GB1499.2-2007)的規(guī)定要求。鋼材及型鋼一律采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB700-91)規(guī)定要求。各鋼材的力學(xué)指標(biāo)均按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）表3.2.3-1、表3.2.4取值。表1.3 鋼材材料特性表鋼筋種類R235HRB335抗壓強度設(shè)計值fsd(Mpa)195280抗拉強度設(shè)計值ftd(Mpa)195280彈性模量Es(Mpa)2.1×1052.0×105預(yù)應(yīng)力鋼束采用s15.2高強低松弛鋼絞線，

22、抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk=1860MPa，質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5224-2003）規(guī)定要求。第三部分 橋梁計算主橋縱橋向計算3.1計算模型將75+3×130+75連續(xù)剛構(gòu)橋主梁分為162個單元，163個節(jié)點，將11#14#橋墩分為182個單元，190個節(jié)點，如圖2.1所示。圖2.1 75+3×130+75m 連續(xù)剛構(gòu)縱橋向計算模型各單元的信息表2.1所示。表2.1 單元信息表部位單元號節(jié)點號材料截面?zhèn)渥⒅髁旱?跨124125C55預(yù)應(yīng)力砼單箱單室截面全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，掛藍(lán)懸澆施工第2跨25622563第3跨6310063101第4跨101138101-138第5跨139

23、-162139-162橋墩11#墩柱163194164197C45鋼筋砼2×7m矩形斷面鋼筋砼構(gòu)件12#墩柱1952541982592.5×7m矩形斷面13#墩柱25530426031114#墩柱3053443123532×7m矩形斷面將主梁的施工分為57個階段，如表2.2所示。表2.2 施工階段信息表施工階段施工周期（天）安裝單元號支承節(jié)點號說明160163344164、181、198、229、260、286、312、33311#14#橋墩基礎(chǔ)、墩柱施工2152227、6065、98103、136141同上1. 安裝0#、0'號梁段托架2. 澆筑0#梁段

24、砼310同上1. 張拉0#、0'#梁段鋼束 2. 安裝掛藍(lán)4521、28、59、66、97、104、135、142同上1. 拆除0#、0#梁段托架2. 澆筑1#梁段砼52同上張拉1#梁段鋼束61同上掛藍(lán)前移7520、29、58、67、96、105、134、143同上澆筑2#梁段砼82同上張拉2#梁段鋼束91同上掛藍(lán)前移10519、30、57、68、95、106、133、144同上澆筑3#梁段砼112同上張拉3#梁段鋼束121同上掛藍(lán)前移13518、31、56、69、94、107、132、145同上澆筑4#梁段砼142同上張拉4#梁段鋼束151同上掛藍(lán)前移16517、32、55、70、9

25、3、108、131、146同上澆筑5#梁段砼172同上張拉5#梁段鋼束181同上掛藍(lán)前移19516、33、54、71、92、109、130、147同上澆筑6#梁段砼202同上張拉6#梁段鋼束成橋后的約束情況如表2.3、表2.4所示。表2.3 成橋后支點約束表節(jié)點位置節(jié)點編號約束10#橋墩支點2uy11#橋墩支點164、181ux,uy,rz12#橋墩支點198、229ux,uy,rz13#橋墩支點206、286ux,uy,rz14#橋墩支點312、333ux,uy,rz15#橋墩支點162uy表2.4 主從約束表節(jié)點位置主節(jié)點從節(jié)點約束11#橋墩墩頂24180ux,uy,rz2619712#橋

26、墩墩頂622286425913#橋墩墩頂10028510231114#橋墩墩頂1383321403533.2箱梁有效寬度計算根據(jù)公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第4.2.3條，應(yīng)計算箱梁在腹板兩側(cè)上、下翼緣的有效寬度。預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計算預(yù)加力引起的混凝土應(yīng)力時，由軸力產(chǎn)生的應(yīng)力可按翼緣全寬計算；由偏心彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力可按翼緣有效寬度計算。箱型主梁的有效寬度計算及頂、底板的總有效寬度計算如表2.5、2.6所示。表2.5 箱形主梁剪力滯效應(yīng)（有效寬度）計算項目邊跨支點邊跨跨中中間支點中跨跨中計算跨徑li(m)60604178外側(cè)挑臂實際寬度bi(m)3.53.53.53.5bi/li0.060.

27、060.090.04s,f0.900.990.771.01外側(cè)挑臂有效寬度bmi(m)3.153.452.703.50內(nèi)側(cè)挑臂實際寬度bi(m)2.832.83bi/li0.050.050.070.04s,f0.961.000.851.02內(nèi)側(cè)挑臂有效寬度bmi(m)2.693.002.383.00腹板厚度(m)0.70.50.70.5總有效寬度(m)6.546.955.787.00實際總寬度7777剪力滯系數(shù)1.071.011.211.00表2.6 箱梁頂、底板總有效寬度邊跨支點邊跨跨中中間支點中跨跨中頂板有效寬度(m)13.0813.9111.5614.00底板有效寬度(m)6.797.0

28、06.167.003.3 荷載 一期恒載1. 端橫梁單元端橫梁與中橫梁的計算截面均采用橫梁側(cè)面的連續(xù)梁截面，需將橫梁多出的重量作為集中力加載到主梁上。每個端橫梁截面比其相鄰漸變段主梁截面多出的面積為25.2-15.944=9.256 m2，1 m長端橫梁的集中力為：9.256×26=240.7KN將各集中力加載于各端橫梁節(jié)點上，如表2.7所示。表2.7 端橫梁集中荷載端橫梁位置節(jié)點號集中力(KN)10#墩頂端橫梁1-108.32-240.73-132.415#墩頂端橫梁161-132.4162-240.7163-108.32. 0#梁段橫隔板集中力0#梁段的自重為：388.4

29、5;26=10098.4KN0梁段的自重為：357.9×26=9305.4KN輸入程序中的0#梁段自重為5702KN，0#梁段共2個橫隔板，則1個橫隔板的自重為：(10098.4-5702)/2=2196.4KN輸入的0#梁段自重為5702KN，0#梁段共2個橫隔板，則1個橫隔板的自重為：(9305.4-5702)/2=1801.7KN表2.8 0#塊橫隔板自重產(chǎn)生的集中力表構(gòu)件部位節(jié)點號集中力(KN)11#墩頂0'#梁段24-1807.126-1807.112#墩頂0#梁段62-2196.464-2196.413#墩頂0#梁段100-2196.4102-2196.414#墩

30、頂0'#梁段138-1807.1140-1807.12. 中跨跨中橫隔板集中力1個跨中橫隔板多出的體積為11.7m3，則跨中橫隔板產(chǎn)生的集中力為：11.7×26=304.2KN表2.9 跨中橫隔板自重產(chǎn)生的集中力表構(gòu)件部位節(jié)點號集中力(KN)第2跨跨中44-304.2第3跨跨中82-304.2第4跨跨中120-304.2 二期恒載橋面鋪裝：8cm鋼筋砼+7cm瀝青砼，則有：根據(jù)“人行道構(gòu)造圖（二）”，縱橋向1m長人行道板的荷載集度為：1m人行道欄桿重量取為：防撞欄桿每米砼體積為0.28m3，縱橋向1m長防撞護(hù)欄自重荷載集度為：管線按計算。因此，二期恒載總重為：取人群荷載為3.

31、5KN/m2。3.4 主梁各截面承載能力極限狀態(tài)驗算3.4.1主梁及墩柱正截面抗彎及抗壓彎承載能力驗算在荷載承載能力極限狀態(tài)組合下，驗算主梁的正截面抗彎強度與斜截面抗剪強度，驗算墩柱單元的承載能力。由于主梁為對稱構(gòu)件，對1/2主梁及各墩柱截面的承載能力作驗算。表2.10 1/2主梁截面承載能力驗算表結(jié)構(gòu)部位節(jié)點號內(nèi)力屬性Nj(KN-m)Mj(KN-m)抗力R(KN)受力類型滿足否主梁2最大彎矩-18.46279.23E+04下拉受彎是最小彎矩-16-4.87E+03-8.22E+04上拉受彎是3最大彎矩3511.17E+041.34E+05下拉受彎是最小彎矩128-6.04E+03-5.89E

32、+04上拉受彎是4最大彎矩-10.12.64E+041.09E+05下拉受彎是最小彎矩10.1-296-7.37E+04上拉受彎是5最大彎矩-164.18E+041.16E+05下拉受彎是最小彎矩161.34E+031.16E+05下拉受彎是6最大彎矩-21.95.43E+041.21E+05下拉受彎是最小彎矩21.9-3851.45E+04上拉偏壓是7最大彎矩-39.16.32E+041.23E+05下拉受彎是最小彎矩24-36.21.02E+05上拉偏壓是8最大彎矩-41.37.14E+041.22E+05下拉受彎是最小彎矩63.8-6.33E+03-1.45E+05上拉受彎是9最大彎矩-

33、12.37.01E+041.09E+05下拉受彎是最小彎矩130-2.16E+04-1.75E+05上拉受彎是10最大彎矩45.65.92E+041.06E+05下拉受彎是最小彎矩227-4.60E+04-1.94E+05上拉受彎是11最大彎矩1293.89E+049.45E+04下拉受彎是最小彎矩351-7.98E+04-2.28E+05上拉受彎是12最大彎矩3118.92E+037.91E+04下拉受彎是最小彎矩579-1.23E+05-2.90E+05上拉受彎是13最大彎矩402-3.06E+04-3.63E+05上拉受彎是最小彎矩694-1.76E+05-3.63E+05上拉受彎是14

34、最大彎矩571-8.07E+04-4.46E+05上拉受彎是最小彎矩918-2.41E+05-4.46E+05上拉受彎是15最大彎矩744-1.28E+05-5.28E+05上拉受彎是最小彎矩1.15E+03-3.01E+05-5.28E+05上拉受彎是16最大彎矩927-1.82E+05-6.11E+05上拉受彎是最小彎矩1.40E+03-3.69E+05-6.11E+05上拉受彎是17最大彎矩1.11E+03-2.42E+05-7.28E+05上拉受彎是最小彎矩1.69E+03-4.47E+05-7.28E+05上拉受彎是18最大彎矩1.34E+03-3.09E+05-8.47E+05上拉

35、受彎是最小彎矩2.02E+03-5.33E+05-8.47E+05上拉受彎是19最大彎矩1.62E+03-3.83E+05-9.82E+05上拉受彎是最小彎矩2.37E+03-6.29E+05-9.82E+05上拉受彎是20最大彎矩1.91E+03-4.64E+05-1.13E+06上拉受彎是最小彎矩2.82E+03-7.36E+05-1.13E+06上拉受彎是各墩柱均為偏心受壓構(gòu)件，取11#14#墩柱的計算長度取為，其中為墩柱自承臺頂至梁底高度。墩柱的頂、底截面為最不利受力截面，對其進(jìn)行承載力驗算。3.4.2主梁斜截面抗剪承載能力極限狀態(tài)驗算1/2主梁各截面承載能力極限狀態(tài)下的最大、最小剪力

36、及相應(yīng)的抗力如表2.9所示。表2.12 1/2主梁截面抗剪承載力驗算表節(jié)點號剪力類型V箍筋V預(yù)應(yīng)力總抗力設(shè)計剪力VR/Vd滿足2最大剪力-16680.5-2153-18833.5-11192.11.683是最小剪力-17576-2153-19729.1-19478.21.013是3最大剪力14252.22090.416342.75611.32.912是最小剪力19967.11012.920980629.533.328是4最大剪力13573.5013573.54999.72.715是最小剪力-13941.20-13941.2-5384.52.589是5最大剪力13507.6013507.6240

37、05.628是最小剪力15349.4015349.474.8205.163是6最大剪力14611.71621.916233.62036.87.97是最小剪力-14229.80-14229.8-7256.71.961是7最大剪力-14899.2-2100.7-16999.9-1169.914.531是最小剪力14276.3014276.318.8759.1是8最大剪力-15428.4-1001.5-16429.8-3247.75.059是最小剪力-14428.90-14428.9-4475.73.224是9最大剪力143710143711090.713.177是最小剪力-16668.30-166

38、68.3-6907.22.413是10最大剪力-14669.5-1300.7-15970.1-1813.68.806是最小剪力-17784.8-2491.4-20276.3-87422.319是11最大剪力-19137.2-1778.5-20915.7-5826.73.59是最小剪力-19137.2-2451.2-21588.3-10399.12.076是12最大剪力-27735.4-2676.7-30412.1-72364.203是最小剪力-28329.4-3356.3-31685.7-11910.42.66是13最大剪力-28215.3-3612.1-31827.3-8558.23.719

39、是最小剪力-29925.3-4196.1-34121.4-13373.32.551是14最大剪力-28572.9-2818.6-31391.5-9469.53.315是最小剪力-28572.9-2818.6-31391.5-14318.62.192是15最大剪力-29778.6-3357.3-33135.9-10321.23.21是最小剪力-29778.6-3357.3-33135.9-15225.32.176是16最大剪力-31817.6-4374-36191.6-11124.13.253是最小剪力-31817.6-4374-36191.6-16207.32.233是17最大剪力-34010

40、.8-5149-39159.7-11880.13.296是最小剪力-34010.8-5149-39159.7-17019.32.301是18最大剪力-36447.1-5693.8-42140.9-12608.23.342是最小剪力-36447.1-5693.8-42140.9-17802.82.367是19最大剪力-38893.5-6411.9-45305.4-13334.13.398是最小剪力-38893.5-6411.9-45305.4-18713.62.421是20最大剪力-41434.7-6676.7-48111.3-14048.63.425是最小剪力-41434.7-6676.7-4

41、8111.3-194862.469是從表2.12中可看出，各截面的最大、最小剪力抗力均大于設(shè)計剪力，因此主梁的斜截面抗剪承載能力滿足要求。3.5主梁各截面正常使用極限狀態(tài)下抗裂性驗算公橋規(guī)（JTG D62-2004）第6.3.1條規(guī)定：正截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗算，對全預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下： （2-1）斜截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗算，對全預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，在荷載短期效應(yīng)組合下： （2-2）式（2-1）（22）中：在作用短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力；：扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)

42、力；：由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力；：混凝土的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，對C55混凝土，取。因此，荷載短期效應(yīng)組合下主梁的正拉應(yīng)力，主拉應(yīng)力為。（a）上、下緣截面最小正應(yīng)力（b）截面最小主應(yīng)力圖2.13 1162#單元正常使用極限狀態(tài)荷載短期效應(yīng)組合應(yīng)力表從圖2.13可看出，正常使用極限狀態(tài)荷載短期效應(yīng)組合主梁單元上緣最大正拉應(yīng)力為0.2MPa，可認(rèn)為拉應(yīng)力滿足要求；下緣最大正拉應(yīng)力大于0，均滿足規(guī)范要求。各單元的最大主拉應(yīng)力為1.0MPa，滿足規(guī)范要求。3.6預(yù)拱度設(shè)置公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第6.5.3條規(guī)定：鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效

43、應(yīng)的影響計算的撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計算跨徑的1/600。表2.14 消除結(jié)構(gòu)自重后撓度長期效應(yīng)值表截面位置節(jié)點號消除結(jié)構(gòu)自重后撓度長期效應(yīng)值(mm)撓度限值(L/600，mm)第2跨跨中4436.1216.7第3跨跨中8238.6216.7第4跨跨中12036.2216.7從表2.10可看出，消除自重后撓度的長期效應(yīng)值均小于L/600，滿足規(guī)范要求。公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第6.5.5條規(guī)定：當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度時應(yīng)設(shè)預(yù)拱度，其值應(yīng)按該項荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱值之差采用；當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱

44、值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度時，可不設(shè)預(yù)拱度。表2.15 跨中節(jié)點預(yù)拱度表截面位置節(jié)點號預(yù)加應(yīng)力效應(yīng)長期撓度(mm)荷載短期效應(yīng)組合長期撓度(mm)預(yù)拱度(mm)第2跨跨中4475-71.120第3跨跨中8258-64.620第4跨跨中12076-71.920考慮到跨中的收縮、徐變撓度，在主梁中跨跨中均設(shè)2cm的預(yù)拱度。3.7主梁施工階段截面應(yīng)力驗算公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)第7.2.8條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下應(yīng)驗算其截面邊緣混凝土的法向壓應(yīng)力和法向拉應(yīng)力。法向壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定： (2-5)對于C55混凝土，混凝土的強度達(dá)到設(shè)計強度

45、的85%時方可張拉預(yù)應(yīng)力筋，因此有： (2-6)由7.2.8條規(guī)定，拉應(yīng)力，對于C55混凝土，混凝土的強度達(dá)到設(shè)計強度的85%時方可張拉預(yù)應(yīng)力筋，因此有： (2-7)圖2.4 最大懸臂施工階段主梁截面上緣與下緣正應(yīng)力從圖2.4可看出，最大懸臂施工階段主梁各截面上緣的最大正壓應(yīng)力為11.9MPa，無拉應(yīng)力；截面下緣最大壓應(yīng)力為7.2MPa，無拉應(yīng)力，均滿足規(guī)范要求。圖2.5 成橋階段主梁截面上緣與下緣正應(yīng)力從圖2.5可看出，成橋階段各主梁截面上緣的最大正壓應(yīng)力為11.4MPa，無拉應(yīng)力；下緣截面最大壓應(yīng)力為11.9MPa，無拉應(yīng)力，均滿足規(guī)范要求。第四部分施工監(jiān)測量測結(jié)果及其分析4.1儀器4.2

46、掛籃試驗的步驟1 掛籃安裝到位，安裝 號塊模板，此時立模標(biāo)高控制點高程見下圖：#塊 （預(yù)抬值 cm) （預(yù)抬值 cm) #塊注：此立模標(biāo)高控制點為各節(jié)段施工時箱梁頂面中軸線上前懸端的高程值。2 底板標(biāo)高按照掛籃標(biāo)高控制點高程與主梁斷面設(shè)計高度推算，單位m計；3 測點采用16的短鋼筋制作，鋼筋底端置于模板控制點上，并固定鋼筋籠上，頂部磨圓露出砼面2cm，采用紅油漆標(biāo)記，1#鋼筋長度37cm，作為橫披控制點及高程控制點；2#鋼筋長度30cm，作為軸線、橫披及高程控制點、3#鋼筋長度37cm，作為橫披控制點及高程控制點；4#鋼筋作為軸線、高程控制點；4 澆筑混凝土前立模標(biāo)高控制點標(biāo)高；5 張拉縱向預(yù)

47、應(yīng)力筋后，掛籃安裝前，選取溫度穩(wěn)定的時段進(jìn)行應(yīng)力、標(biāo)高、溫度的施工控制測試。備注：所給立模標(biāo)高控制點及測量標(biāo)記如下圖（單位：cm）所示，模板高程允許誤差為0mm+5mm：施工單位： 監(jiān)理單位： 監(jiān)控單位： #塊 （預(yù)抬值 cm) （預(yù)抬值 cm) #塊4.3掛籃靜載試驗掛籃拼裝完畢后，必須進(jìn)行靜載試驗，以測定結(jié)構(gòu)彈性和非彈性變形值，驗證掛籃各部分結(jié)構(gòu)安全性的同時并為逐段立模標(biāo)高提供可靠數(shù)值。測試目的1.驗掛籃的實際承載能力、橫向穩(wěn)定性及安全可靠性。2. 設(shè)計計算圖式及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行驗證。3. 掛籃的加工、拼裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗。測試內(nèi)容1.設(shè)計荷載作用下，測試主桁架各桿件、前吊桿及后錨桿的安全性，測試主桁架前端撓度、后錨端及前吊點的豎向位移。2.在超載作用下，測試主桁架各桿件、前吊桿及后錨桿的安全性，測試主桁架前端撓度及后錨端豎向位移。3.在偏載作用下，測試主桁架各桿件，前吊桿及后錨桿安全性，測試主桁架前端撓度及后錨端豎向位移。測試方法1.加載值的確定及加載過程：為了保證掛籃承載能力滿足使用要求，并有一定的安全儲備，荷載擬加至最大施工