广珠城际轨道交通工程施工监控实施细则.docx

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广珠城际轨道交通工程施工监控实施细则

广珠城际轨道交通工程ZD-1标金鼎2#特大桥

施工监控实施细则

石家庄铁路学院土木工程分院

广珠城际施工监控组

二零零九年一月

目录

§1工程概况……………………………………………………..1

1.1工程简述……………………………………………......1

1.2金鼎2#特大桥工程概况……………………………......1

§2连续梁桥施工监控系统建立综述……………………….....3

2.1施工监控系统建立的原则与依据………………………….3

2.2连续梁桥施工监控系统的主要内容……………………….6

§3连续梁桥施工监控系统的实施细则………………………….8

3.1连续梁桥现场检测系统的建立细则……………………….8

3.2现场监测的内容及方案…………………………………….8

3.3连续梁桥现场控制分析系统的建立细则………………….13

3.3.1连续梁桥施工控制分析方法…………………………..13

3.3.2主桥结构施工状态的现场模拟分析…………………..15

3.3.3现场测试与现场计算分析调整…………………………16

3.3.4关键部位变形跟踪……………………………………..16

3.4连续梁桥现场监控系统的工作流程……………………….17

3.4.1现场监测系统信息的管理……………………………..17

3.4.2现场计算分析系统信息的管理………………………..18

3.4.3施工状态的预报及综合分析……………………………18

§4连续梁桥施工监控的组织机构………………………………18

4.1施工监控组织机构…………………………………………18

4.1.1施工监控领导小组……………………………….…….18

4.1.2施工监控工作小组……………………………………….19

4.1.3各项要求………………………………………………….20

4.2施工监控人员组成……………………………………….…20

§5连续梁桥施工监控的工作计划……………………………..21

5.1施工监控人员现场服务的时间安排……………………….22

5.2施工监控人员现场主要工作内容………………………….22

附件1…………………………………………………………………23

附件2…………………………………………………………………24

§1工程概况

1.1工程简述

新建铁路广州至珠海城际轨道交通工程为铁道部和广东省联合投资的重点工程项目，该项目贯通线（主线+支线）总长为142.23正线公里。

主线从新广州站引出，经佛山市的顺德区南区穿越中山市，进入珠海市至终点珠海站，里程为DK0+900（新广州站DK2219+558）----DK101+893.72，线路长约116正线公里（含长短链）；支线从中山市小榄站引出，穿过古镇，跨越西江进入江门市至终点江门西站，里程为JDK44+605.2（JDK44+605.20----JDK70+933.44，线路长26.328正线公里。

1.2金鼎2#特大桥工程概况

1.2.1结构型式

广珠城际轨道交通工程金鼎2#特大桥起止里程为DK90+191.85—DK91+244.56，中心里程为DK90+718.21，全桥范围海塘贯连，淤泥较深，地基条件差，于DK90+657.77—DK90+737.77处于广东省规划接伶仃洋大桥道路交叉，斜角角度为70度，以1孔80m梁跨越该路，连续梁采用挂篮施工。

金鼎2#特大桥连续梁桥跨布置为48+80+48m，全长177.2m（含两侧梁段至边支座中心各0.6m）。

防护墙内侧净宽9.1m，桥上人行道栏杆内侧净宽11.4m，梁顶面宽11.6m。

纵坡为DK90+100—DK90+700上坡0.8%，DK90+700—DK+91+400下坡0.2657%。

1.1.2梁体构造

梁体各控制截面梁高分别为：

端支座处及边跨直线段和跨中处为3.20m，中支点处梁高5.30m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=335.871m；桥面组成为道砟槽宽度9.1m，两侧人行道宽度各1.25m。

全桥箱梁顶宽11.6m；边支点处箱梁底宽6.629m，中支点处箱梁底宽5.429m。

箱梁截面为单箱单室斜腹板；腹板斜率为1：

3.5，顶板厚34cm，腹板厚分别为36cm，75cm，底板厚由跨中的39cm按圆曲线变化至中支点梁根部90cm，中支点处加厚到150cm；全桥共设5道横隔梁，分别设于中支点、端支点和中间跨跨中截面。

中支点处设计厚1.5m的横隔梁，边支点处设置厚1.2m的端隔梁，跨中合拢段设置厚0.6m的中横梁。

隔板设有空洞，供检查人员通过。

全桥共分为47个梁段，中支点0号梁段长度11m，一般梁段长度分成3.0m、3.5m和4.0m；合拢段长2.0m，边跨直线段及合拢段共长7.6m，最大悬臂浇筑块重1170.0KN。

1.2.3主要建筑材料

1）混凝土

（1）混凝土：

用C55高性能混凝土，f2=37.0Mpa，f1=3.3Mpa，E2=3.60*10Mpa，防护墙采用C40砼，管道压浆采用水泥浆强度等级不低于M50并添加防锈剂封端采用C50无收缩混凝土。

）2预应力体系

A、纵向、横向预应力体系；预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=195Gpa，公称直径￠j=15.24mm高强度、低松弛钢绞线，波纹管采用金属波纹管，锚具符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/TI143702000）。

B、竖向预应力体系：

竖向预应力采用￠25预应力混凝土用螺纹钢筋，预应力混凝土用螺纹钢筋标准强度fpk=830Mpa、锚下张拉控制预应力为0.9fpk=717Mpa，采用￠内35mm铁皮管制孔。

施工中采用二次张拉工艺，锚固时锚具回缩量不得大于1mm。

1.2.4对线形控制的要求及施工注意事项

1）对线形控制的要求

铺设无砟轨道时，梁体的实测线形与设计线形的偏差：

主拱不大于10mm，下挠不大于20mm。

箱梁顶面的高程误差不大于±20mm。

平整度应小于±1cm。

2）施工注意事项

（1）为减少后期收缩徐变变形，混凝土采用少徐变、抗开裂、外加超细粉煤灰掺合料的高性能混凝土，施工工艺应经过工艺试验，混凝土耐久性指标应满足《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规范》

（2）各部分截面应一次浇筑完成，浇筑方式应一次浇筑完成，浇筑方面需认真研究确定，为防止混凝土开裂和棱边碰损，应待混凝土强度达到施工规范的有关要求时方可拆模。

（3）分阶段施工时，新旧混凝土接缝表面必须凿毛、清洗，以保证新旧混凝土结合良好。

混凝土养护要求保温、保湿、防晒养护不少于6天，尽量减少收缩、温差的影响，以确保施工质量。

（4）主桥箱梁，0号块属大体积混凝土应采取有效措施，降低水化热的危害，确保混凝土质量。

为保证桥梁施工质量和安全，施工单位招标实施施工监控。

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形、变位和各部分应力状态符合设计要求另一方面结合测试分析和模拟计算，对施工状态的结构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。

在施工过程中，结构的变形和截面应力不断发生变化，通过建立力学模型，模拟现场施工过程进行仿真计算可得到其变化规律，并运用到监控中。

但某些具体参数（如预应力筋的管道磨阻等）受构件制造和安装精度、材料参数变异性（容重、弹模、收缩和徐变等）及环境（温度、湿度、风荷载等）的影响，还需通过现场对施工过程中各物理量实时的监控，将监控的数据或参数反馈到仿真计算中，对建立的模型中的物理量进行修正，以保证仿真计算的结果更接近桥梁的实际工作状况；在施工过程中还有一些物理量的监控，需根据施工过程进行有效监控，采用仿真分析，施工应力、变形监控与误差调整相结合的手段进行。

§2连续梁桥施工监控系统建立综述

2.1施工监控系统建立的原则与依据

大型桥梁施工监控系统的建立，必须依据桥梁施工所选定的施工方法及详细的施工计划来进行。

对多跨同类型的施工结构，监测系统的线路布置与规划服从于桥跨及监测断面的空间位置，与结构施工的先后次序密切相关。

金鼎2#特大桥采用预应力混凝土连续梁结构形式，主桥跨径组合为：

（48+80+48）m。

采用挂篮悬臂浇筑法施工。

从ZH-3标以上桥梁的结构组合、结构构件和施工方法看，大桥的结构复杂，技术含量高，施工难度大，根据设计的需要，必须在施工过程中建立跟踪监测监控系统，对主桥进行施工全过程的施工监控，确保大桥安全施工，满足设计单位对桥来结构内力与线形的要求。

根据铁道第四勘察设计院提供的《金鼎2#特大桥（DK90+718.251）》、《无砟轨道预应力混凝土连续箱梁通用设计跨度：

（48+80+48）m，图号：

广珠城际施图（通用）Ⅶ》和施工单位提供的施工方案为监控系统总的编制依据。

施工监控单位在研究设计图中的施工方案、设计说明以及施工单位提交的施工组织设计后，基于对施工组织设计中描述的施工过程、施工步骤以及设计意图的理解而进行布置与编制实施细则。

在今后的具体实施过程中，施工监控单位最终将根据经业主、设计和监理单位审批同意的大桥正式施工方案文件为依据进行监控方案的调整和实施。

目前施工单位提供的施工方案如下：

（1）0#块施工方案

由于0#块内结构复杂，混凝土方量大，其施工的成功与否将直接影响后期节段的施工。

为保证0#段混凝土的整体性和良好的外观质量，采用钢管支架现浇法施工。

（2）连续梁的挂篮悬臂施工方案

0#段的施工完成后，即在1#段开始进行菱形挂篮拼装，梁段施工的一般顺序为：

挂篮安装就位—挂篮加载试验—调整挂篮底模、外膜标高并固定—吊装或绑扎底板、腹板钢筋，安装底板、腹板波纹管或竖向预应力粗钢筋，固定腹板锚具—内模就位—绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管—固定顶板锚具—安装端头模板—对称灌注梁段混凝土—覆盖保护—穿束—张拉—压浆—挂篮前移—进入下梁段的施工循环。

（3）边跨现浇梁段及边跨合拢段施工方案

边跨现浇段采用搭设满堂支架施工，基底软基采用换填片石和打钢管桩，打一排5根￠100*8mm钢管桩，钢管桩顶横放一根128a工字钢，其上按纵向间距60cm摆放T22a工字钢；满堂支架立杆纵向间距90cm，横向间距60cm，步距采用120cm，顶托上先沿纵向布设12*14cm方木，间距同立杆纵向间距；再沿横向布置5*10cm方木，间距15cm，其上底模用1.2cm厚竹胶板铺设。

边跨合拢段采用挂篮底模平台作吊装施工。

挂篮在完成10#梁段施工后，用导链牵引，将主衍架连同底模平台、内外模锚固于已浇筑段上，其中底模平台前下梁改为后下梁方式锚固在对面直线段底板预留孔，后下横梁锚固在原端10#梁段底板预留孔上。

当底板、腹板钢筋及纵、横预应力筋安装完成后，将内模滑出就位，然后捆扎顶板钢筋，安装顶板纵、横向预应力管道，然后按照合拢段施工技术要求进行预压重，并在浇筑工程中根据浇筑量逐渐减载以起到换重作用，使主梁线形及主梁在浇筑边跨合拢段之前内力分布情况与在浇筑边跨合拢段过程中以及浇筑完成后保持一致，以避免因施工引起主梁的次应力。

合拢段配重及换重采用在合拢段两侧梁段修筑水池的方式进行，每端水池装水重量与吊点承受的重量一致，水箱重心位置与吊杆合力作用点重合。

在浇灌合拢段砼时，根据砼浇筑量，边浇筑边防水卸载，放水速度根据砼浇筑速度而定，原则是使用同一时段内浇筑的砼重量尽可能与放出的水重量相等（灌注砼前先要在水箱上做好标志，以便控制放水量，放水量与合拢段混凝土浇筑量相差不超过5吨）。

通过水池放水使合拢段两端悬臂在砼浇筑过程中受力保持一致，从而使合拢段两边悬臂高差始终保持不变，尽可由于边跨直线合拢段出现很大的次应力作业，因此本桥采用能承受弯矩及剪力的外支撑及承受拉力的体内预应力束来进行合拢。

预应力束每束张拉控制应力数据由设计院给定。

边跨直线段支架预压方式与0#段预压方式相同，也是利用沙袋来堆载预压。

钢筋、预应力束安装顺序及方法也与0#段相同，砼浇筑顺序从低端开始向高端推进，水平分层浇筑。

本桥合拢顺序采取先边跨后中跨的合拢顺序，合拢施工严格按《铁路桥涵施工规范》执行。

（4）结构体系转换

边跨合拢段施工完毕后，即开始准备结构体系转换的施工，结构体系转换亦就是拆除临时支墩。

因临时支墩是采用在钢筋砼立柱，并让钢筋笼主笼露出，最后再用氧焊把钢筋笼主笼割断，用吊车及链条葫芦把临时主墩拉到，使其与梁体分离。

临时支撑拆除完毕后用与梁体同标号的水泥砂浆将临时支墩部位的梁体底板补平整。

（5）中跨合拢施工

中跨合拢段长2m，中跨合拢施工除采用边跨合拢措施即采用挂篮底模平台作吊架施工及加设体外临时支撑锁定、体内加临时预应力束及在合拢段两侧梁体端修筑水池配重及换重外，还增加顶梁技术。

由于本桥所处位置环境气温较高，很难在合拢时将气温降到设计值，为了使刚浇筑完的合拢段砼不至于受环境温度影响而被拉裂或压坏，试验必须尽可能的控制好合拢口间距，于是本桥采用在箱体上加设对顶力合拢方案。

顶梁前预先把临时锁定设备进行单侧焊接，即把临时支撑一端先焊好以减少在正式锁定时焊接工程量。

顶梁采用4个千斤顶，分别放置于顶板、底板靠近腹板处、同时均衡加载，每个千斤顶的顶力由设计院给定。

顶梁时，要分级加载，密切监督油表度数，顶力达到设计值时即可停止加载，并且进行锁定，并且进行焊接锁定。

2.2连续梁桥施工监控系统的主要内容

对大型桥而言，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、施工质量和施工周期。

连续梁桥施工监控一般有三个方面的主要任务，一是使结构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。

针对ZD-1标金鼎2#特大桥桥型及施工方法的特点，总的施工监控原则是确保施工期结构安全，保证结构的稳定性并综合考虑主要结构的变形及内力的控制。

在整个施工过程中结构位移和内力均产生很大变化，如何使成桥时桥梁线形及恒载内力都达到设计的期望值，并保证大桥施工的质量、安全和工期是本桥施工控制的最终目标。

由于连续梁是多次超定静结构，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，预应力张拉力的施加的时间、大小与损失情况对结构的总体受力和成桥线形有很大的影响，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，考虑实桥砼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本施工监控系统的主要任务之一。

本桥均采用悬灌施工方法，且主要构件采用了预应力混凝土构件，施工阶段截面分多次形成，不可避免地在施工过程中存在薄弱环节，甚至施工阶段的应力控制全桥的设计。

刚构桥施工期间的稳定问题，是这类桥梁建设必须集中精力关注的问题，如何确保施工期间的结构稳定安全，是本桥施工监控系统的另一项主要任务。

本施工控制是根据桥墩成桥（含桥墩）后线形要求，在施工过程中对桥梁各梁段的变形及标高实施监控，监测箱梁中轴线平面位置。

对于悬灌施工的大跨度桥梁结构，所采用的施工顺序与成桥后的主梁线形与结构内力有着密切的联系。

在施工阶段随着桥梁结构的荷载状态、环境温度、湿度不断变化，结构内力和变形也随之不断变化。

因此需要对大跨度桥梁的每一施工阶段进行详细的分析和实测验证，并采用一定的方法对结构变形、应力加以控制，指导施工实践，以确保设计的施工过程或经过调整后的施工过程得以准确的实现。

根据上述对ZD-1标金鼎2#特大桥监控系统的分析，施工监控系统主要内容可概括为：

1监测并分析主要承重结构的高程测量数据；

2配合施工单位对悬臂施工方案提出合理建议；

3复核设计单位提供的主要工况的挠度变化值；

4提供合理的施工立模标及混凝土浇筑方案建议；

5协助设计单位提供施工时合理的预应力张拉方案；

6协助设计单位提供合理的合拢温度；

7协助设计单位提供成桥后桥面铺装标高；

8从施工角度优化设计方案；

9对本桥的横向和局部应力、变形提供参考意见；

10对于施工工艺提供参考意见，对施工中出现的问题和意外事故会同有关部门提出处理的参考方案。

§3连续梁桥施工监控系统的实施细则

3.1连续梁桥现场监测系统的建立细则

连续梁桥现场监测系统的建立是施工监控的主要任务之一，包括上部结构微观与宏观工作状态的监控，即主要结构挠度、高程的变化与设计确定的内力、

（未传真过来）

3.2.1施工挂篮静力荷载试验方案（由施工单位负责，监理单位协助）

（1）施工挂篮静力荷载试验目的

评价施工挂篮承载能力（安全系数），消除永久变形，测试各部位的弹性变形，为立模高程提供依据，确保施工安全。

（2）施工挂篮静力荷载试验方案

采用压重法，压重荷载按最大悬臂段相应混凝土重量的1.5倍分五级进行加载试验，测试各部件的受力状态及吊点的挠度。

分两步分压重试验：

挂篮底模部分和箱梁翼板、顶板支架部分。

3.2.2砼弹模、容重的测定

1）砼弹性模量的测试

（1）测试意义

对于砼受力状态，目前采用应变传感器，由应变转换至应力应引入被测试结构材料的弹性模量。

实际砼弹性模量与所用骨料和砼强度等级有关。

如果不了解实际结构砼的弹性模量及其变化，就很难进行正确的换算。

按规范取值有可能会出现较大的换算误差，甚至失去施工监测的意义。

（2）测试方案

在浇筑梁体0#段、5#段以及10#段的施工现场制作三个15cm*15cm*45cm的混凝土试件进行现场测试。

每个试件布置4个外贴应变测点工12个测点，依据不同的龄期进行混凝土的弹性模量测试。

2）混凝土容重的测试

（1）测试意义

砼容重的大小与所采用的骨料有关，其大小将影响桥梁的恒载大小是否与设计值相同，此外还影响施工挂篮的施工安全。

（2）测试安全

为反映桥梁结构的混凝土实际情况，采用1）中混凝土的弹性模量试件，进行承重测试。

3.2.3主跨结构施工监测

主跨结构施工监测内容为：

箱梁悬臂施工挠度监测与标高控制。

箱梁悬臂施工挠度监测与标高控制的实施方案如下：

（1）施工标高控制的目的

Ⅰ.本桥施工线形监控目标为：

桥面中线高程在成桥三年时达到设计高程，其偏差在铁路桥涵施工规范RB10203-2002允许偏差的范围内。

Ⅱ.在施工中对施工标高误差进行分析，有必要时，应及时与设计单位、施工单位会商以提出纠偏措施。

采取调整措施以保证主梁线形良好，并使大桥达到顺利合拢。

（2）连续梁桥施工线形监控方案

Ⅰ.编制各特大桥施工线形控制电算程序，并考虑施工条件下各种因素，计算实际情况下各施工段的施工控制高程，及时提交施工单位，保证大桥的施工线形控制。

Ⅱ.施工线形标高控制电算程序的相关参数需随现场施工进度的各施工段的实际龄期考虑砼收缩、徐变，考虑实桥砼取样的实测弹性模量、成桥的实际几何尺寸等的现场信息反馈来确定相关参数，是计算状态尽可能与实际相符，达到“自适应”状态，因此监控人员应有效地收集施工体系的实际状态下的相关参数值，也要求施工单位须及时提供施工实际状态下的有关情况。

例如对施工临时荷载有如下要求：

①须及时提供施工机具、人员等的重量及变化情况；②一般应禁止在桥头堆放材料，如施工确实需要则须将堆放材料的重量、位置、时间等情况及时通告监控组。

③提供在某个施工段后因挂篮模板的减少导致自身重量的变化、挂篮拆除等情况；④提供合拢前悬臂压重的设置及拆除情况等。

Ⅲ.计算各悬灌施工段施工完毕时的实时标高，于某施工段悬灌前12小时提交该施工段名义立模标高。

名义立模标高为该施工段前段顶面中线上标高，不包括桥面铺装层厚度。

施工立模标高=名义立模标高+施工修正值

施工修正值为考虑挂篮施工自身变形和模板变形的影响值，由施工单位