桥梁施工监控方案.docx
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桥梁施工监控方案
桥梁施工监控方案
中国科学院武汉岩土力学研究所
目录
1工程概况1
2施工监控的目的、原则与方法2
2.1施工监控的目的2
2.2施工监控的原则3
2.3施工监控的方法4
3施工控制工作的主要内容4
3.1施工仿真计算4
3.2施工控制有关的基础资料试验数据的采集4
3.3施工过程结构变位、应力和应变观测5
3.4监控与实施5
4施工控制的精度与总体要求6
4.1控制精度要求6
4.2实施中的总体要求6
5组织机构7
5.1机构组成7
5.2各单位分工7
5.3施工控制工作程序8
6施工控制表格8
6.1表格类型8
6.2表格编号规则8
附表1桥梁施工控制指令表10
附表2主梁标高实测数据记录表11
附表3中心线偏离值实测数据记录表12
附表4混凝土应力应变测试数据记录表13
附表5混凝土应力应变实测值与理论值比较表14
附表6钢筋应力应变测试数据记录表15
附图1施工控制框图16
附图2施工控制工作程序17
附图3线形监控测点布置图18
附图4全桥测点截面示意图19
附图5各截面混凝土应变测点布置示意图21
附图6各截面钢筋应力测点布置示意图22
附：
桥梁施工监控报价23
1工程概况
感化溪特大桥：
起点桩号：
K58+967.3，左幅终点桩号K59+418.7，桥长451.4m；右幅终点桩号K59+422.7，桥长455.4m。
桥跨组合：
30+（70+130+70）+（5×30）m。
第一联简支，桥面连续；主桥连续刚构；第三联为先简支后连续。
桥跨在3%的全超高段上。
主桥上部结构：
三向预应力连续刚构箱梁，单箱单室截面；箱梁顶宽12米，底宽6.5米，顶板悬臂长度2.75米；悬臂根部厚70cm，端部20cm；0#块高度7.8米，跨中梁高2.7米，顶板厚28cm；箱梁高度及箱梁底板厚度按二次抛物线变化：
H=2.7+A×2，底板厚D=0.3+B×2，从根部90cm变化到跨中30cm；腹板厚度从根部的70cm分三段变化到60cm及中部的40cm；0#节段长9.8米，每个T构对称划分16个节段，梁段数及梁段长从根部至跨中分别为：
7×3.3m，9×4.0m，节段悬浇总长59.1米；合龙段长2米，边跨现浇段长4米。
路磁溪大桥为跨越冲沟而设置，桥梁中心桩号K34+603，本桥平面位于分离式路基接整体式路基的分叉路段内。
左线起点桩号ZK34+272.539，终点桩号为ZK34+948.7，全桥长695.4m；右线起点桩号K34+254，终点桩号为K34+954，全桥长700.0m。
孔跨布置均为（3×30）m+（70+130+70）m+2×（4×30）m+（3×30）m。
路磁溪大桥主桥上部结构为（70+130+70）m预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁采用单箱单室截面，箱梁顶宽12m，底宽6.5m，顶板悬臂浇筑长度2.75m。
顶板悬臂端部厚20cm，根部厚70cm，箱梁根部梁高7.8m，跨中梁高2.7m，顶板厚28cm；底板厚从跨中至根部由30cm变化为90cm；腹板从跨中至根部分三段采用40cm、60cm、70cm，三种厚度，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2次抛物线变化，按路中心线展开计算。
引桥上部构造为30m的后张预应力混凝土T梁，第一、三联为先简支后刚构（采用部分连续墩），第四、五联为先简支后连续。
预制T梁高2m，半幅桥每孔布置5片T梁，梁距2.4m，梁间横向采用70cm宽湿接头连接。
2施工监控的目的、原则与方法
2.1施工监控的目的
感化溪特大桥、路磁溪大桥均为预应力混凝土连续T梁+变截面连续刚构箱梁桥。
该桥型的受力特点：
变截面的预应力混凝土连续刚构箱梁桥，由于受到箱空间预应力束、箱梁的扭转及截面剪力滞、畸变等因素的影响，受力十分复杂。
作用于箱形截面上的荷载多为偏心荷载，其一般可分解为典型的对称弯曲荷载、纯扭转荷载及畸变荷载。
该桥型的施工特点：
大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工方法主要采用平衡悬臂浇筑法，梁体从墩顶上平衡向两边悬臂连续分段现浇伸出。
因为实际施工过程中不可能保证悬臂两端荷载完全平衡，所以采用悬臂施工的必要条件是：
施工中桥墩与梁固结；施工中桥墩要承受不对称弯矩。
针对该种桥型的受力特点和施工特点，对该桥梁的施工进行监控有着重大意义，且主要达到以下三个目的：
（1）保证桥梁建设质量
在混凝土桥的施工中引入了自架设体系的施工方法后，桥梁上部结构分段施工时，后期节段是靠已浇节段来支撑，从而逐步完成全桥施工，也就是无支架而靠自身结构进行施工，人们称之为自架设体系施工法。
自架设体系施工方法的采用，必然给桥梁结构带来较为复杂的内力和位移变化，为了保证桥梁施工质量，使结构内力、位移符合设计要求，桥梁施工控制是不可缺少的。
（2）保证桥梁建设的安全
为了安全可靠地建好每座桥，施工控制将变得非常重要。
桥梁施工所使用的方法是按照预定的程序进行的。
施工中的每个阶段，结构的内力和变形是可以预计的，同时可通过监测手段得到各施工阶段结构的实际内力和变形，从而完全可以掌握施工进程和发展情况。
当发现施工过程中监测的实际值与计算的预计值相差过大时，就要进行检查和分析原因，而不能再继续施工，否则，将可能出现事故。
（3）保证桥梁运营中安全性和耐久性
桥梁建成后，随着交通事业的发展，荷载等级、交通流量、行车速度等必然提高，还有一些不可测的自然破坏力也将会危机桥梁的安全，若在建设桥梁时进行了施工控制，并预留长期观测点，将会给桥梁创造终身安全监测的条件，从而给桥梁运营阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据，给桥梁安全使用提供可靠保证。
2.2施工监控的原则
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对成桥目标的影响，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。
（1）受力要求：
反映该桥受力的因素主要是箱梁的截面内力状况。
通常起控制作用的是箱梁的上下缘正应力，它们与箱梁截面的轴力和弯矩有关，因为轴力的影响较小且变化不大，所以弯矩是箱梁中起控制作用的关键因素。
（2）线形要求：
线形主要是主梁的中线偏移与标高、桥墩各组成部分的轴线和标高，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。
（3）调控手段：
调整立模标高是主梁线形控制最直接的调控措施，各种误差引起的主梁标高的变化都通过计算并调整立模标高的办法予以修正，其计算公式为：
式中，
——
节段立模标高（节段上某确定位置）；
——
节段设计标高；
——由各梁段自重在
节段产生的挠度总和；
——由张拉各节段预应力在
节段产生的挠度总和；
——混凝土收缩、徐变在
节段引起的挠度；
——施工临时荷载在
节段引起的挠度；
——使用荷载在
节段引起的挠度；
——挂篮变形值。
其中，设计标高由设计院提供；挂篮变形值根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘制出挂篮荷载—挠度曲线，进行内插而得；
、
、
、
、
这五项挠度的总和称为预抛高值，采用桥梁专用分析软件Midas／Civil模拟计算得到。
（4）预防：
参与重大工序与工艺施工方案的审查，消除不必要的人为错误。
2.3施工监控的方法
预应力混凝土连续T梁+变截面连续刚构箱梁桥施工过程比较复杂，影响参数多，如：
结构刚度、梁段的重量、施工荷载、混凝土的收缩徐变和预应力等。
在施工过程中我们将对结构的变位、应力和应变进行观测，并将观测值和设计指标进行比较，发现异常及时向有关方报告，以便采取相应的措施。
具体流程见附图1所示。
3施工控制工作的主要内容
3.1施工仿真计算
复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态，即对施工过程进行实时仿真。
按照施工和设计所确定的施工工序，以及设计所提供的基本数据，对施工过程进行模拟计算，得到各施工状态以及成桥状态下的结构受力和变形等控制数据。
主要有：
（1）各施工状态下以及成桥状态下状态变量的理论数据：
主梁标高及控制截面应力、应变。
（2）施工控制数据理论值：
立模标高。
这些数据校对确认无误后作为施工控制的理论依据。
3.2施工控制有关的基础资料试验数据的采集
（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试验，如施工现场改变水泥品种批号或砂石集料及配合比时须做一套试验。
（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）挂篮主要尺寸及支点反力。
（5）其他施工荷载在桥上布置的位置与大小。
以上数据由相关单位提供。
3.3施工过程结构变位、应力和应变观测
3.3.1施工控制网的监控
（1）对施工方提供的施工控制网（包括平面控制网和高程控制网）的网形、观测方案、观测原始数据进行核实、计算，检查其是否合乎规范要求；
（2）对施工方的施工控制网进行实测。
进行实地控制网测量，得到控制点的三维坐标，与施工方的坐标值比较，检验其正确性。
3.3.2基础施工阶段
（1）应用高精度全站仪对水中护筒和岸边桩位的位置、顶部标高进行跟踪监控；
（2）应用高精度全站仪对水中围堰状态、承台中心和大小、承台标高进行监控；
（3）应用高精度全站仪对墩身的位置、标高进行跟踪监控；
（4）应用高精度全站仪对承台面的高程和墩身的倾斜度进行监控。
3.3.3主梁施工阶段
（1）利用岸边控制点对0号块上的轴线控制点和高程控制点进行监控；
（2）利用0号块上的轴线控制点和高程控制点对悬臂梁上的轴线点和高程点进行监控，计算出轴线偏离值和高程点的高程变化；
（3）观测截面混凝土应变，用相应的专用仪器进行测试。
全桥纵向测点位置示意图如附图4所示，各截面应变测点布置如附图5所示。
由于实际施工中受结构自重、挂篮刚度、施工荷载等复杂因素的影响，可能还需要根据结构的实际状况，对某些截面进行适当的调整；
（4）观测截面钢筋应力，各截面应力测点布置如附图6所示。
3.4监控与实施
将实际观测值与理论设计指标进行比较，发现异常情况及时向有关方报告，以便采取相应的措施。
4施工控制的精度与总体要求
4.1控制精度要求
（1）控制指令执行原则和允许误差
立模标高允许误差控制在±5mm。
（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
标高误差控制在±L/5000，其中L为跨径。
（4）护筒控制要求
平面位置偏差不大于10cm，倾斜度不大于1%。
（5）承台控制要求
轴线偏位允许误差15mm，顶面高程允许偏差±10mm。
（6）墩身控制要求
轴线偏位允许误差10mm，顶面高程允许偏差±10mm。
（7）悬臂梁控制
主梁中心线水平方向允许偏差±10mm，高程允许偏差±20mm。
4.2实施中的总体要求
（1）严格要求施工临时荷载，材料堆放要求定点、定量。
（2）测量工作由施工方和监控方平行进行，以便于在现场及时校对，同时由监理方进行监测。
（3）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。
（4）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。
（5）主梁挂篮立模前后的测试工作必须回避日照温差的影响。
（6）控制指令表经有关方签认后方可执行，才能进行下一梁段的施工。
5组织机构
5.1机构组成
施工控制是个高难度的但不是孤立的施工技术问题，它涉及设计、监理、监控、施工等单位的工作。
为了做好本桥的监控工作，建议在组织形式上分两个层次开展施工控制工作，即设立施工控制领导小组与施工控制办公室。
重大技术问题由领导小组讨论决定，具体工作由施工控制办公室实施，指令由监理发出。
5.2各单位分工
5.2.1业主
协调各成员单位的工作，及时召集主梁施工控制会议。
5.2.2设计单位
（1）提供结构计算数据文件、图纸、结构最终内力状态和线形；
（2）会签控制小组发布的控制指令表；
（3）讨论决定重大设计修改，负责变更设计后各种验算。
5.2.3施工单位
（1）施工组织设计与进度安排，如有变更原定施工方案应及早提出；
（2）提供现场相关参数
（3）负责测试元件的现场保护，并为监控单位提供现场测试的便利条件；
（4）联合监控方和施工方进行主梁的位移测试；
（5）建议独立聘请有经验的施工控制人员作为辅控方，对主控方的控制数据起校核作用。
5.2.4监理单位
（1）签发施工控制指令；
（2）会同监控方、施工方检测主梁线形。
5.2.5监控单位
（1）拟定施工监控方案；
（2）施工过程结构变位、应力和应变观测；
（3）会同监理方、施工方进行线形监控和主梁断面尺寸实测；
（4）将观测值与理论设计指标进行比较，发现异常及时向有关方报告，以便采取相应的措施；
（5）预测下阶段挂篮立模标高；
（6）主梁竣工后三个月内提交施工控制与监测成果报告。
5.3施工控制工作程序
由施工控制领导小组从总体上指挥施工控制工作的进行，具体实施由施工工作办公室完成。
首先由施工控制方发出施工控制指令表，由设计方对主梁标高等数据进行复核，然后报监理方确认，再签发至施工单位具体实施。
一个阶段施工完成后，将各方相关数据汇总至施工控制办公室进行简要小结，进而进入下一阶段的施工工作程序（详见附图2）。
6施工控制表格
6.1表格类型
（1）桥梁施工控制指令表；
（2）主梁标高实测数据记录表；
（3）中心线偏离值实测数据记录表；
（4）混凝土应力应变测试数据记录表；
（5）混凝土应力应变实测值与理论值比较表；
（6）钢筋应力应变测试数据记录表。
6.2表格编号规则
为了管理好施工控制中的大量数据和表格，对表格进行如下方式的编号：
（1）表格编号格式：
表格P-T-N（-C）
（2）编号中各部分的具体含义为：
1P：
部位号（Positionofform）
2T：
表格类型号（Typeofform）
3N：
梁段号（Numberofbeam）
4C：
工况号（Caseofconstruction）
501—挂篮定位
02—浇完全部混凝土
03—预应力张拉后
附表1桥梁施工控制指令表
施工梁段号：
表格编号：
本梁段控制数据
立模标高（m）
截面号
标高值
说明：
（对施工工序要求以及上一段施工实施情况作简要说明）
有关方签认
施工控制组：
计算：
复核：
施工控制负责人：
年月日
设计代表：
年月日
监理：
年月日
附表2主梁标高实测数据记录表
观测日期：
观测时间：
天气：
温度：
施工梁段号：
施工工况：
表格编号：
水准点编号：
水准点标高：
水准点第一次读数：
水准点第二次读数：
视线高度：
梁段号
大里程方向
梁段号
小里程方向
水准尺读数
高程
水准尺读数
高程
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
上游
上游
下游
下游
观测者：
记录者：
校核者：
附表3中心线偏离值实测数据记录表
观测日期：
观测时间：
天气：
温度：
施工梁段号：
施工工况：
表格编号：
测站点编号：
后视点编号：
梁段号
偏离值
梁段号
偏离值
梁段号
偏离值
观测者：
记录者：
校核者：
附表4混凝土应力应变测试数据记录表
墩号：
施工梁段号：
工况：
表格编号：
测试日期：
测试时间：
天气：
外界温度：
截面位置
测点编号
测点标记
测试频率
应变值
应力值
说明：
测试：
计算：
附表5混凝土应力应变实测值与理论值比较表
墩号：
施工梁段号：
工况：
表格编号：
测试日期：
测试时间：
天气：
温度：
截面位置测点号
实测值
理论值
实—理
截面位置测点号
实测值
理论值
实—理
说明：
填表：
复核：
审核：
附表6钢筋应力应变测试数据记录表
墩号：
施工梁段号：
工况：
表格编号：
测试日期：
测试时间：
天气：
外界温度：
截面位置
测点编号
测点标记
初读数
实测应变值
应力值
·
说明：
测试：
计算：
附图1施工控制框图
附图2施工控制工作程序
附图3线形监控测点布置图
0号块测点布置图
箱梁测点布置图
附图4全桥测点截面示意图
附图4-1：
感化溪特大桥全桥测点截面示意图（单位：
mm）
附图4-2：
路磁溪特大桥全桥测点截面示意图（单位：
cm）
附图5各截面混凝土应变测点布置示意图
截面混凝土应变测点布置示意图
附图6各截面钢筋应力测点布置示意图
跨中截面钢筋应力测点布置示意图
支座截面钢筋应力测点布置示意图
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