预应力混凝土斜拉桁架桥施工监控

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

预应力混凝土斜拉桁架桥施工监控
金文成，尹华义2，白金增
(1．华中科技大学a．土木工程与力学学院；b．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉430074；
2．宜昌市夷陵区规划建筑设计院，湖北宜昌443100)
摘要：小溪塔大桥位于宜昌市夷陵区，其主桥为预应力混凝土斜拉桁架结构，中跨达到173 m。本文主要介
绍该桥施工监控的方法和内容。通过对变形、应力等参数的测试分析，提出有效的施工控制措施，使施工过程
安全可控并达到合理的成桥状态。小溪塔大桥已经竣工通车，本文阐述的一些经验和方法，可以为今后同类型
桥梁的施工控制提供借鉴。
关键词：斜拉桁架桥；全悬臂现浇；施工方法；施工监控
中图分类号：U445．4 文献标识码：A 文章编号：1672~037(2009)03-0004-05
桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部
分，它以设计成桥状态为目标，通过在整个施工过
程中对结构的受力和变形进行有效的监测和控
制，确保桥梁在施工过程中内力和变形始终处于
安全可控的范围内，使成桥的内力和线形满足设
计要求，同时也为大桥顺利投入运营和长期健康
监控提供依据¨J。小溪塔大桥是预应力混凝土
斜拉桁架结构，其形式比较复杂，在同类桥梁中首
次采用了全悬臂现浇工艺，施工中会有较复杂的
内力和位移变化。为保证桥梁施工质量和施工安
全，施工阶段的监控十分重要。
1 工程概况
宜昌市小溪塔大桥位于宜昌市夷陵区，地处
规划城区内，全长400多米。主桥桥跨布置为
(85．5 4-173 4-85．5)1TI，为预应力混凝土斜拉桁架
连续刚构体系(图1)，塔高22．3 in，桥梁全宽为
15 m(净9 m+2×1．25 m(桁架结构宽)+2×1．5
m(人行道)+2×0．25 m(栏杆))。设计荷载：城
市一A级，人群3．5 kN／m 。
3'3-墩
图1 小溪塔大桥立面布置
上部结构由两桁架片、端横梁及中横梁、纵向心矩形，墩高为33 m，上端为V形斜撑，与桁架固
布置空心板及桁顶横系梁组成。桁架片由上弦结，形成刚构体系。
杆、下弦杆及腹杆组成，由节点横梁连接成空间框桁架杆件均采用悬臂浇注施工，在完成墩顶
架结构。下弦杆采用箱型截面，其节点水平间距箱梁、大腹杆及桁顶大节点的施工后，安装斜拉工
为10 m；上弦杆和腹杆均为矩形截面。桁架上弦作平台(挂篮)，逐段对称悬浇各杆件直到合拢段
杆和拉腹杆为PC构件，边、中跨合拢段及墩顶箱施工。桁架结构施工完成后，吊装桥面纵向空心
梁也配置预应力，其他构件均为RC构件。主桥板，最终完成桥面系的施工。施工机具、材料的运
桥墩采用钻孔灌注桩基础，墩身为等截面薄壁空输和挂篮的移动均需借助缆索吊。
收稿日期：2009-06-22
作者简介：金文成(1958，)，男，安徽望江人，教授，研究方向为预应力混凝土桥梁结构，jinwench2005a@sina．eom。
第3期金文成等：预应力混凝土斜拉桁架桥施工监控 ‘5·
2 施工监控理论
2．1 仿真分析计算模型
在对小溪塔大桥各施工阶段进行控制时，首
先通过计算确定桥梁结构施工过程中每一阶段受
力和变形的理论状态，凭此来预测施工过程中的
每个阶段的结构行为。
2．2 施工阶段模拟
为了使仿真分析结果更接近实际，本桥对主
要的可以测定的参数，取用实测值，难以测定的依
照设计规范，根据以往工程实际经验进行修订。
本桥斜拉桁架施工采用悬臂浇注法。借助移
动式挂篮等施工设备，以桥墩为中心向两岸对称
浇注杆件混凝土，每移动一次挂篮可施工一个下
／／。。挂
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弦杆节间部分，待完成本节段施工后，移动挂篮，
进行下一节段的施工，逐步形成桁架结构。一
个节段循环主要工序见表1，示意图见图2。
表1 一个桁架节段循环工序
步骤内容 d 步骤内容 d
1 精确安装挂篮 1 张拉上弦杆钢束
并压浆
2 立杆lO 8 拆除模板
、及下节点支架等 3
支架立模浇筑拉 9 前移挂篮 1
。腹杆
张拉腹杆钢束， l0 立模浇筑横梁 3
并压浆
支架立模浇筑压， 11 铺设空心板 2
腹杆及上节点
6 立模浇筑上弦杆 5 l2 重复以上步骤
(a) 安装挂嬷 (b) 浇筑下弦杆及下节点 (c) 浇筑拉腹杆
(d) 浇甄胜腹轩及f：点 (e) 浇筑卜弦杆
图2 一个节段主要施工步骤
在大桥的悬臂施工中，挂篮和模板机具设备据实际施工方案逐步进行计算，才能得到施工和
等施工荷载对结构内力和变形的影响很大。在仿成桥后真实状态 ]。
真模拟分析计算中充分考虑施工荷载的影响，模由于施工建桥材料的特性、施工误差等是随
拟挂篮的安装、拆除以及前进等工况。另外，空心机的，施工条件不可能是完全的理想状态，为解决
板的铺设情况一般和施工计划存有差异，模型中这一问题，小溪塔桥的施工控制中，从前进分析、
应根据实际工况做参数调整。倒退分析、实时跟踪分析三方面人手，相互结合，
2．3 施工控制中的结构分析对大桥的施工状态进行控制。
对于悬臂施工的斜拉桁架桥，随着施工阶段 2．4 悬臂施工的变形计算和立模标高确定
的推进和构件的逐个安装，结构形式、边界约束、变形计算是施工监控的重点和难点，小溪塔
荷载形式等都在不断地变化。因此对各施工阶段大桥的变形采用专业有限元软件计算，考虑了混
中结构的变形和受力分析是不可缺少的。只有根凝土的收缩徐变、预应力、温度等因素的影响。在