鐵路客運(yùn)專線大橋48加80加48m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)書(文件)
【正文】 土與鋼筋協(xié)同工作，兩者的應(yīng)變值相同，則由鋼筋的應(yīng)力值可推算混凝土的應(yīng)力值，如下式所示：式中：－混凝土應(yīng)力，－鋼筋應(yīng)力，－普通鋼筋與混凝土彈性模量比。對(duì)于時(shí)刻施加初應(yīng)力，又在不同時(shí)刻（＝1，2，…，）分階段施加應(yīng)力增量的混凝土，其在以后任何時(shí)刻包括收縮應(yīng)變?cè)趦?nèi)的總應(yīng)變可以表達(dá)為：式中：－在時(shí)刻施加的初應(yīng)力；－齡期為的混凝土彈性模量；－混凝土在時(shí)刻的收縮應(yīng)變；－徐變系數(shù)，參考鐵路橋規(guī)進(jìn)行計(jì)算。由溫度變化引起的應(yīng)力增量為：一般情況下，則有：因此主梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)變?yōu)椋菏聦?shí)上，日照溫度荷載下，主梁上表面近40范圍內(nèi)的溫度梯度比較大，溫度分布很不均勻，而其它部分的溫度分布趨于平衡。8 線形監(jiān)測(cè) 線形控制工作程序?yàn)槭故┕た刂频母鱾€(gè)步驟程序化，施工控制工作小組根據(jù)具體的施工進(jìn)度安排制定了施工控制工作程序，其中包括兩方面的內(nèi)容。根據(jù)這一目標(biāo)，在每一施工步驟中制訂了如下的誤差控制水平：1) ；2) 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完后，如梁端測(cè)點(diǎn)標(biāo)高與控制小組預(yù)報(bào)標(biāo)高之差超過177。每個(gè)0＃塊的頂板各布置7個(gè)高程觀測(cè)點(diǎn)，見圖7（a）。在整個(gè)施工過程中主要觀測(cè)內(nèi)容包括：（1） 每階段混凝土澆筑前的高程測(cè)量；（2） 每階段混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉前的高程測(cè)量；（3） 每階段預(yù)應(yīng)力張拉后、掛籃行走前的高程測(cè)量；（4） 每階段掛籃行走后的高程測(cè)量；（5） 拆除掛籃后、邊（中）跨合攏前的高程測(cè)量；（6） 最終成橋前的高程測(cè)試。（1） 頂板鋼筋頭測(cè)點(diǎn)，距離該梁塊前端10cm，在澆筑該塊混凝土前埋設(shè)即可。圖8 每階段測(cè)點(diǎn)布置側(cè)立面圖圖9 每階段測(cè)點(diǎn)布置正立面圖掛籃定位時(shí)需測(cè)量的內(nèi)容如下：（1） 測(cè)點(diǎn)2（底模前端模板）的標(biāo)高，使其滿足監(jiān)控方標(biāo)高預(yù)報(bào)文件中的底板立模標(biāo)高；（2） 頂板立模標(biāo)高，為底板立模標(biāo)高＋梁高；（3） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測(cè)點(diǎn)標(biāo)高；（4） 測(cè)點(diǎn)3（底模前端鋼筋頭測(cè)點(diǎn)）標(biāo)高，并計(jì)算出每側(cè)底模前端鋼筋頭測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)3）與測(cè)點(diǎn)2（底模前端模板）的標(biāo)高差。10 誤差分析與識(shí)別在每一施工階段，對(duì)監(jiān)測(cè)得到的應(yīng)力和位移與理論值進(jìn)行誤差分析，并分析產(chǎn)生誤差的原因，根據(jù)本階段結(jié)果對(duì)下一階段的誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)、調(diào)整以及報(bào)告施工狀態(tài)（預(yù)制梁段架設(shè)標(biāo)高）等。鑒于本橋已完成階段的不可控性以及施工中對(duì)線形誤差的糾正措施的有限性，控制誤差的發(fā)生就顯得極為重要，所以施工中采用自適應(yīng)控制法對(duì)其進(jìn)行控制。計(jì)算（簽字）： 蘭州交通大學(xué)馬總屯特大橋施工控制組 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 28 頁(yè) 附錄3 應(yīng)力測(cè)量表格 墩 側(cè) ＃塊鋼弦計(jì)測(cè)試記錄表日期頂板左 頂板右 底板左 底板右 備 注應(yīng)變應(yīng)力溫度應(yīng)變應(yīng)力溫度應(yīng)變應(yīng)力溫度應(yīng)變應(yīng)力溫度 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 30 頁(yè) 附錄4 標(biāo)高測(cè)量表格馬總屯特大橋（48+80+48）m連續(xù)梁橋高程測(cè)量記錄表 ＃墩 ＃塊位置點(diǎn)號(hào)掛籃定位后測(cè)點(diǎn)高程混凝土澆筑后測(cè)點(diǎn)高程預(yù)應(yīng)力張拉后測(cè)點(diǎn)高程施工段號(hào)AB12AB12AB 塊 側(cè)施工段號(hào)CD34CD34CD 塊 側(cè)備注：14點(diǎn)為本段頂板埋設(shè)測(cè)點(diǎn)鋼筋，AD為本段底模前端測(cè)點(diǎn), 1’4’點(diǎn)為前兩段頂板埋設(shè)測(cè)點(diǎn)鋼筋。馬總屯特大橋（48+80+48）m連續(xù)梁橋自適應(yīng)施工控制流程圖如圖10所示。由于實(shí)際上不論是理論分析得到的理想狀態(tài)還是實(shí)際施工都存在誤差，所以，對(duì)本橋進(jìn)行施工控制的核心任務(wù)就是對(duì)各種誤差進(jìn)行分析、識(shí)別、調(diào)整，對(duì)結(jié)構(gòu)未來狀態(tài)做出預(yù)測(cè)。9 溫度監(jiān)測(cè)溫度是影響主梁撓度的最主要的因素之一，在施工的過程中，可以通過溫度型應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器（ZX416AT）監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部溫度的變化情況，℃。（3） 掛籃底模鋼筋頭測(cè)點(diǎn)，盡量靠近該梁塊底模前端，鋼筋頭長(zhǎng)度10cm左右。 掛籃定位根據(jù)監(jiān)控方提供的立模標(biāo)高進(jìn)行掛籃定位,定位底模前端標(biāo)高及頂板標(biāo)高。測(cè)點(diǎn)布置原則：① 盡量靠近腹板；② 測(cè)點(diǎn)離梁段端部10；③ 不妨礙施工及掛籃的行走、固定等；④ 易于保護(hù)；⑤ 盡量使測(cè)量工作減少，如立一次儀器即可以測(cè)試全部測(cè)點(diǎn)的高程，最好設(shè)置在掛籃內(nèi)側(cè)，這樣也可以減少轉(zhuǎn)儀器引起的誤差。 位移測(cè)點(diǎn)布置撓度觀測(cè)資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)，馬總屯特大橋（48+80+48）m連續(xù)梁橋線形監(jiān)測(cè)斷面設(shè)在每一階段的端部，如圖6所示。工作程序的關(guān)鍵是：每個(gè)施工循環(huán)過程的結(jié)束都必須對(duì)已完成的節(jié)段進(jìn)行全面的測(cè)量，分析實(shí)際施工結(jié)果與預(yù)計(jì)目標(biāo)的誤差，從而及時(shí)地對(duì)已出現(xiàn)的誤差進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)到要求的精度后，才能對(duì)下一施工循環(huán)作出預(yù)報(bào)。改變量可由下式計(jì)算：式中：－鋼弦的熱膨脹系數(shù)；－沿梁高方向的溫度梯度；－梁高＝0處的變形值；－單元梁段撓曲變形后的曲率。同理可推出：故在時(shí)刻，測(cè)點(diǎn)處扣除了收縮、徐變效應(yīng)的混凝土彈性應(yīng)變即為：由于在混凝土初凝時(shí)刻混凝土的水化熱還沒有使混凝土溫度上升，且此時(shí)混凝土的收縮也未發(fā)生，所以一般選擇在混凝土初凝時(shí)刻設(shè)定應(yīng)力初值，否則混凝土未承受荷載時(shí)鋼弦已反映出的應(yīng)力就不能及時(shí)排除。在工作應(yīng)力下，混凝土的彈性應(yīng)變和徐變應(yīng)變都與應(yīng)力呈線性關(guān)系。在時(shí)刻承受單軸向應(yīng)力的混凝土構(gòu)件，在時(shí)刻測(cè)得總應(yīng)變值可用下式表示：式中：－加載時(shí)初應(yīng)變；－時(shí)刻時(shí)的徐變效應(yīng)；－收縮應(yīng)變；－溫度應(yīng)變；－構(gòu)件體積幾何尺寸變形引起的應(yīng)變值。 應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)分析鋼弦傳感器埋入混凝土內(nèi)后，在軸向力作用下鋼弦兩支點(diǎn)間的弦長(zhǎng)將發(fā)生伸長(zhǎng)或縮短，其自振頻率發(fā)生變化。 混凝土收縮和徐變的影響對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土的收縮和徐變將引起結(jié)構(gòu)次內(nèi)力以及鋼筋與混凝土之間的應(yīng)力重分布，須將混凝土的收縮和徐變引起的鋼筋應(yīng)力增量扣除。20圖4 梁部結(jié)構(gòu)測(cè)試斷面布置圖 （a） 支點(diǎn)斷面 （b） 跨中斷面圖5 主梁截面鋼筋應(yīng)力計(jì)布置圖由于應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)中含有非荷載作用下混凝土應(yīng)變的成分，所測(cè)數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的受力，在由測(cè)試鋼筋應(yīng)力計(jì)算混凝土應(yīng)力時(shí)必須予以消除或進(jìn)行應(yīng)
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