十九联连续刚构桥施工监控方案.docx
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十九联连续刚构桥施工监控方案
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广深沿江高速公路（深圳段）项目
路基桥涵工程第3合同段
西乡互通主线第十九联
连续刚构桥施工监控方案
施工单位：
广东省长大公路工程有限公司
编制时间：
二〇一〇年十月
广深沿江高速公路（深圳段）项目
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广深沿江高速公路（深圳段）项目
路基桥涵工程第3合同段
西乡互通主线第十九联
连续刚构桥施工监控方案
施工单位：
广东省长大公路工程有限公司
编制时间：
二〇一〇年十月
广深沿江高速公路（深圳段）项目
路基桥涵工程第3合同段
西乡互通主线第十九联
连续刚构桥施工监控方案
编制：
复核：
审核：
项目经理：
施工单位：
广东省长大公路工程有限公司
编制时间：
二〇一〇年九月
1、工程概况
西乡互通主线桥跨西乡大道的19联上部结构为35m+60m+35m连续刚构箱梁，起讫桩号为K80+8.000-K80+138.000，采用双幅单箱双室变高度预应力混凝土箱梁，箱梁顶宽19.65m，底板宽10.35～11.564m，悬臂长3.65m，跨中梁高1.8m，支点处梁高3.5m，梁底曲线按1.8次抛物线变化，顶板厚28cm，底板厚30～60cm，腹板厚45～55cm。
跨中桥面宽度40.5m。
图1.1桥型总布置图
西乡互通主线桥第十九联连续刚构桥上部箱梁的两个主墩“T”构同时施工，箱梁总体施工顺序为：
1）墩顶0号梁段施工，采用落地支架现浇施工；
2）1-6号梁段对称悬臂施工，采用移动支架对称浇注施工;
3）边跨现浇段8号梁段及边跨合龙段7号梁段施工，8号梁采用落地式支架现浇施工，7号边跨合龙段采用吊架浇注施工；
4）中跨合龙段9号梁段施工，采用吊架浇注施工。
2、编制依据
1）交通部部颁标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
2）交通部部颁标准《公路工程质量检验评定标准》（JTJF81/1-2004）；
3）交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
4）交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
5）交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。
6）江苏省交通规划设计有限公司《西乡互通主线桥第十九联连续刚构桥施工图设计》；
7）广东省长大公路工程有限公司《西乡互通主线桥第十九联连续刚构箱梁施工方案》。
3、人员组织
在项目总体组织机构下，另成立专门的监控小组。
小组组长由项目总工担任，工程部技术员及测量组、质检部、安全部对具体的监控负责，专业队落实具体的施工。
总工室
工程部
测量组
二工区
质检部
安全部
4、拟投入的监控设备
序号
名称
型号
功能
精度
数量
产地
1
全站仪
GTS-722
箱梁高程轴线和里程测量，桥墩偏位测量
测距精度：
1mm+1ppm
1
TOPCON（拓普康）
2
精密水准仪
TrimbleDINI
高程测量
基础沉降测量
0.3mm
1
Trimle
5、施工监控概述
5.1施工监控的必要性
西乡互通主线桥第十九联连续刚构桥为超静定结构，原设计为挂篮施工，现变更为台车支架辅助施工。
在整个施工过程中，虽然可以采用各种分析方法计算出各施工阶段的预抛高、预应力张拉力等，但在实际施工过程中，由于施工条件的变化、计算模型误差、混凝土收缩徐变、混凝土方量控制、施工临时荷载、支架定位及变形、预应力束张拉力偏差、量测误差和环境干扰等因素必将使结构实际状态偏离设计状态。
如不及时有效地对系统加以控制和调整，随着主梁悬臂施工长度的增加，线形可能会显著偏离设计目标，因此在主桥施工过程中需进行严格的施工监控。
5.2施工监控目的
为了确保主桥在施工过程中结构受力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后的主梁线形符合设计要求，结构恒载内力状态接近设计期望，在主桥施工过程中必须进行严格的施工监控。
对于分节段浇筑施工的预应力混凝土连续刚构桥来说，施工监控就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个后续浇筑节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一节段的立模标高进行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、合龙段两侧悬臂端标高的相对偏差不大于规定值，结构内力状态符合设计要求。
通过对施工过程的数据采集和严格控制，确保结构的安全和稳定，保证结构的受力合理和线型平顺，避免施工差错，尽可能减少调整工作量，为大桥安全顺利建成提供技术保障。
具体体现在以下几个方面：
1）根据最新颁布的公路桥涵设计规范进行结构验算。
2）对施工方案进行模拟分析，对其可行性做出评价，并提出合理建议。
3）实时监测结构的线形，提供安全预警。
4）提出施工调整值，确保结构应力、线形符合设计要求。
5）协助各方对工程建设提出合理建议；
6）施工监控成果可为桥梁交竣工验收提供重要依据。
7）验证桥梁结构设计与施工分析理论，积累一线科学数据。
5.3施工监控原则
施工监控是要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。
线形要求：
线型主要是主梁的标高。
成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高要满足设计标高的要求。
调控手段：
由于分节段施工属于典型的自架设施工方法，在施工过程中的已成结构（节段）状态是无法事后调整的，因此施工监控时要采用预测控制法。
对于主梁内力（或应力）的调整，只能通过严格控制预应力束张拉力的大小来实现；对于主梁线形的调整，调整每个浇筑节段立模标高是最直接的手段。
将参数误差以及其他因素引起的主梁标高的变化通过立模标高的调整予以修正。
5.4施工监控方法
连续刚构桥施工过程的影响参数较多。
如：
结构刚度、梁段的重量、施工荷载、砼的收缩徐变、温度和预应力等。
在进行施工监控理论计算时，都假定这些参数值为理想值。
为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，我们在施工过程中对这些参数进行识别和预测。
对于重大的设计参数误差，提请设计方进行理论设计值的修改，对于常规的参数误差，通过优化进行调整。
1）设计参数识别
通过在典型施工状态下对状态变量（位移）实测值与理论值的比较，以及设计参数影响分析，识别出设计参数误差量。
2）设计参数预测
根据已施工梁段设计参数误差量，采用合适的预测方法（如灰色模型等）预测未来梁段的设计参数可能误差量。
3）优化调整
施工控制主要以控制主梁标高、控制截面弯矩为主，优化调整也就以这些因素建立控制目标函数（和约束条件）。
通过设计参数误差对桥梁变形和受力的影响分析。
应用优化方法（如采用加权最小二乘法、线性规划法等），调整本梁段与未来梁段的定位标高，使成桥状态最大限度地接近理想设计成桥状态，并且保证施工过程中受力安全。
西乡互通主线桥第十九联连续刚构桥施工控制流程见图3.1。
图3.1本桥施工控制流程图
6、施工监控工作的主要内容
6.1施工监控相关资料的收集
1）混凝土龄期为3、7、14、28、90天的弹性模量试验以及按规定要求的强度实验；钢筋混凝土容重。
2）气候资料：
晴雨、气温、风向、风速。
3）实际工期与未来进度安排。
4）在施工监控过程中还应考虑主梁施工过程中堆放时间较长的各种材料，机具等的影响，作为临时荷载考虑。
需要施工单位提供的临时荷载有：
⑴须及时提供施工机具、人员的重量及变化情况；
⑵一般应禁止在桥面堆放大量材料，如施工确实需要则须将放材料的重量、位置、时间等情况及时通告监控组；
⑶合龙前悬臂端压重的设置及拆除情况等；
根据设计要求及监控需要，施工单位应对以上参数进行测定或核定提交给设计单位，以修正梁段拼装线形，为保证该桥成桥后满足设计要求奠定基础。
以上监控有关的基础资料、试验数据由施工单位提供，交由监理单位确认。
其中气候资料由监理、施工单位双方确认。
6.2施工监控现场观测内容
为了改善施工过程中的移动支架和混凝土主梁的受力，每个施工阶段对移动支架前移模板定位、混凝土浇注结束、预应力张拉结束3个工况的主梁标高、箱梁轴线偏位，承台沉降。
6.2.1几何线形观测
1）主梁几何线形观测
⑴主梁标高观测
测点布置：
0#梁段布置9个标高测点，1#~6#每个梁段悬臂端布置3个标高测点，合龙段在顺桥向中线处布置3个标高测点。
测点利用预埋与主梁钢筋焊接在一起的短钢筋设置，测点要精确、容易辨认，并用红漆标明测点编号，高程观测点布置如附录一之附图1-附图3所示。
测试方法：
用精密水准仪测量测点标高。
为防止临时基准点点位移动或破坏，须定期对高程基准点及临时水准点进行复核。
其中临时基准点设置在82、85#墩墩顶，其标高通过附近的水准点引测。
⑵主梁中线偏位及里程观测
测点布置：
主梁轴线偏位观测测点布置在桥面中心线上，纵向位置与标高测点相同，布置形式见附录1之附图1-附图3。
测试方法：
使用全站仪测量测点的平面坐标值，即主梁里程和轴线偏位，再与理论值进行比较分析。
2）桥墩偏位观测
测点布置：
在每个桥墩上缘布设测点来控制桥墩偏位，布置形式见附录1之附图5。
测试方法：
采用坐标法，全站仪架设在一已知基准点处，后视基准控制点，再瞄准测点处的棱镜，测出测点的三维坐标。
每一测试工况下的变位即为测试值与初始值的差值。
3）承台沉降观测
测点布置：
每个承台顶面四角各布置一个测点，测点须预埋在承台顶面便于观测且变形较小处，布置形式见附录1之附图4。
测试方法：
用精密水准仪测量测点标高。
6.3误差分析与控制数据调整
施工监控工作的关键在于对采集的状态变量数据进行有效地误差分析，并对后续梁段的施工监控数据作相应的调整，使实际桥梁结构的受力和变形处在理论数据的控制下，不断地沿着理论计算的轨迹使结构达到成桥设计目标。
控制数据的调整则是根据识别后的设计参数按设计预定的施工工序重新计算理论轨迹数据。
因为该桥施工监控以控制主梁标高为主，而影响主梁标高的因素主要有以下几种：
⑴移动支架刚度；⑵梁段自重误差；⑶梁和墩的刚度误差；⑷混凝土收缩徐变；⑸施工临时荷载；⑹温度的影响；⑺预应力误差。
优化调整将以这些因素建立控制目标函数和约束条件，形成新的施工控制数据，为后续的施工提供指导。
7、施工监控实施程序
7.1施工监控操作细则
7.1.1主梁悬臂施工阶段
主梁悬臂施工阶段的测量工作较为繁杂，主梁施工过程中主要是对主梁的结构变形进行监控，其中主梁的结构变形主要测试内容包括：
主梁节段立模标高、混凝土浇筑过程中主梁位移、预应力张拉完成后主梁几何状态。
观测时间一般定在凌晨12点至次日凌晨5点。
7.1.2合龙段施工阶段
合龙段施工是全桥的关键阶段，需对其进行严格的监控，主要内容为合龙段标高。
故分为以下三个工况：
工况Ⅰ：
安装合龙段锁定装置；
工况Ⅱ：
合龙段混凝土浇筑完成；
工况Ⅲ：
拆除合龙段吊架。
操作流程详见施工监控流程图5.1。
图5.1本桥主梁合龙段施工流程图
7.1.3二期恒载施工阶段
本阶段主桥施工已基本完成，主要工作是监测结构的线形变化与理论计算是否相符，本阶段监控工作的主要测试内容为：
1）主梁控制断面的标高；
2）墩顶偏位观测；
3）桥墩沉降观测；
二期恒载节阶段施工完成后，主桥竣工，对全桥进行全面复测，此次复测也作为竣工验收。
主要测试内容与上阶段相同。
7.2阶段施工监控验收
预应力张拉完毕，支架移动前，是悬臂浇筑法施工的连续刚构桥的一个阶段施工结束的标志。
一个梁段完成后，由监控小组汇集所有的观测资料，并下达下一梁段施工监控指令，并对上一梁段的控制情况作简要评述。
指令表经有关方签认后进入下一梁段施工。
连续刚构桥施工3个梁段左右后进行一次施工监控小结，对有关设计参数作一次系统调整。
8、施工监控的精度、原则与总体要求
8.1控制精度和原则
1）控制指令执行原则与允许误差
⑴梁段定位与预应力张拉必须在一天中相对稳定均匀温度场（一般为日出前）中完成；
⑵梁段定位标高允许误差：
（+/-）5毫米；
⑶预应力延伸量控制范围：
（-5%，+10%）。
2）局部线形控制要求
相邻节段相对标高误差不超过0.3%（附加纵坡）。
3）已浇梁段以及成桥后主梁系统控制误差
标高误差：
（+/-）L/5000，其中L为跨径。
4）主梁重量控制要求
按施工规程要求对主梁截面尺寸的误差严格控制。
5）主墩控制精度
施工允许误差：
轴线偏位（+/-）10mm，断面尺寸（+/-）20mm，倾斜度H/3000且不大于20mm，墩顶高程允许偏差（+/-）10mm。
6）其他
⑴主梁轴线：
主梁中线水平方向允许偏差（+/-）L/10000，高程允许偏差（+/-）L/6000；
⑵桥面平整度：
允许偏差（+/-）8mm（两米直尺检测）。
⑶梁段不得出现裂缝；
⑷其它指标均不得低于有关施工、验收规范、标准要求。
8.2实施中的总体要求
⑴严格控制施工临时荷载。
测量时桥面吊车（若有）必须开至0#梁段位置，材料堆放要求定点、定量。
⑵测量工作由施工方进行，同时由监理方进行复核，以便于在现场及时校对。
⑶所有观测记录须注明工况（施工状态）、日期、时间、天气、气温、桥面特殊施工荷载和其他突变因素。
⑷每一施工工况完成后，由有关方进行测试，确认测量结果无误后方可进行下一工况的施工。
⑸主梁梁段立模和预应力张拉前后的几何线形测量和应变测试工作必须回避日照温差的影响。
⑹预应力张拉结束、移动支架前移后，有关方把数据汇总至监控小组，由监控小组进行数据分析后，下达下一梁段的监控指令。
⑺监控指令经有关方签认后方可执行，才能进行下一梁段的施工。
8.3施工监控预警系统
通过对连续刚构桥修建过程中的每一施工阶段的仿真分析和计算，可以求每一施工阶段施工监控参数的理论值，从而可以确定相关控制参数从施工开始直至全桥竣工时的理论参考轨迹。
而实际施工中，由于各种因素的影响，施工监控参数实测值与理论值会产生差异，通过有效的施工监控，这种差异不会很大，但考虑到某些非确定因素的影响，确定差值的上限，对保证全桥结构安全、控制效果及施工监控的顺利进行时十分必要的。
西乡互通主线桥第十九联连续刚构桥的相关施工监控参数及其在各个施工阶段差值限值见下表6.1。
表6.1施工监控参数误差限值表
结构部位
控制参数
单位
上限
梁段标高
cm
±L/6000
同一断面左右两点高差（不含横坡）
cm
±2
轴线偏差
cm
±L/10000
里程偏差
cm
±2
主墩
水平变位
cm
±3
高程
cm
±2
承台
沉降
cm
0.5
在施工过程中，施工监控参数实测值与理论值偏差如大于表中上限值时，应立即暂停施工，召开施工监控工作小组会议，各方应积极配合监控方，仔细分析情况，查找原因，确定最终解决方案。
9、质量保证体系与措施
9.1建立健全质量保证体系
成立以项目负责人为组长的全面质量管理领导小组，副组长由工地负责人和技术负责人组成，组员由项目参加人员组成。
质量保证体系框图见以下图8.1。
图8.1质量保证体系框图
9.2组织保证体系
按照质量责任制的原则，建立项目负责人、工区项目负责人、施工处技术负责人、监控小组等各级组织体系，并建立与各级责权利相统一的运行机制。
图8.2组织保证体系框图
9.3制度保证体系
1）岗位责任制度
将质量管理目标分解细化，实施岗位责任制。
确保技术到位，责任到人。
1、工区项目负责人
①负责本项目质量计划的实施，组织制定本项目各种质量管理办法。
②负责本项目的组织分工，明确人员职责，发挥广大员工的积极性；负责本项目员工的质量教育和培训。
③主持对项目质量计划执行情况的检查，及时解决质保体系运行中的问题。
④组织实施不合格项的纠正和落实预防措施。
主持召开本项目质量工作会议，积极开展各项管理活动，保证实现项目质量目标。
⑤配合内、外部质量体系审核，对审核中发生的不合格项及时采取纠正措施。
⑥认真贯彻落实上级管理评审纪要／决议。
⑦根据项目分工，由工区项目负责人分管质量部门的质量计划的落实情况。
负责了解和掌握分管部门职能的实施情况，负责检查本项目质量计划在职责范围内的实施效果，对质量体系运行状况提出改进意见。
2、施工处项目技术负责人
①贯彻执行有关技术管理规定，组织实施项目部规定的技术措施，组织制定本项目有关质量管理办法。
负责组织实施性施工监控技术文件的编制，确定本项目的特殊过程和关键过程，组织制订特殊控制措施，并确定作业指导书的编写，指导监控技术人员做好质量记录。
②负责项目质量体系的有效运行，对施工监控过程中产生的问题进行处理，制定并组织实施纠正和预防措施。
③积极配合内、外质量体系审核，负责审核中不合格项纠正措施的落实。
④负责本项目技术、质量管理等人员素质的培养，监督检查其履行职责。
⑷监控小组
①计算编写实施性施工监控技术文件。
②负责监控方案的实施，对有关问题进行分析处理。
③负责规范、标准、技术文件和资料日常管理。
④负责本项目有关资料、记录的填写、收集和汇总工作。
2）设备仪器、材料管理制度
⑴根据施工计划，设备、材料用量要满足施工要求，应在开工前提前做好设备、材料的采购工作。
所有的仪器设备、材料生产厂家必须具有质量保证体系，进场前必须经抽样检验合格，并在进料全过程中，由验收人员进行质量检验。
严把质量关，杜绝不合格产品用于工程中。
⑵加强设备、材料的管理。
经常进行监控仪器设备的标定、材料的检验，确保设备的使用性能、仪器的精度满足施工监控要求以及确保合格的材料用于工程中。
杜绝由设备、仪器和材料原因而引起的工程质量事故。
现场设备、材料的摆放要整齐划一、分门别类，堆码有序，不得出现混乱、杂乱无章的现象，避免误用设备、材料而导致影响工程质量情况的发生。
3）文件和资料管理制度
⑴本项目文件和资料的控制执行按有关的规定，保证施工监控过程中使用有效的文件和资料。
⑵对一般管理性文件由技术负责人负责管理；对上级、外来或本部制定的技术文件和与质量管理有关的文件、资料、图纸、规范、规程、标准、质量记录等由监控技术人员负责统一管理；
⑶本项目部使用的各类文件要及时进行编号，并对“作废”文件按有关规定进行处理。
⑷现场使用的设计图、定型图等均经文件和资料保管人员检验。
保证持有效版本。
⑸甲方、设计单位发来的变更设计图纸、文件等，由项目技术负责人负责通知每一个有关人员。
⑹向甲方、监理、设计等单位和本项目部上报的文件和资料由项目负责人审批和签发。
4）质量管理制度
⑴施工准备阶段的质量控制
①图纸会审。
对设计图纸认真审核，弄清设计意图，对图纸不明确的地方及时请教设计单位，予以澄清。
②施工监控技术文件的制定。
施工监控方案和施工监控仿真计算书是指导施工监控的全面性技术文件，控制方法的正确性以及控制计算的准确性是影响工程质量的重要因素。
在工作中要严格执行技术复核制度，需对计算结果、控制方案进行多次审查核实，并做好开工前的各项技术交底工作。
③根据施工监控的特点，制定施工监控质量预防措施，消除施工监控过程中潜在的不合格因素，消除质量通病。
⑵施工阶段的质量控制
①严格做好技术交底。
包括施工监控方案技术交底，没有技术交底的项目不得开工。
②选派责任心强的技术人员，加强对整个工程的施工监控，严格执行质量管理制度。
③严格按规定做好各项监控工作，建立健全自检体系，坚持复核制度。
④要保证仪器设备的准确性。
对各类仪器按期进行检查、维修和保养，保证仪器的精度和准确性，使其满足施工需要。
⑤如出现质量事故，由技术负责人组织有关人员对事故原因进行分析，提出缺陷修复方案和质量整改措施，报监理工程师批准后实施。
对事故责任者将予以经济处罚，通报批评，直至限令其离开工地，以杜绝类似事故的再次发生。
⑥服从业主、监理单位、设计单位的检查、指导和监督，虚心接受他们提出的改进意见，积极与建设、设计、监理单位搞好配合工作。
根据合同条款的要求，在监理工程师的监督和指导下施工，并如实地向监理工程师汇报工程进度和质量情况。
⑦建立工程监控技术档案，做好竣工资料的编制。
平时注意资料的积累，工程竣工时按建设单位的要求，提交竣工文件。
5）教育和培训制度
对进场的全体技术人员进行质量、技术规范化教育，由项目负责人或技术负责人进行培训、授课或技术交底，有计划地提高人员素质，确保工程质量。
9.4技术保证体系
本工程的技术管理除了按管理权限及工作内容进行详细的分解并落实到所有技术管理人员外，我们还将实行如下的管理制度，确保工程质量。
1）施工监控方案审批及技术复核制度
⑴施工监控技术文件由技术负责人组织编写。
施工监控计算采用功能强大、计算结果可靠准确、应用成熟的专业软件。
技术文件的编写实行严格的复核制度。
⑵施工监控技术文件必须在开工前15天上报工地负责人审核。
并报项目负责人审批。
⑶施工监控技术文件必须经监理等各级审批并按审批意见进行修改完善，并经业主批准后方可进行实施。
2）技术、质量交底制度
技术、质量的交底制度是技术管理的一项基本工作，通过技术交底，使得技术工作传递信息时，做到全面、准确。
交底必须采用书面签证和语言表述相结合的形式，具体可分以下几种情况：
⑴实施性施工监控方案编制完毕，并审批后，由项目负责人牵头，技术负责人组织全体人员认真学习方案，并进行技术、质量、安全书面交底，列出监控部位及监控要点。
技术人员必须做到交底不明确不上岗，不签证不上岗。
⑵在施工过程中，所有发生的技术方案、监控成果等在向基层进行信息传达的时候，都必须进行技术交底。
3）技术保证措施
1、监
升级会员 