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Abstract
In recent decades, along with advances in construction technology, prestressed concrete continuous beams bridge have showed great vitality and developed rapidly. It has many advantages: first one is to bring the characteristics of high strength materials into full play, with reliable strength, stiffness and crack resistance; second, the technology require less investment since it is mature; third, for its high durability, there is less work in maintenance and repair, and noises is small during the operation; finally, the high plasticity of materials will not only do help to tistic treatment in architecture, but also satisfy the requirements of the bridge curves and slopes.
In the design, the bridge structure (mainly the upper stucture) was been designed and imitated with the help of Midas. A cantilever construction technology of hanging basket also is used to imitate procedure. Besides, the predicted value of the prestressing tendon is got through the analysis and calculation of dead load, live load as well as internal force. Thus the model is farther perfected. Finally, with the combination of various loads, the authors did a finite element analysis and compared the result with standard requirement, checked the stress and deformation of the main beam to determine the rationality and security under designed loading, then, present the complete design.
The design for this bridge construction process, make viable construction monitoring plan, realizing the informationize management of the monitoring, speeding up the speed of the process of construction controlling, ensured structurally safe in the construction process and line shape and internal force accord with the design requirements.
Key words ： Bridge design; Prestressed concrete; Non-uniform continuous beam; Construction Monitoring
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目 录
第一章 绪论 ............................................................ 1
1.1施工控制概述 ................................................. 1 1.2施工控制的定义 ............................................... 2 1.3施工控制的必要性 ............................................. 2 1.4施工控制的目标 ............................................... 2
第二章 结构设计 ........................................................ 4
2.1 工程概况及设计基本资料 ....................................... 4
2.1.1 概况 ................................................... 4 2.1.2 采用规范 ............................................... 4 2.1.3 适用范围 ............................................... 4 2.2 桥梁总体位置及结构主要尺寸的拟定 ............................. 4
2.2.1孔跨总体布置 ........................................... 4 2.2.2 梁高的拟定 ............................................. 4 2.2.3 横截面布置 ............................................. 5 2.2.4 施工方法 ............................................... 6 2.3 建模 ......................................................... 7
2.3.1 Midas软件简介 ......................................... 7 2.3.2 MIDAS建模原则 ......................................... 8 2.3.3 MIDAS建模步骤 ......................................... 8 2.3.4施工阶段模拟 ........................................... 9 2.3.5 静力荷载模拟 .......................................... 10 2.4 桥梁配筋计算 ................................................ 11
2.4.1预应力筋束的布置原则 .................................. 11 2.4.2 预应力筋的估配计算原理 ................................ 13 2.4.3 预应力筋的实际布置 .................................... 14 2.5 PSC验算结果 ................................................. 15
第3章 施工控制理论与施工监控计算 ..................................... 17
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3.1 施工控制原理 ................................................ 17 3.2 施工监控系统建立的原则 ...................................... 18 3.3施工阶段内力、应力及变形计算 ................................ 19
3.3.1 控制截面内力计算 ...................................... 19 3.3.2控制截面应力计算 ...................................... 20 3.3.3控制截面变形计算 ...................................... 23 3.4 成桥运营状态恒载应力及变形计算 .............................. 24
3.4.1 成桥运营状态恒载应力计算 .............................. 24 3.4.2成桥运营状态恒载变形计算 .............................. 25 3.5成桥运营状态活载内力及变形计算 .............................. 25
3.5.1移动荷载作用下内力计算 ................................ 25 3.5.2移动荷载作用下变形计算 ................................ 26 3.6 成桥运营状态荷载组合内力及变形计算 .......................... 26
3.6.1 成桥运营状态荷载组合下内力计算 ........................ 26 3.6.2 成桥运营状态荷载组合下变形计算 ........................ 26 3.7成桥运营状态荷载组合应力计算 ................................ 27 3.8 本章小结 .................................................... 27
第4章 施工控制方案制定 ............................................... 29
4.1 控制截面应力监测 ............................................ 29 4.2 主梁温度观测 ................................................ 31 4.3 主梁标高观测 ................................................ 31 4.4 其它方面的观测 .............................................. 34
4.4.1主梁平面位置及桥面横坡观测 ............................ 34 4.4.2 混凝土收缩徐变参数测定 ................................ 34 4.4.3 混凝土弹性模量测试 .................................... 34 4.4.4 施工临时荷载的测定 .................................... 34 4.4.5 施工挂篮性能测定 ...................................... 34 4.5施工控制工作具体进程 ........................................ 34 4.6 组织与管理 .................................................. 39
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4.7 其他需要说明的问题 .......................................... 40 4.8 施工监控主要仪器设备 ........................................ 41
结论 .................................................................. 42 致谢 .................................................................. 43 参考文献 .............................................................. 44 附录 .................................................................. 45
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第一章 绪论
1.1施工控制概述
大桥的建成要经历一个较长而复杂的施工过程，不论其规模大小、技术难度以及构造复杂程度如何，其施工过程都具有系统性，所以桥梁施工本身就是一个系统工程，而其施工的过程也就是该系统的运行过程，施工过程中结构的安全和成桥状态就是系统运行所要达到的目标——桥梁施工控制目标。要达到施工安全和结构线形与受力状态的要求，必须对施工全过程进行控制，也就是要对桥梁施工系统的运行轨迹进行控制，确保控制目标的实现。
连续梁施工过程复杂，影响其施工控制目标顺利实现的因素很多，包括了在设计时诸如材料的弹性模量、断面特性、构件自重、临时施工荷载、收缩徐变参数、施工工期等参数的选择不可能与实际结构所对应的参数完全一致。另外预应力作用实际效果、实际环境的影响（包括季节平均温差和日照温差，空气湿度的影响）、测量误差、施工误差、结构模型简化和计算的误差等也会引起设计与实际施工状态的不一致。由于影响施工控制的因素很多，特别是随着桥梁跨径的不断增大，施工中所受到的不确定性影响因素也越多，要使桥梁施工安全、顺利地向前推进，并保证成桥状态符合设计要求，就必须将其作为一个系统工程予以严格控制。因此，必须对施工过程中重要的设计参数、状态参数进行实时监测，并根据实际情况进行调整，使施工过程处于控制之中，结构最大限度地接近理想状态。
本桥属多次超静定结构，所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形和结构恒载内力有着密切的联系。在施工阶段随着桥梁结构和荷载状态的不断变化，结构内力和变形随之不断发生变化。因此需对桥梁的每一施工阶段进行详尽的分析和实测验证，并采用一定的方法对结构变形、应力加以控制，以确保设计的施工过程或适当调整后的施工过程得以准确实现。
施工监控一方面可保证各施工阶段的安全，以及施工过程中结构线型、变位和各部位应力状态满足设计要求；另一方面结合测试分析和模拟计算，对施工过程结构状态的变化进行有效的预测和控制，优化施工工序，提高施工工艺水平，缩短施工工期、降低成本，从而确保大桥顺利投入运营及成桥后结构的线形及内力分布满足设计和规范要求。
施工监控不仅可以为桥梁设计、施工提供第一手资料和科学数据，同时也为改进