【導讀】讓學生在老師的指導下系統(tǒng)地完成施工控制實施方案的制定。通過本設計可鞏固學。自動化軟件的大量使用培養(yǎng)學生的計算機運用能力。命力，發(fā)展迅猛。其主要優(yōu)點表現(xiàn)在：能充分發(fā)揮高強材料的特性，具有可靠的強。行設計、模擬，并采用懸臂掛籃施工法對施工步驟加以模擬。同時對橋梁恒載、活。載及徐變內力等進行分析計算，得出預應力鋼束的預估值，進一步完善模型。否足夠合理安全，以此得到完整的設計。結構的安全和成橋線形以及內力符合設計要求。

　　

【正文】 設計規(guī)范》 第 條計算，安全系數(shù)按規(guī)范中的表 取值 (下同 )。程序驗算結果見表 24 表 24 正截面抗彎驗算結果 位置 截面號 最大 /最小 組合名稱 驗算 KM （ kNm? ） Mn （ kNm? ） 邊支點 2 最大 組合 1 OK 2 最小 組合 2 OK 3 最大 組合 1 OK 3 最小 組合 2 OK xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 16 頁 1/4 邊跨 8 最大 組合 1 OK 8 最小 組合 2 OK 9 最大 組合 1 OK 9 最小 組合 2 OK 1/2 邊跨 13 最大 組合 1 OK 13 最小 組合 2 OK 14 最大 組合 1 OK 14 最小 組合 2 OK 2/3 邊跨 18 最大 組合 1 OK 18 最小 組合 2 OK 19 最大 組合 1 OK 19 最小 組合 2 OK 中支點 23 最大 組合 1 OK 23 最小 組合 2 OK 24 最大 組合 1 OK 24 最小 組合 2 OK 1/4 中跨 30 最大 組合 1 OK 30 最小 組合 2 OK 31 最大 組合 1 OK 31 最小 組合 2 OK 1/2 中跨 37 最大 組合 1 OK 37 最小 組合 2 OK 38 最大 組合 1 OK 38 最小 組 合 2 OK 注： 組合 1——支座沉降 +恒載 +移動荷載 +整體升溫； 組合 2——支座沉降 +恒載 +移動荷載 +整體降溫； M—— 設計彎矩， k——正截面抗彎強度安全系數(shù)， Mn—— 容許值。 其它 PSC 驗算結果見附錄 1 xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 17 頁 第 3 章 施工控制理論與 施工監(jiān)控計算 施工控制原理 橋梁施工控制就是對橋梁施工過程中結構的受力、變形及穩(wěn)定性進行監(jiān)控，使施工中的結構狀態(tài)處于最優(yōu)狀態(tài)，保證施工過程安全和成橋狀態(tài) (包括內力和線形狀態(tài) )符合設計、規(guī)范要求。 橋梁施工控制的任務就是通過對橋梁施工 過程實施控制，確保在施工過程中橋梁結構的內力和變形始終處于容許的安全范圍內，確保成橋狀態(tài) (包括成橋線形與成橋結構內力 )符合設計要求。 包括下列幾何 (變形 )控制、應力控制、橋梁結構穩(wěn)定性和橋梁施工過程中安全控制幾個方面。 （ 1）幾何 (變形 )控制 不論采用什么施工方法，橋梁結構在施工過程中總要產生變形 (撓曲 )，并且結構的變形將受到諸多因素的影響，極易使橋梁結構在施工過程中的實際位置 (立面標高，平面位置 )狀態(tài)偏離預期狀態(tài)，使橋梁難以順利合攏，或成橋線形形狀與設計要求不符，所以必須對橋梁實施控制，使其結構在施工中的 實際位置狀態(tài)與預期狀態(tài)之間的誤差在容許范圍和成橋線形狀態(tài)符合設計要求。 與橋梁工程質量的優(yōu)劣需用其質量檢驗評定標準來檢驗一樣．施工控制的結果也需有一定的標準，即誤差容許位來評判。橋梁施工控制中的幾何控制總目標就是達到設計的幾何狀態(tài)要求，最終結果的誤差容許值與橋梁的規(guī)模、跨徑大小、技術難度等有關，目前還沒有統(tǒng)一，規(guī)定，需根據(jù)具體橋梁的施工控制需要具體確定。同時，為保證幾何控制總目標的實現(xiàn)，每道工序的幾何控制誤差允許范圍也需事先研究、確定出來。 （ 2）應力控制 橋梁結構在施工過程中以及在成橋狀態(tài)的受力情況是否與設計相符合是施工控制要明確的重要問題。通常通過結構應力的監(jiān)測來了解實際應力狀態(tài)，若發(fā)實際應力狀態(tài)與理論 (計算 )應力狀態(tài)的差別超限就要進行原因查找和調控，使之在允許范圍內變化。結構應力控制的好壞不像變形控制那樣易于發(fā)現(xiàn)，若應力控制不力將會給結構造成危害，嚴重者將發(fā)生結構破壞，所以，它比變形控制顯得更加重要。必須對結構xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 18 頁 應力實施嚴格監(jiān)控。 （ 3）橋梁結構穩(wěn)定性 橋梁結構的穩(wěn)定性關系到橋梁結構的安全，它與橋梁的強度有著同等的甚至更重要的意義，世界上曾經(jīng)有道不少橋梁在 施工過程中由于失穩(wěn)而導致全橋破壞的例子，最典型的為加拿大的魁北克 (Quebec)橋。該橋在南側錨碇桁架快要架完時，由于懸臂端下弦桿的腹板屈曲而發(fā)生突然崩塌墜落。我國四川州河大橋也因懸臂體系的主梁在吊裝主跨中段時承受過大的軸力而失穩(wěn)破壞。因此，橋梁施工過程中不僅要嚴格控制變形和應力，而且要嚴格地控制施工各階段結構構件的局部和整體穩(wěn)定。 目前．橋梁的穩(wěn)定性已引起人們的重視，但主要注重于橋梁造成后的穩(wěn)定計算。對施工過程中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象還沒有可靠的監(jiān)測手段，尤其是隨著橋梁跨徑的增長，受動荷載或突發(fā)情況的影響，還 沒有快速反應系統(tǒng)，所以，很難保證橋梁施工安全。為此，應建立一套完整的穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)。目前主要通過穩(wěn)定分析計算 (穩(wěn)定安全系數(shù) )，并結合結構應力、變形情況來綜合評定、控制其穩(wěn)定性。 橋梁的穩(wěn)定安全系數(shù)是衡量結構安全的重要指標，但現(xiàn)行規(guī)范中尚未詳細列出不同材料的不同結構在不同工況下的最小穩(wěn)定系數(shù)。對此，有待今后完善。 施工中，除橋梁結構本身的穩(wěn)定性必須得到控制外，施工過程中所用的支架、掛籃、纜索吊裝系統(tǒng)等施工設施的各項穩(wěn)定系數(shù)也應滿足要求。 （ 4）橋梁施工過程中安全控制 橋梁施工過程中安全控制是橋梁施工控制的重要內 容，只有保證了施工過程中的安全，才談得上其他控制與橋梁的建成。其實，橋梁施工安全控制是上述變形控制、應力控制、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)，上述各項得到了控制，安全也就得到了控制 (由于橋梁施工質量問題引起的安全問題除外 )。由于結構形式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據(jù)實際情況，確定其安全控制重點 。 施工 監(jiān)控系統(tǒng)建立的原則 橋梁施工監(jiān)控系統(tǒng)的建立，必須依據(jù)實際采用的施工方法及詳細的施 工計劃來進行，監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)劃與布置應服從于實際的橋型、跨度 等，并密切結合結構施工的先后次 序建立。 本橋 上部結構梁段均采用掛籃懸臂澆筑法施工，大橋結構復雜， 經(jīng)歷復雜的體系轉換， 技術含量高，施工難度大，且施工中不能影響下面 道路 的正常運營，xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 19 頁 因此 必須在施工過程中建立全面的跟蹤監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，對主橋進行 全過程的施工監(jiān)控，確保大橋安全施工，成橋結果滿足設計單位對橋梁結構內力與線形的要求。針對本項目橋型及施工方法等特點，總的施工監(jiān)控原則是確保施工過程結構安全及結構的穩(wěn)定性； 確保各施工階段橋梁結構的線形、應力變化 接近設計理想狀態(tài)；保證 合龍 精度使成橋后結構的線形及內力分布滿足設計和現(xiàn)行相關規(guī)范要求。 施工階段 內力 、 應力 及變形 計算 對于預應力混凝土連續(xù)箱梁橋，箱梁在懸。臂澆筑施工中各個截 面的應力分布有很大的差別，在不同的工況下箱梁同一截面上、下表面的應力狀況也不斷變化。在懸臂澆筑過程中處于懸臂靜定狀態(tài)，懸臂根部截面受力最為不利；澆筑結束后結構體系轉換完成后，結構轉變?yōu)槌o定結構狀態(tài)，四分點截面、跨中截面以及墩頂截面均為受力最不利的截面。因此，最終確定箱梁應力控制截面：邊跨跨中截面、邊跨四分點截面、 0 號塊根部截面、中跨四分點截面、中跨跨中截面。應力縱向布置如下圖所示： 圖 31 半橋控制截面圖 控 制截面 內力計算 通過計算分析，得到控制截面在各個施工階段的內力如下表： 表 31 控制截面內力表 (單位： KNm ) 施工 階段 內力值 My（ kN178。 m) A截面 B截面 C截面 D截面 E截面 F截面 CS0 0 0 181 178 0 0 CS1 0 0 479 466 0 0 CS2 0 1499 1811 1831 0 0 CS3 0 4148 7480 7503 2222 0 CS4 8823 3xx4 936 953 6262 0 CS5 16473 6836 1494 1493 11370 0 CS6 26xx5 20297 26511 46268 34678 0 邊合攏 2438 8868 48284 25862 22282 0 中合攏 11953 23436 65713 67374 13483 32020 二期施工 12593 7944 34013 35913 7869 19734 xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 20 頁 圖 32 控制截面內力圖 (單位： KNm ) 控制截面應 力計算 通過計算分析，得到控制截面在各個施工階段的應力如下表： 表 32 控制截面應力表 （單位： MPa） 施工 階段 CS0 CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 邊合攏 中合攏 二期 A 截面 上緣應力 下緣應力 B 截面 上緣應力 下緣應力 C 截面 上緣應力 下緣應力 D 截面 上緣應力 下緣應力 E 截面 上緣應力 下緣應力 F 截面 上緣應力 下緣應力 xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 21 頁 圖 33 A 截面應力圖 (單位： MPa) 圖 34 B 截面應力圖 (單位： MPa) 圖 35 C 截面應力圖 (單位： MPa) xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 22 頁 圖 36 D 截面應力圖 (單位： MPa) 圖 37 E 截面應力圖 (單位： MPa) 圖 38 F 截面應力圖 (單位： MPa) xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 23 頁 全橋共選擇了 11 個控制截面，由于設計在理想情況下，跨中左側與右側的設計應力值是對稱的，因此本設計給出了 6 個截面的應力變化圖。 控制截面變形計算 以各個施工階段懸臂端部截面作為控制截面，計算其 撓度 大小，具體數(shù)據(jù)見 CAD圖 JT71。 施工階段節(jié)段 的具體劃分，見下圖： 圖 39 施工階段節(jié)段圖 根據(jù)以上截面的劃分，通過計算得出其在各個施工階段的豎向撓度，如下表： 表 33 施工階段撓度表 一（單位： mm） 施工 階段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 張拉前 0 張拉后 0 139。 張拉前 張拉后 239。 張拉前 張拉后 339。 張拉前 張拉后 439。 張拉前 張拉后 539。 張拉前 張拉后 639。 張拉前 張拉后 8(邊跨合攏完成時 ) 張拉前 張拉后 739。（中跨合攏完成時） 張拉前 張 拉后 二期恒載完成時 收縮徐變完成時 xx 大學本科 畢業(yè)設計 第 24 頁 表 34 施工階段撓度表 二（單位： mm） 施工 階段 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0 張拉前 0 張拉后 0 139。 張拉前 張拉后 239。 張拉前 張拉后 339。 張拉前 張拉后 439。 張拉前 張拉后 539。 張拉前 張拉后 639。 張拉前 張拉后 8(邊跨合攏完成時 ) 張拉前 張拉后 739。（中跨合攏完成時） 張拉前 張拉后 二期恒載完成時 收縮徐變完成時 成橋運營狀態(tài)恒載應力及變形計算 成橋運營狀態(tài)恒載應力計算 表 35 控制截面應力表 控制