预应力混凝土箱梁顶推过程横向限位精度控制.doc

开 题 报 告题 目：预应力混凝土箱梁顶推横向限位精度控制报告人： 马东升 2013年 1月 10日一、文献综述连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好、行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。而在50年代前，预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下。当时主要采用满堂支架施工，费工费时，限材了它的发展。50年代后，预应力混凝土桥梁应用悬臂施工方法后，加速了它的发展步伐。预应力锚具结构的悬臂体系和悬臂施工方法相结合产生了T型刚构，在60年代，跨径100-200m范围内，几乎是大跨预应力混凝土梁桥中的优胜方案。然而，这种结构，由于中间带铰，并对混疑土徐变，收缩变形估计不足，又因温度影响等因素使结构在铰处形成明显折线变形状态，对行车不利。因此，对行车条件有利的连续梁获得了新的发展。对中跨预应力混凝土连续梁，在60年代初期，逐跨架设法与顶推法的应用，对大跨预应力混凝土连续梁，各种更完善的悬臂施工方法的应用，使连续梁废弃了昂贵的满堂的施工方法而代之以经济有效的高度机械化施工方法，从而使连续梁方案获得新的竞争力，逐步在40-200m范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨越宽阔河流的大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了它的优势，往往取代其它体系而成为中选的优胜方案。连续梁桥向大跨度发展，巨型支座(支座反力3.9249.810MN)的设计制造与支座的养护变成了关键问题。而T型刚构却在这方面具有无支座的优点。60年代后，因人们对铰的作用和如何控制结构变形作了研究，对它的缺陷作了预防措施，所以在60年代后期至70年代，T型刚构还仍是预应力混凝土桥梁的一个主要桥型。T型刚构体系在设计中不断改进，逐步与连续梁体系的优点相结合。预应力混凝土连续梁在中等跨径范围，它更是千姿百态。无论在桥跨布置、梁、墩赴面形式，或是在体系上(吸取其它结构的优点)不断改进桥型布置，例如V形墩的连续梁体系、双薄壁墩连续梁体系。预应力混凝土连续梁在40-60m的范围，已可以说占绝对优势。顶推法、移动模架法、逐孔架设法等施工方法经济快速，广泛应用也是关键因素。连续梁的横截面形式在小跨径的城市高架桥中，为求最小建筑高度，常选用板式或肋板式截面，而在中、大跨径主要采用箱式截面。但总的发展趋势是尽可能加长悬臂桥面板而选用单箱截面，以达到快速施工的目的。预应力混凝土连续梁为充分利用空间，并改善交通的分道行驶，适用于用于城市桥梁建设。顶推法施工的构思来源于钢梁的纵向拖拉施工法，是桥梁施工中常用的和重要的施工方法之一，即在桥头沿桥轴线方向将逐段预制张拉的梁向前推出使之就位的桥梁施工方法。顶推法施工是通过千斤顶施加水平推力，借助滑道或滑块将梁逐段或整段向前顶推，就位后落梁，更换正式支座。顶推法用水平千斤顶取代了卷扬机和滑车，用板式滑动支座取代了滚筒，改善了由于卷扬机和滑车组启动时造成的冲击和滚筒的线支撑作用引起的应力集中。 单点顶推时集中顶推力H需满足HRi(fi±i)，梁体才能移动。式中Ri为第i个桥墩滑道的瞬时支反力，fi为各支点相应的摩擦系数，为桥梁纵坡坡率，上坡顶推“+”，下坡顶推为“-”。多点顶推时 FiRi(fi±i)，梁体才能移动。式中Fi为第i个桥墩千斤顶所施加的力， Ri为第i个桥墩滑道的瞬时支反力。   顶推法最早是1959年在奥地利的阿格尔桥上使用，其特点是：由于作业场所限定在一定范围内，可于作业场上方设置顶棚而使施工不受天气影响，全天候施工。连续梁的顶推跨径3050m最为经济有利，如果跨径大于此值，则需要临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用，也可在组合梁和斜拉桥的主梁上使用。用顶推法施工，设备简单，施工平稳，噪声低，施工质量好，可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有曲线的桥和坡桥上采用。顶推施工的方法可分为单点顶推和多点顶推。本文将对桥梁顶推法施工技术概述，详细分析介绍预应力混凝土梁桥顶推法施工横向限位控制因素、主要形成原因，制定科学合理，有针对性的纠偏保证措施，保证了箱梁顶推精确就位。箱梁的顶推施工是本工程的重点和难点。1、顶推段箱梁重25000 t，长212m，顶推轨迹为R=3500m的圆曲线和3.759上坡，顶推距离为213m。2、本桥上跨既有京包铁路、城铁十三号线，施工场地狭窄，工艺复杂，顶推施工是整个工程成败的关键控制性工序。在顶推施工过程中，需要对主梁进行纠偏，使主梁轴线的偏差能保持在容许范围内。3、由于顶推重量大，轨迹复杂，施工中采用了新型MGE滑块，并在正式顶推前制作顶推试验段，进行新型滑块的试验研究和顶推牵引力的分析。4、采用高精度的自动手动双向控制牵引设备，保证顶推箱梁在顶进过程中运行平稳，安全可靠，施工速度快。5、对顶推施工全过程进行监控，一旦出现偏位及时进行纠偏，并采取限位滚轴与纠偏千斤顶联合限位，有效保证了箱梁就位精确。二、选题的目的和意义桥梁顶推施工过程，就是桥梁上部结构的结构体系和位置不断变化的过程，主梁各个位置的约束条件与内力、变形不断地变化。为了能够有效保证主梁在整个顶推施工过程中的空间位置精确，就必须进行专项控制。1、通过施工监测与控制，为合理成桥状态提供技术依据。通过关键部位和重要工序的严格监测和控制，准确给定和及时提供反馈信息，优化施工工艺，简化施工流程，确保施工精度，使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。2、借助现代测试技术，对实际箱梁结构进行测试，分析测试顶推中诸多影响因素，能掌握实际结构空间位置的真实状态；通过结构位置分析；发现可能出现偏差的情形，对那些偏差超差或薄弱环节采取补救措施，防患于未然。3、收集施工和成桥试验全过程的信息，为桥梁结构上跨顶推施工总结经验。4、确保施工过程中桥梁结构的强度和稳定性，加快顶推施工进度，实现顶推段主梁空间位置精确就位。为此需要在现有预应力连续箱梁顶推施工技术的基础上，对曲线、坡度连续梁桥顶推过程的横向限位精度控制的问题进行系统研究，确保预应力连续箱梁顶推就位轴线偏差符合规范要求。三、研究方案（框架）管理人员责任心不强管理分工不明确管理及操作人员方面的影响因素工人操作不熟练机械设备陈旧，操作不可靠机械、设备方面的影响因素控制系统落后测量设备落后影响顶推就位精度的原因滑道易破坏变形限位纠偏装置易破坏变形工具、材料方面的影响因素临时墩易破坏滑块易破坏曲线上坡顶推工艺复杂滑道平整度差工艺、方法方面的影响因素前导梁长度大监控手段不完善箱梁顶推段预制精度底作业环境方面的影响因素上跨城铁13#线、国铁京包线要点顶推均为夜间施工四、进度计划1、20121121至20130122根据毕业论文任务书的要求及有关指导，搜集相关材料，查阅有关文献，在充分理解工作目的和意义的基础上，考虑研究方案、制定进度计划、撰写出开题报告，交指导教师。2、20130123至20130206开题报告合格后，开始实施毕业设计。3、20130207至20130216撰写中期报告。接受指导教师对中期报告进行检查(中期检查)。4、20130228前，将经过指导教师检查同意的“开题报告”和“中期报告”按规范格式打印。5、20130229至20130516撰写论文。6、20130517上交装订好的打印件和准备的答辩ppt。五、指导教师意见论文选题结合现场实际，具有借鉴意义，准予开题，请尽量按进度实施。指导教师： 贾艳红 2013年1 月15 日中 期 报 告题目：预应力混凝土箱梁顶推横向限位精度控制报告人：马东升一、进展情况1、在充分理解工作目的和意义的基础上，查阅有关文献，搜集了相关资料，学习了桥梁顶推施工的理论基础。2、明确研究目的和意义，了解了国内外预应力混凝土连续梁桥研究的现状。3、明确研究内容和技术路线，制定了研究方案、进度计划。4、分析出影响桥梁顶推横向精度控制的原因，并确定可行性。论文后期安排：1、根据前期设计，加强与指导老师和现场人员交流，进一步完善设计。2、确定影响桥梁顶推横向精度控制的主因，并制定改进措施。3、落实改进措施，并监督实施效果，及时总结提高。4、撰写毕业论文，准备毕业答辩。二、指导教师意见按进度计划进行下一阶段论文的撰写，注意论文的逻辑、条理。 指导教师： 贾艳红 2013年 2 月 19日结 题 验 收一、完成日期本论文于2013年5月15日完成。二、完成质量本论文将对桥梁顶推法施工技术概述，详细分析介绍预应力混凝土梁桥顶推法施工横向限位控制因素、主要形成原因，制定科学合理，有针对性的纠偏保证措施，保证了箱梁顶推精确就位。对桥梁顶推法施工提供一些参考和借鉴。完成质量良好。三、存在问题1注意修改论文中的错别字，一定要按标准格式排版。 2注意论文中插图的清晰及标注。四、结论论文结构完整，内容详实，整体达到结题要求，准予结题。可以正式打印上交。根据论文主要内容，及时准备答辩用PPT。指导教师：贾艳红 2013年 5 月 15 日中 文 摘 要大跨度斜连续梁大跨度连续梁顶推施工的设计理论、施工规范、施工控制措施为主的成套顶推技术的日益更新发展为研究背景。为了能够有效保证主梁在整个顶推施工过程中的空间位置精确，通过施工监测与控制，为合理成桥状态提供技术依据。通过关键部位和重要工序的严格监测和控制，准确给定和及时提供反馈信息，优化施工工艺，简化施工流程，确保施工精度，使成桥后的结构线型设计要求。通过对预应力钢筋混凝土箱梁顶推施工影响横向限位精度的“人料机法环”五大因素进行辨识，并通过分析影响因素的原因，确定出主要影响因素，制定科学经济、合理可行的防控措施，并监督实施效果，确保了顶推段箱梁安全顺利就位。本工程自重25000t长212m混凝土箱梁，20天内顶推213m，就位偏差为：前端5mm，后端4mm，小于规范10mm要求，质量合格，确保了下一步挂索施工的顺利进行。并编制了企业预应力连续梁顶推作业要点卡片，通过对顶推施工横向偏差精度要点进行了控制验证，说明该标准化要点控制卡片的科学合理性，具有一定的工程实践指导意义。关键词：箱梁 顶推 横向 控制 AbstractLong span skew continuous girder of large span continuous beam design theory, pushing construction standard, construction control measures increasingly update complete sets of push technology development as the research background. In order to effectively guarantee the girder in the jacking construction process of precise spatial position, by construction monitor and control, and provide technical basis for the reasonable finished bridge state. Through strict monitoring and control of key parts and important step, accurate given and provide timely feedback information, optimize the construction process, simplify the construction process, to ensure the accuracy of the construction, the structure of the linear design requirements of the finished bridge. The prestressed reinforced concrete box girder incremental launching construction of transverse spacing accuracy "man machine ring" five big factors identification, and through the analysis of the reasons influencing factors, the main factors are determined, formulate scientific and economic, reasonable and feasible prevention and control measures, and supervise the implementation effect, to ensure that the push section of box beam safe place. Weight: 25000t long 212m concrete box beam of this project, 20 days to push 213M, position deviation: the front-end 5mm, back-end 4mm, less than the standard 10mm requirements, quality standards, to ensure that the next hanging cable construction smoothly. And the preparation of the pushing operation points card enterprise prestressed continuous beam, the jacking construction of lateral deviation precision points for a control test, the standardization of control card is scientific, engineering practice has a certain guiding significance.Key words: Push the lateral control box girder6目 录中 文 摘 要XIIAbstractXIII1 绪 论11.1 研究背景11.2 研究目的与意义11.3 国内外研究现状11.3.1 国外研究现状11.3.2 国内研究现状21.4 研究内容与技术路线31.4.1 研究内容31.4.2 技术路线32 理论基础42.1 引起桥梁施工误差的主要因素42.2 桥梁施工系统的运行轨迹控制42.2.1 几何（线性、变形）控制42.2.2 应力控制42.2.3 稳定控制52.2.4 安全控制53 实例研究63.1 工程概况63.2 选题理由73.3 设定目标73.4 目标值可行性分析83.5 原因分析83.5.1 影响因素产生的原因分析93.5.2确定要因113.6 结论：114 措施及建议134.1 制定对策134.2 顶推设备手动调节144.3 限位装置易破坏144.4 四氟乙烯板滑块易磨损144.5 顶推工艺复杂，方案技术难度大144.6 监控手段不能反映梁体状态154.7 预制精度不高155 结论165.1 研究成果165.2 顶推施工监控的实践结论165.2.1横向偏差精度控制165.2.2 工程实践指导意义165.3 今后工作的展望165.3.1 箱梁预制方面175.3.2 滑块方面175.3.3 纠偏方面175.3.4顶推段箱梁设置的后导梁很有必要。17参 考 文 献181 绪 论1.1 研究背景目前，对直桥的顶推施工已是比较成熟的桥梁施工方法，但大跨度斜连续梁桥以及曲线梁桥、坡桥等适合在山区、公铁立交等修建的桥梁顶推施工还有许多技术难题需要解决。因此有必要对大跨度连续梁桥的顶推施工开展系统的研究，形成大跨度连续梁顶推施工的设计理论、施工规范、施工控制措施为主的成套顶推技术，使顶推法施工技术处于领先水平，提高高等级桥梁的修筑技术水平。1要完整文章毕业论文的+扣扣：（1499-0883-24）去掉中间的横线1.2 研究目的与意义桥梁顶推施工过程，就是桥梁上部结构的结构体系和位置不断变化的过程，主梁各个位置的约束条件与内力、变形不断地变化。为了能够有效保证主梁在整个顶推施工过程中的空间位置精确，就必须进行专项控制。（1）通过施工监测与控制，为合理成桥状态提供技术依据。通过关键部位和重要工序的严格监测和控制，准确给定和及时提供反馈信息，优化施工工艺，简化施工流程，确保施工精度，使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。（2） 借助现代测试技术，对实际箱梁结构进行测试，分析测试顶推中诸多影响因素，能掌握实际结构空间位置的真实状态；通过结构位置分析；发现可能出现偏差的情形，对那些偏差超差或薄弱环节采取补救措施，防患于未然。（3） 收集施工和成桥试验全过程的信息，为桥梁结构上跨顶推施工总结经验。（4）确保施工过程中桥梁结构的强度和稳定性，加快顶推施工进度，实现顶推段主梁空间位置精确就位。2为此需要在现有预应力连续箱梁顶推施工技术的基础上，对曲线、坡度连续梁桥顶推过程的横向限位精度控制的问题进行系统研究，确保预应力连续箱梁顶推就位轴线偏差符合规范要求。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状首次将顶推法用于预应力混凝土连续梁桥架设施工的是联邦德国的莱昂哈特博士和鲍尔教授。1959年，前联邦德国的莱昂哈特（Leonhardt）教授在建造奥地利的阿格尔 (Ager) 桥时首次使用了顶推施工法。1961年，莱昂哈特博士又设计了卡罗尼桥。此时已经形成了我们今天整体顶推施工技术的雏形。3随着顶推技术的不断发展，其在桥梁施工中的应用也越来越普遍了。经过几十年的发展，顶推施工技术在不断地进步；由原来的单点顶推变成了今天的多点顶推；由原来的背后顶变为今天的梁底拖；由过去的间断顶推发展为今天的连续顶推。由间断顶推到连续顶推这一变化是顶推法的一个重大技术革新，它使得顶推施工过程中墩柱的安全系数大大增加了，从而使得顶推法的应用范围也变得更为宽广。法国格莱奈特（Grenette）桥位于地中海高速铁路线上，为预应力混凝土连续箱梁桥，全长947m,桥跨布置为（2×41476×53m）53m (6×53472×41) m,采用的就是顶推法施工的。41.3.2 国内研究现状顶推法在我国也得到了广泛的应用，顶推施工技术水平不断提高。1977年，在西延铁路狄家河大桥上首次采用了顶推法来进行施工，接着广东万江公路桥又顺利顶推成功。进入20世纪90年代后，铁路桥和公路桥的顶推施工均出现了新的飞跃发展势头。据不完全统计，至1994年底，采用顶推法施工的已经完工和正在施工的铁路、公路预应力混凝土连续梁桥已达30多座。顶推施工技术在我国不断发展并日趋完善，除直线梁顶推施工外，还完成了变高度预应力混凝土箱梁的顶推，扩大了顶推施工的应用范围；从使用单块由人工续进滑块的间断顶推，发展到使用自动连续滑道的连续顶推，解决了顶推过程中由于动静摩擦的变化而引起的梁体爬行；在顶推施工工程中，通过使用临时预应力束增加梁体混凝土中压应力储备，解决了顶进过程中截面因受反复弯矩而引起的梁体混凝土开裂的问题。随着顶推设备的不断完善和顶推施工技术的不断进步，顶推法将会越来越多地应用到我国的桥梁建设中。5广东九江大桥（1985-1988）全长1860m，其通航孔为2×160m独塔斜拉桥。两边分别为（4013×60m）和（6×5040m）顶推连续梁，创造了中国桥梁水中顶推1030m最长记录。在而后的长沙湘江大桥、株洲湘江大桥、沅陵大桥等城市桥梁得到推广应用。千米顶推的实施成功，掀起了二十世纪90年代我国连续梁顶推工艺发展的新高潮。61.4 研究内容与技术路线1.4.1 研究内容本文以京新高速公路上地斜拉桥为工程背景，对预应力钢筋混凝土箱梁顶推施工影响横向限位精度的“人料机法环”五大因素辨识，并通过分析影响因素的原因，确定出主要影响因素，制定科学经济、合理可行的防控措施，并监督实施效果，确保了顶推段箱梁安全顺利就位，顶推就位轴线偏差7mm。要完整文章毕业论文的+扣扣：（1499-0883-24）去掉中间的横线本论文重点研究了：(1)对影响顶推横向限位就位精度的人员方面的原因，进行调查了解，总结归纳出3个影响因素：施工管理人员责任心、管理分工、工人操作。(2)对影响顶推横向限位就位精度的机械设备方面的原因，进行调查了解，总结归纳出3个影响因素：机械设备；控制系统；测量设备。(3)对影响顶推横向限位就位精度的材料方面的原因，进行调查了解，总结归纳出4个影响因素：滑道变形、限位纠偏装置变形、临时墩破坏、滑块破坏。 (4)对影响顶推横向限位就位精度的施工方法方面的原因，进行调查了解，总结归纳出4个影响因素：单点曲线上坡顶推工艺复杂、滑道制作平整度、前导梁长度、监控手段。(5)对影响顶推横向限位就位精度的作业环境方面的原因，进行调查了解，总结归纳出3个影响因素：顶推箱梁预制精度、上跨城铁、国铁顶推要点、顶推时间全部为夜间施工。通过对分析出造成影响因素形成的原因，进一步确认要因及影响后果，制定相应的对策，消除或减小对顶推横向精度的影响。71.4.2 技术路线本论文采用调查研究、理论分析和依托工程验证的技术路线。技术路线归纳为：现场调研与资料查询选题研究设定目标目标值可行性分析原因分析确定要因制定对策效果检查制定巩固措施总结评价。要完整文章毕业论文的+扣扣：（1499-0883-24）去掉中间的横线5 结论5.1 研究成果预应力混凝土箱梁顶推过程横向限位精度的控制研究，通过对顶推方案进行了优化，对设备、滑道、临时墩、纠偏限位装置、滑块等关键结构进行了改进，为顶推的顺利打下了良好的基础。本工程自重25000t长212m混凝土箱梁，20天内顶推213m，就位偏差为：前端向外7mm，后端向内4mm，确保了下一步挂索施工的顺利进行。5.2 顶推施工监控的实践结论在本文中，作者通过对预应力混凝土连续梁桥的顶推法施工横向限位纠偏的分析，结合京包高速公路（五环路六环路段）工程上地铁路分离式立交桥顶推施工监控的实践，得出以下的结论：5.2.1横向偏差精度控制随着京包高速公路（五环路六环路段）工程上地铁路分离式立交桥顶推施工的不断进行，结构的坐标以及支承条件均不断变化。在施工监控工作中，分析了横向偏差的影响因素和各种要因问题的处理方法，顶推施工横向偏差精度控制取得了较好的实际效果。5.2.2 工程实践指导意义在京包高速公路（五环路六环路段）工程上地铁路分离式立交桥的顶推施工中，重点分析了影响顶推误差产生的原因，进行进行分析和论证其对梁体顶推误差的影响，编制了企业预应力连续梁顶推作业要点卡片。通过对顶推施工横向偏差精度要点进行了控制验证，说明该标准化要点控制卡片的科学合理性，具有一定的工程实践指导意义。5.3 今后工作的展望为了使顶推施工质量水平稳步提高，将活动的经验加以整理归纳，作为以后类似工程施工的依据。虽然正式顶推之前，虽然做了大量的验证和分析，可是终究实体重量大，有些情况在实体试验时不能正确反应，顶推时又发现了一些问题，我们根据现场实际的情况立即分析并调整解决。今后工作的展望：5.3.1 箱梁预制方面预制时，滑道处梁底不一定要很光滑但是平整度是必须的。滑块处上方不用再铺1cm的钢板。 5.3.2 滑块方面滑块前端的倾斜角不能太小，至少要有10cm以上，便于填塞。在滑块和不锈钢板的接触面涂抹的硅脂油不宜过多，必要时准备黄土，保障滑块的跟进。涂油不要在滑块的破口上，有利于滑块的跟进，应涂在平直段上。由于箱梁自重大，同时运行轨迹为曲线，所以滑块比预计的耗费量还要大。同时由于箱梁前端导梁的影响，钢导梁和混凝土梁结合处需准备1cm、5mm的四氟乙烯板结合使用。5.3.3 纠偏方面纠偏限位千斤顶的使用不是很方便，限位钢滚轴加楔形钢垫板的组合效果更加明显且更加方便操作。要完整文章毕业论文的+扣扣：（1499-0883-24）去掉中间的横线参 考 文 献1 徐君兰、项海帆，大跨度桥梁施工控制，人民交通出版社，2010年2 杨沪湘、陈湘林，预应力连续梁顶推技术，公路；2011年3月3 张晓东，桥梁顶推施工技术，公路，2012年9月4 钟启宾，我国连续顶推技术的最新发展情况，桥梁建设，2011年5 秦卫雄，连续箱梁顶推法施工工艺，湖南交通科技，2012年6 向中富，桥梁施工控制技术，人民交通出版社，2010年7 刘翠云、董传洲，国外预应力混凝土连续梁桥发展和施工技术，世界桥梁，2011年8 赵志平，桥梁顶推施工的精度探讨，桥梁建设，2010年