施工监控实施方案.docx
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施工监控实施方案
跨青岛南路特大桥连续梁
（60m+100m+60m）
监控实施方案
山东广信工程试验检测有限公司
二0一二年九月
1.施工监控总则
2.工程概况
3.编制依据及计算分析软件
3.1施工监控依据
3.2施工监控软件
4.施工控制结构分析
4.1
4.2
4.3
施工监控分析计算方法
4.1.1施工控制计算考虑的主要因素
4.1.2施工监控分析方法
立模标高计算
参数识别与误差分析
5施工监控实施细则
5.1
施工线形监控
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
箱梁施工测量网的建立.....
基准点和梁段测点的埋设..箱梁悬浇施工控制测量工作箱梁体系转换及合龙的监测影响箱梁挠度变形的因素处理
5.2
5.3
施工倾覆力矩监测
温度测量
6.现场监测数据管理
7.监控组织机构、
工作流程及安全事项
10
4
4
7
.8
.8
...9
10
11
12
7.1监控组织机构
7.2监控组织机构
7.3安全注意事项
12
12
14
&施工监控的精度及控制目标
14
9.施工监控人员设备
14
附表:
16
1.施工监控总则
对大型桥梁而言，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于
科学合理的施工方法。
如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的内力状态和
几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。
施工监控的目的就是通过在施工过程中
对桥梁结构进行实时监测，根据监测结果，评估各主要施工阶段主要构件的变形及应力变
化状态是否符合设计要求，判断施工过程是否安全，结构是否正常工作；而当出现较大
误差时，应对结构进行误差调整，并对设计的施工过程进行重新安排，从而保证桥梁建成
时最大可能地接近理想设计状态，同时也确保施工期间的结构安全、施工质量和施工工期。
连续梁桥的施工监控一般有三个方面的主要任务，一是使结构在建成时达到设计所希望的几何形状，二是使结构在建成时达到合理的内力状态，三是在施工过程中保
证结构的安
全。
由于连续梁桥是多次超静定结构，施工过程中箱梁中实际结构尺寸的变化、
临时施工荷
载的施加，混凝土的弹性模量、收缩徐变，预应力张拉力施加的时间、大小与
损失情况对
结构的总体受力和成桥线形有很大影响，因此，在施工中如何根据各施工段的实际龄期考
虑混凝土收缩、徐变，考虑实桥混凝土取样的实测弹性模量、成桥实际几何尺寸等的现场
信息反馈来确定相关参数，使计算状态尽可能与实际相符，达到
'自适应’状态，确保桥
梁总体受力和成桥线形是悬臂施工连续梁桥施工监控的主要任务。
根据以往这类桥梁施工控制的经验，连续箱梁桥施工误差主要出现在以下几个方面:
①混凝土材料的容重、弹性模量因混凝土配合比不同而异;
2环境温度、日照及空气相对湿度的影响；
3悬臂施工挂篮作用在箱梁上的反力、施工荷载等;
4施工时因模板变形等原因造成的梁段自重变化;
5混凝土收缩、徐变变形复杂性的变形差异；
⑥各梁段预应力的实际张拉力与理论值之间的差异等;
7预应力的松弛、徐变分析的不确定性;
8上部结构合龙顺序的变化。
2•工程概况
跨青岛南路特大桥桥梁中心桩号DK27軒475.15m,桥长2783.19m,该桥位于威海市精区市郊，从小里程到达里程依次跨越珠海路、天东河、青岛南路、博通路、荣成路，该桥桥址区表覆第四系全新统人工堆积层，其下为第四系全新统冲洪基层粉质粘土、细砂、中砂、粗砂、细角砾组成下伏基岩为晚元古代花岗岩，桥址下水类型为基岩裂隙水。
跨青岛南路连续梁（60m+100m+60m下部结构为钻孔灌注桩（摩擦桩），墩台为双线园段型实心桥墩，墩台承台基础采用放坡开挖。
现浇连续梁梁底采用二次抛物线变化，截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式,箱梁顶宽12.2m，底宽6.7m，顶板厚度除梁段附近为65cm外，其余为40cm腹板厚度60〜100cm变化，全联在支点处设置5道横隔梁。
本桥采用挂篮施工，0号块、直线段（15号块）采用支架法施工，采用为先边跨、后中跨的合龙顺序。
3.编制依据及计算分析软件
3.1施工监控依据
《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）
《铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）
《高速铁路桥涵施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）
结合工程所在地实际情况
3.2施工监控软件
（1）桥梁博士V3.03（平面杆系有限兀分析）
IIJIIIIILIL1
MillII
图3-1全桥平面杆系有限元分析模型示意图
（2）MIDAS/Civil2006（计算校核）
4.施工控制结构分析
4.1施工监控分析计算方法
4.1.1施工控制计算考虑的主要因素
1）施工方案与施工荷载
由于预应力混凝土连续箱梁桥的恒载内力与施工方法和架设程序密切相关，施工控制计算前首先对施工方法和架设程序作较为深入的研究，并对主梁架设期间的施工荷载给出一个较为精确的数值。
2）预加应力
预加应力直接影响结构的受力与变形，施工控制中将在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度。
3）混凝土收缩徐变
计算时，计入混凝土收缩徐变的影响。
4）温度
温度对结构的影响是复杂的，对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在测中采取一些措施如指定观测时间和建立误差分析方法等予以消除，减小其影响。
5）几何非线性影响
在施工控制计算中将考虑几何非线性的影响。
6）施工进度
施工计算将按实际的施工进度分别考虑各个部分的混凝土收缩徐变变形。
4.1.2施工监控分析方法
桥梁施工控制经过最近十多年的发展，形成了一定理论方法。
目前我公司在施工控制
方面，主要采用自适应控制的思路。
当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到参数辩识系统中自动调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算调整各施工阶段的理想状态。
这样，经过几个工况的反复辨识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。
因此，施工控制是一个施工f量测f识别f修正f预告f施工的循环过程。
1）前进分析
按设计状态，根据预定的施工速度和施工程序，获得每阶段的内力和挠度以及最成桥状态的内力和挠度。
2）倒退分析
按设计状态，根据规定的施工程序，获得每阶段的内力、挠度并根据前进分析结计算出收缩徐变对内力、挠度的影响量，并确定各施工阶段的立模标高。
每一节段分4阶段完成：
挂篮就位和立模f混凝土浇筑f张拉预应力及拆模f挂篮前移。
3）实时跟踪分析
根据实测数据，用自适应优化控制法计算出各阶段的实际状态，得出下一步施工测值和最优调整方案。
4）标高的预测报警
根据实测数据，绘制各节段在各阶段施工时的标高曲线，在施工过程中将实测曲
逐步绘到同一张纸上，分析吻合程度和变化趋势，作为指导下一步施工依据，如有意外及时采取措施。
4.2立模标高计算
在主梁的挂篮现浇施工过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否
平顺、是否符合设计的一个重要问题。
如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际,而且加以正确的控制，贝愎终桥面线形较为良好；如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。
立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形（挠度）。
其计算公式如下:
H=Ho+fi+fiy+f挂篮+fx+fP/2
式中：
Hi为待浇筑段主梁前端底模标高；
H为设计标高；
fi为本施工节段以及后续浇筑各段自身静载对该点标高的影响值
fiy为本节段和后续节段纵向预应力束张拉后对该点标高的影响值
f挂篮为本节段的挂篮变形值；
fx为徐变、收缩、温度、体系转换、二期恒载、施工荷载对该点标高的影响值
fp为1/2静活载作用下产生的下挠值。
其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘出挂篮荷载一挠度曲线，进行内插而得。
经参数修正的计算模型与已施工完的阶段状态一致，但在下一阶段，预测值与实际值不定相符，所以每一个施工阶段均进行参数识别与误差分析，防止误差偏大。
4.3参数识别与误差分析
按照自适应控制思路，采用最小二乘法进行参数识别的误差分析方法。
当结构测量到的状态与模型计算不相符时，通过将误差输入到参数辩识算法中去调整计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量的结果一致。
得到了修正的计算模型后重新计算各施工阶段的理想状态。
这样，经过几个工况的反复识别后，计算模型基本上与实际结构一致，在此基础上可以对施工状态进行控制。
在实际施工过程中的参数识别应该采用理论分析与试验测试相结合的方法，才能更准确、更迅速的识别参数误差。
对各参数误差进行敏感性分析，初步选定待识别的主要参数如下:
1）梁段自重，为各施工梁段的重量，混凝土浇筑超方和欠方的影响。
2）结构刚度，包括所有单元的EI，EA.
3）
混凝土收缩徐变，主要是计算模型的各项参数。
4）
温度，为各施工状态下结构中温度场的分布情况。
5）
6）
预应力，主要为预应力有效值计算中的各个参数。
施工荷载，为各个施工状态施工临时荷载的施加、移动和去掉等情况。
对于标高测量结果存在的误差，使用最小二乘法拟合成平滑曲线，将曲线上的数据作为结构
测量状态参数识别和误差分析。
5施工监控实施细则
5.1施工线形监控
5.1.1箱梁施工测量网的建立
为预应力混凝土箱梁悬臂浇筑施工服务的测量控制网应一次建立在各墩的承台上，而后
再根据施工的进度安排将承台上的控制点转移到各自的0号块上。
平面控制网由桥面中轴线组成，控制网可借助已建立的施工控制网。
平面控制网采用高精度全站仪建立。
高程控制网依托已建立的控制网点，采用二等水准测量的方法，变换仪器高法，先在各
桥墩承台上各设一个高程控制点，待箱梁0号块竣工后，用水准仪加悬挂钢尺的方法移至0号块顶面上或用全站仪建立。
0号块上的水准点即为箱梁悬臂浇筑施工的高程控制点。
各墩
上0号块箱梁顶面布置11个施工控制基准点，如图
平面布置示意
5-1。
横断面布置示意
（单位：
cm）
1図
1OQ
中各点均为箱梁各悬浇节段高程观测的基准点。
各墩上0号块箱梁顶面的施工控制基准点位置按图5-1严格定位。
各点位置及各点间距离如图5-1所示值相差不得超过±10毫米。
在箱梁悬臂施工中，对于高程控制的基准点，在下述情况下应进行复测:
1结构受力体系转换后;
2墩基础发生较大沉降变化时；
3施工控制组经分析后认为有必要进行复测时;
④施工进行三个月后。
基准点的复测工作要求参照有关条款执行。
5.1.2基准点和梁段测点的埋设
（1）箱梁的0号块基准点布置见图5-1示。
中心基准点标志可用16毫米直径螺纹钢筋制作。
钢筋露出顶面混凝土2厘米，露出端上部加工磨圆并涂上红漆。
（2）
5-2。
箱梁的各悬臂施工梁段的测点布置见图
1W严
~~I,3.4厂
每个悬浇箱梁节段在顶板上各设5个高程观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时
可以观察箱梁是否发生扭转变形。
5个高程观测点以箱梁中线为准对称布置，测点离节段前端面20厘米处。
标高测点设置后，要准确地建立该断面梁底高程的关系，测量成果以梁
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