谈顶推连续箱梁施工监控技术

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol.43No.9Mar. 2017

• 151 •

文章编号：1009-6825 (2017) 09-0151-03

谈顶推连续箱梁施工监控技术

(大西铁路客运专线有限责任公司，山西太原030001)

摘要:依托广梅汕连续箱梁顶推施工实例,从连续梁顶推施工结构受力、几何形态、墩身受力、墩间空间、线形等方面对连续梁、 墩身、导梁进行了各种工况施工监控，获得了基础数据，为安全顺利施工提供了依据。李勇

关键词:连续梁，顶推施工，墩柱，线形监测

中图分类号:U448.213

1工程概况

广梅汕铁路厦汕右联络线特大桥(单线)48 m+48 m预应力

混凝土连续箱梁位于fi= 800 m的圆曲线上，坡度为11. 7%c。此 箱梁斜跨既有厦深铁路上下行，在

K1312 +073处与厦深铁路相

交，大里程右夹角为41 °52'。连续梁全长96.6 m，全桥采用等高 截面，梁高4 m,截面采用单箱单室斜腹板形式，箱梁顶宽7.6 m, 底宽4. 6 m。连续梁本体混凝土方量842 m3,重量约2 200 t,桥面 附属混凝土 42 m3，约重110 t。连续梁利用前跨简支梁(39号~ 43号)桥墩及临时支墩搭设贝雷支架作为浇筑平台，一次性现浇 成梁，顶推就位，顶程76 m(见图1)。

,1 640 |, 1 635 |,1 242|,1 242|,1 265|,1 2叫，1 704 |,1 323 卜 1 769 |, 2 426

2

工程特点及重难点

1) 顶推过程中主梁经过临时墩、永久墩时要求相邻墩位沉降 量差不超过4 mm,控制难度大。由于临时墩、永久墩的刚度不 同，在混凝土梁自重的作用下变形量不一样，在支架搭设时需充 分考虑加载后支架变形情况，做好标高控制预抛值、施工前加载

预压等工作。2) 制梁平台位于曲线段的简支梁空心墩上，设计将利用341号墩，但墩柱偏心设计，制梁须按照线路中心进行，与墩中心将 存在偏心，增大了施工难度和安全风险。3) 本桥梁位于i? = 800 m的圆曲线上，顶推过程的线形纠偏、限位等精度控制也是顶推施工的重难点。

3总体施工方法

由于本桥为跨越营业线施工，无法采用传统的现浇的方法完

成本连续梁的施工，本桥设计为在营业线的外侧利用结构墩和临 时墩搭设浇筑平台完成混凝土梁预制作业，然后再顶推至设计位 置。平移到位后将梁体进行落梁就位。

为了混凝土梁体的预制和顶推过程的受力，在39号~43号 墩之间增设5个临时墩，同时在混凝土梁体前端设置导梁，引导 梁体的前移。

本桥处于竖曲线上,考虑到顶推施工因素，在连续梁位置设 计未带竖曲线，线路曲线通过调整道床高度形成竖曲线。顶推前 移的轨迹设计为平坡顶推，有利于顶推作业和顶推控制。

收稿日期:2017-01-11作者简介:李勇（1973-),男，高级工程师

A

4桥梁顶推施工监测目的

在顶推施工过程中，主梁的受力较常规施工方法复杂，体系

转换频繁。为了施工过程的安全、顺利，需对整个顶推施工过程 进行监控，及时掌握结构在整个顶推施工过程中的受力、变形情 况，以指导施工。主要目的为：

1)

桥梁在顶推过程中结构体系不断转换，正负弯矩交替出

现，每个截面内力不断变化，梁体受力复杂，通过对梁体、导梁、桥 墩关键截面及连接部位受力监测，全过程把握结构受力状态，确 保结构在顶推过程中处于安全可控状态；2) 通过对梁体、墩柱的空间几何形态的监测，便于顶推及纠 偏过程关键参数的及时调整，确保顶推过程中及顶推就位后结构 空间几何形态满足设计要求；

3)

梁体纵向顶推就位后，需对梁体进行临时顶升拆除滑道、安放永久支座、落梁，为避免梁体恒载受力状态偏离设计要求，需 对顶升、落梁前后的结构状态进行监测，分析结构受力状态变化。

5

顶推施工监测主要内容

1)顶推过程中梁体关键截面应力及线形监测。顶推过程中

梁体关键截面应力监测主要在于把握结构的受力状态，避免因顶

推过程中支点支撑状态的过大改变导致的结构受力偏离设计状 态，结构关键截面应力监测主要包括主梁跨中及墩顶截面监测， 测试截面布置如图2所示。顶推过程中梁体线形监测主要包括 主梁四分点竖向变形监测，主要把握梁体在顶推过程中的线形变

化状况，以便通过梁体线形变化把握结构的实际受力状态。

~ 图2应力测试截面及典型截面测点布置图

2)顶推过程中导梁关键截面应力及线形监测。顶推过程中 导梁关键截面应力的监测主要在于把握导梁的受力状态，关键截 面应力监测主要包括钢导梁一混凝土梁结合部位，及导梁正弯矩 最大截面。顶推过程中导梁线形监测主要把握导梁在顶推过程

中的线形变化状况，测点布置如图3所示。

文献标识码:

9号• 152 •

第43卷第9期

2 0 1 7年3月

山西建筑

▽挠度测点

*水平位移测点

图

3

挠度及水平位移测点布置图

3)

顶推过程中墩柱空间变位及应力监测。顶推过程中各墩

除承受竖向压力外，还承受主梁底板下缘与墩顶间摩擦产生的水 平推力与顶推反力架的反力作用，因此有必要对顶推过程中墩柱

空间变位及应力进行监测，测点布置如图2及图3所示。

4)

顶推过程中梁体及导梁空间几何形态监测。结构关键截

面空间几何形态主要跟踪梁体、导梁在顶推过程中空间位移的变 化，以便判定结构空间位置是否处于合理范围之内，对于出现的 异常偏位现象采用纠偏的方式进行及时调整。梁体主要包括跨 中及墩顶测点，导梁主要包括导梁端测点。

5)

顶推过程中顶推力跟踪监测。通过预应力索锚固端布设

压力传感器监测顶推过程中顶推力的变化,用于评定顶推过程中 顶推力的均匀性，便于对顶推过程中梁体是否遇到异常阻力进行 分析。

6)

顶升落梁阶段梁体关键截面受力及支座反力监测。梁体

顶推就位后需对梁体进行临时顶升拆除滑道、安放永久支座、落 梁，为避免梁体恒载受力状态偏离设计要求，需对顶升、落梁前后 的结构状态进行监测，分析结构受力状态变化，对于结构恒载受 力偏离设计要求的工况，可通过调整支座反力的方式予以改善。

6监测工况及监测内容

监测工况及内容见表1。

表

1

监测工况及内容

施工阶段监测内容

测点数目

监测工况梁体四分点竖向线形

18

梁体预制阶段

梁体截面应力

12预应力张拉过程中

温度场4顶推力4实时监测梁体空间变位5实时监测钢导梁空间变位1实时监测4顶推过程中

桥墩空间变位实时监测梁体截面应力12实时监测钢导梁截面应力8实时监测桥墩墩底应力

16实时监测温度场4实时监测梁体空间变位5钢导梁空间变位1桥墩空间变位4梁体四分点竖向线形

18顶推就位钢导梁竖向线形4停止顶推后，每日晚9:00梁体截面应力12气温恒定时测试1次

钢导梁截面应力

8桥墩应力16温度场

4梁体四分点竖向线形

18顶升落梁前后顶升落梁阶段梁体截面应力

12实时监测温度场

4

实时监测

7施工监测

1)测点安装。

a.

内埋测点。为跟踪梁体应力变化,采用内埋振弦式应力

计，现场与待测结构物之间的连接可采用绑扎在钢筋之上或悬挂 在钢筋之间的形式，具体根据测试部位测试方向及周边钢筋网的 分布状况进行确定。

b.

外贴测点。若内埋测点遭受损害，或顶推过程中需临时额

外增加结构关键部位的测试，传感器采用表面粘结（焊接）振弦式 应力计，现场与待测结构物之间的连接采用灌浆锚头在混凝土上

安装。

2)监测。

a.

顶推过程中结构应力监测。顶推过程中结构应力监测采

用无线分布式结构应变监测系统，施工监控数据传输利用现代通

信技术进行，将顶推、落梁等工况下采集到的各种数据传输到控 制平台，

进行自动对比、分析。b.

梁体及墩柱空间变位监测。梁体及墩柱空间变位采用自

动测量设备或全站仪进行监测，在结构监测部位布设棱镜，仪器

自动跟踪或人工测读的方式跟踪梁体及墩柱的空间变化,根据梁 体成桥后的轴线方向建立局部坐标系，

在顶推过程中跟踪监测梁 体空间（主要为横向）变位状况，监测示意如图4所示。图

4

梁体及激柱空间监测示意图

c.梁体及钢导梁竖向变形监测。梁体及钢导梁竖向变形采

用精密水准仪进行监测，在结构监测部位布设水准点，在关键工

况测试梁体及导梁的竖向变形状况，监测示意如图5所示。

图

5

梁体及钢导梁竖向变形监测示意图

8结语

本文以广梅汕顶推连续梁施工监测为应用实例，通过对连续

梁顶推监测技术的研究,从理论分析到具体的监控方法实施，为顶推施工提供技术数据依据，确保连续梁顶推施工的安全顺利进行，为类似工程施工提供依据，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 王慧东，李亚林.PC连续梁顶推技术中几个问题的探讨

[；[].铁道标准设计，2001,21(3):11-12.

[2] 王福敏.预应力砼曲线连续梁顶推施工技术——

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号桥施工介绍[J].重庆交通大学学报（自然科学版），1990,

9(2) ：83-90.

[3] 高波.津秦客专跨既有线连续梁顶推施工[J].世界桥梁，

2014(2) ：26-30.

[4] 李贵峰，史庆春.上跨既有铁路连续梁顶推施工桥墩监测分

析[J].北方交通,2015(6) :40-43.

[5] 郭登成.上跨既有铁路连续梁顶推施工技术[J].城市建设

理论研究（电子版），2016(13) :72.

第43卷第9期 2 0 1 7 年 3 月

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol.43No.9Mar. 2017

• 153 •

文章编号：1009-6825 (2017) 09-0153-03

反应谱法作用下斜拉桥的地震响应研究

(大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连116023)

摘要:在分析某斜拉桥动力特性的基础上，选取反应谱参数生成了反应谱曲线，通过单向输入和组合输入，对斜拉桥进行了反应 谱地震响应分析，得出了斜拉桥结构在不同方向地震波激励下的最大响应。关键词:斜拉桥，反应谱法，地震响应，动力特性

中图分类号:U442.55

文献标识码:A

阻尼为〇. 05，放大系数为1，重力加速度为9. 806 m/sec2。

王家嵩余报楚

1反应谱分析基本原理

反应谱理论可以理解为:把结构简化为多自由度体系，多自

3有限元模型的建立

该斜拉桥利用大型有限元分析软件Midas/C

ivil进行模拟，作

ivil接口友好、操作方便、功能强

由度体系的地震反应按照振型又能够分解成多个弹自由度体系 反应的组合，而反应谱可以求出每个单自由度体系的最大反应。 这其实是采用了“地震荷载”的概念，在考虑了地面运动和结构的 动力特性的同时，可以从地震动出发求结构的最大地震反应。

在抗震计算中使用反应谱分析法时基本可分为三个步骤:首 先是获取地震动的反应谱;然后将结构振动方程进行振型分解， 振型广义坐标可以用物理位移来表示，用上一步中得到的反应谱 求出广义坐标的最大值;最后，通过适当、合适的方法将各振型反 应最大值进行线性叠加,从而得出反应量的最大值。

反应谱方法具有概念简单明了、计算方便快捷，而且能够用

较少的计算量获得结构最大反应值等等的优点。当获取了场地 所需要的地震谱后，计算工作将以分解结构振型方程为主要内 容，最后，通过适当、合适的方法将各振型反应最大值进行线性叠 加，从而得出反应量的最大值，只需几个低阶振型就可以得到比 较满意的结果，而且计算量较少。还有，反应谱法是将较为复杂 的时变动力问题转化为了拟静力问题，这样做可以让工程师容易 接受一些。反应谱分析法在原则上只能应用于线性结构体系的 抗震设计，而且计算的结果也只能得出最大反应值，然而在强烈 地震中，结构一般都是非线性状态,所以弹性反应谱是不能直接 使用的。

为一款空间有限元软件，Midas/C

大，成功地将有限元软件的通用性与桥梁分析软件的专业性结合 在一起，有效地解决了桥梁设计、施工中的分析问题。

3.1 工程概况

该斜拉桥为一座对称式三跨连续梁斜拉桥，全长1 288 m，桥 面总宽32 m，主桥跨径布置为320 m + 648 m + 320 m，双塔双索 面，斜拉索呈扇形布置,主塔两侧单面各张拉21根斜拉索，全桥 共168根斜拉索，主梁在主塔处有竖向支承，横断面布置为双向 四车道。斜拉桥采用空间结构的有限元分析软件Midas来进行建 模和计算分析进行地震响应分析，全桥共298个节点，541个单 元，其中梁单元373个，128个枏架单元。图1，图2为该桥的全桥 空间有限元模型，有限元计算模型均以顺桥向为Z轴，横桥向为

F

轴，竖向为Z轴。根据桥梁的结构特点建立三维有限元动力分

析模型，其中，主梁、主塔模拟为梁单元，拉索模拟为空间桁架单

元。全桥有限元模型效果图如图1，图2所示。

2反应谱参数

该斜拉桥所处场地设置为无量纲加速度，地震动反应谱特征

周期为0.30 s，桥的烈度值为7度，即8度地震烈度，设计地震分 组为第一组，设计时基本烈度为7度，按8度设防，场地类型为

n

类。根据该桥实际场地特征与抗震设计资料，参考我国相关规

Midas/Civil中确定的相关参

11

图

范对设计反应谱曲线的相关规定，在

2

有限元模型标准视图

数为:Ch2001:分组为1,烈度为7,场地为I多遇地震，7； = 0.30 S，3_2桥梁的振型图及固有频率

Discussion on the construction monitoring technology of pushing continuous box girder

Abstract： Based on Guangmeishan railway continuous box girder pushing construction example, starting from aspects of continuous box girder

pushing construction structure stress, geometrical morphology, pier stress, pier space and linear control, the paper carries out construction moni­toring under the construction conditions of continuous beam, pier and guiding beam, and obtains basic data, which has provided some guidance for smooth construction.

Li Yong

{Datong-XV an Railway Passenger Limited Liability Company, Taiyuan 030001, China)Key words ： continuous beam, pushing construction, pier stud, linear monitoring

收稿日期=2017-01-13

作者简介:王家嵩（1991-),男，在读硕士；余报楚（1974-),男，教授