整理高速铁路连续梁监控实施方案Word文件下载.docx

1、合龙高差在15mm以内，轴线偏差在10mm以内.铺设轨道时，梁体的实测线形与设计线形的偏差：上拱不大于10 mm,下挠不大于20mm。箱梁顶面的高程误差应不大于2cm，平整度应小于lcm。在施工阶段，控制截面的混凝土的拉应力不超过2.5MPa，最大压应力不超过19。6MPa;主梁标高的容许误差值为50mm。具体指标在与建设单位、设计单位协商后，根据施工情况进行调整。若不满足以上要求的情况出现时，与业主、设计、施工和监理方共同商议解决办法。对于主梁的应力指标而言，根据国内目前的使用情况来看其应力测试的准确度尚不能令人满意。并且设计计算和施工监控、监测计算一般只能给出线性平面应力的大小,而施工中存

2、在箱梁的剪力滞后效应及角域应力的特殊性，因此应力的测试结果通常不用于直接的误差分析，而是利用应力测试的增量结果作为施工的应力预警参数.监控单位对于测试中出现的标高、应力异常变化及时作出预警报告。在施工误差偏大,参数不符合要求的情况下,立即停工，查明原因及时有效处理.整个施工控制过程见流程图（见图1）.3、施工监控依据1）鲁南高速铁路临沂至曲阜段连续梁施工图纸；2）铁路桥涵施工技术规范及国家、铁道部颁发的其它相关规范；3）与本桥相关的其它工程设计图；4）其它有关铁路桥梁设计的规范与规定；5）铁路营业线施工及安全管理办法（铁办（2008）190号）。4、施工监控原则与方法连续梁施工监控应力测试工作

3、在连续梁悬臂浇筑1块前开始，在箱梁悬臂施工完成后结束测试工作。连续梁0#块浇筑立模标高需考虑支架的弹性变形,不需要考虑预抛高。在连续梁悬臂施工前，监控组需进行有限元模拟计算。施工监控中须遵循三个方面的原则：受力要求、线形要求及内力与线形的调控手段。（1）受力要求受力要求包括主梁截面的内力或应力，主梁截面的内力或应力状况反映了该桥整体受力状态。对于连续梁桥，通常是主梁截面的上下缘正应力控制其整体受力状态情况。（2）线形要求本桥线形要求指顺桥向主梁的梁顶标高。在施工过程中,通过设置合理的预拱度，使成桥后恒载下主梁的标高满足设计标高的要求.（3）内力与线形的调控手段在施工过程中，由于各种因素的影响，

4、使得结构的实际状态可能会偏离设计状态，为了使成桥的内力和线形满足设计要求，就必须采用有效的调控手段。调整立模标高是主梁线形调整的直接手段。将参数误差引起的主梁标高的变化通过立模标高的调整予以修正。在实际施工中，由于设计参数误差、施工误差、测量误差、结构分析误差等综合干扰因素，桥梁结构的实际状态与理想状态总存在着一定的误差。施工监控所要解决的主要问题就是如何调整这些误差,使实际状态尽量接近理想状态。大跨度桥梁施工监控所采用的理论和方法主要有：设计参数识别和调整、卡尔曼滤波法、灰色理论法和最小二乘法.4.1 设计参数识别利用参数识别系统对计算参数进行识别、修正。施工中如出现有发散趋势的连续分布误差

5、状态，这类误差的产生大多源于计算参数失真引起的目标真值失真，必须进行参数识别、参数修正或参数拟合，提供合理的目标真值。对于产生参数失真的原因必须进行认真分析，以便在施工中加以控制。在悬臂浇筑施工的桥梁中产生误差发散的主要参数是体系刚度和主梁自重.4.2 设计参数预测确定适用的施工误差容许度指标和应力预警机制。要确定误差峰值的大小和确定是否进行误差调整，必须确定一套符合施工实际情况的误差容许度指标体系。过严的误差容许度会为施工带来困难,延误施工进度，过松的误差容许度会为施工留下一定的隐患。误差容许度的确定还必须满足设计和监理对施工质量的要求。针对本连续梁的具体情况，初步确定施工过程中轴线偏差的误

6、差容许值为10mm，主梁标高的容许误差值为具体指标在与业主、设计及监理协商后，根据施工情况进行调整。4.3 优化调整利用施工监控、监测实时计算调整控制目标值。在进行参数调整拟合后，利用实际的施工时间参数和实际的施工荷载参数进行施工监控、监测计算，产生施工控制实际目标真值，用于下一阶段的主梁立模标高确定和误差分析。5、施工监控组织机构5.1 监控组织机构图2 监控组织机构说明:（1）计算控制组：主要负责连续梁实时监控的有关计算并根据计算和测试结果提出控制报告.（2）现场测试组：主要负责连续梁应力等参数的测量。（3）测量组（由施工单位人员组成，监控单位测试组选择复核）：主要负责连续梁施工阶段线型及

7、高程及部分截面应力测量.5.2 监控管理模式1）施工监控领导小组为了更好地协调各方工作，成立大桥施工监控协调小组，由业主、设计、施工、监理单位和监控单位组成，负责协调工作及决策 。每施工若干节段（视具体情况）后有一次例会，由业主、设计、监理、施工单位、施工监控单位和有关专家参加，会议听取施工监控项目组的工作汇报，对施工中出现的问题给予纠正或协调解决。在施工中出现问题时应由监控协调小组召集紧急会议，及时提出处理办法。2）监控单位施工监控单位根据设计图，提出施工监控的具体细则与各阶段监控目标，并负责对施工单位的技术人员交底和培训，在每一节段主梁的施工前以监控联系单方式给出其标高和应力的控制值.如果

8、发现异常情况，施工监控项目组根据现场监测数据，采用误差分析方法，与设计单位协商之后，提出各施工阶段线型和应力的调整实施方案。在每一个施工块段张拉后，施工方提供该块段混凝土在浇筑前、后及预应力张拉后的实测标高，监控方采用施工控制方法对影响桥梁变形和内力的各种因素进行分析计算，并结合应力测试结果，在收到实测标高后的一天内，提供桥梁块段的立模标高。现场数据交换采用固定格式，统一编号,并由双方认可.施工单位观测的标高和应力数据，经确认后发送到监控单位，监控单位据此制定的监控指令发送到施工单位并执行。每23节段（视具体情况）,监控单位提交阶段报告。桥梁全部合龙，二期恒载上桥完成28天内，提交总体监控报告

9、。3）设计单位及时提供施工控制所需的相关设计图纸和设计参数。协助确定应力监控断面和测量点布置方案。协助确定施工控制容许误差度指标体系和全桥预拱度。与施工控制方共同处理监控过程中出现的重大技术问题。4）施工单位配合监控单位进行测试元件的安装、导线的埋设布置等工作。负责在施工过程中对测点及导线等的保护。负责按施工控制测量的要求,完成相应施工阶段的主梁线形数据的实时采集工作，提交应力、标高、轴线等的测量资料。配合监控单位完成主要施工信息的收集工作。提供具体的施工组织设计、施工工序及进度计划，供监控单位安排监控方案和监控进度计划。提供各施工阶段中实际施工荷载的大小和布置情况。按施工控制组的要求控制施工

10、临时荷载的布置.提供在监控工作中必要的工地交通、食宿、办公、供电、照明和操作安全防护等.5）监理单位按监理程序复核监控数据，发布施工控制指令，并监督其实施情况.按监理程序核查施工单位提交的测量资料、墩旁托架、施工支架及挂篮等临时结构预压、混凝土浇筑、预应力张拉过程及资料等，并及时反馈给监控单位。6、施工监控工作内容验算悬臂浇筑桥梁施工过程中各截面的应力和位移；提供施工过程中各阶段立模标高；按照施工顺序模拟计算,提供预抛高计算值.施工单位根据支架预压数据确定支架变形值。根据施工的单位提供的变形和应力测量数据,分析评估各施工工况可能产生的异常,并进行预报、提出合理建议，确保桥梁施工安全有序进行;对

11、于施工中出现的问题和意外情况会同有关部门提出处理的参考方案；对施工方案优化提出建议。7、几何形态挠度监测7.1 悬臂施工的控制要点桥梁的悬臂施工中,施工挠度计算与控制以及科学合理确定悬臂每一待浇梁段或悬拼段的预拱度是至关重要.只有预拱度设置合理，才能保证一个跨径内将要合龙的两个悬臂端可能在同一水平线上，也才能使桥梁上部结构经历施工和运营状态，反复发生向上或向下的挠度后，在结构运营一定时间后达到设计所期望的标高线形.7.2 悬臂施工中挠度计算与控制施工过程中的挠度计算不仅与力学计算模式的选取有关,而且更重要的是与许多影响挠度的因素相关，这些主要因素包括:、施工阶段的一期恒载，即梁自身静载和预加应

12、力；、施工临时荷载;、悬浇的挂篮和模板机具设备重；、悬拼的吊梁机具设备重；、人群荷载、温度变化、湿度变化、风荷载；、桥墩变位、基础沉降、施工误差等。这些主要影响因素中，还有许多模糊不定及随机变化因素的情况，如混凝土材料自身的弹塑性性能、收缩与徐变变形的性能；各节段施工工期的不定性使混凝土加载龄期的变化与不规律性；预应力钢束的应力损失的随机性;日照温度使结构内外温度变化的不均衡等，再加上施工荷载及预应力筋张拉锚固的增多而随机变化，致使精确计算挠度变形比较困难。为了用理论指导施工的进行，必须按既定施工程序对挠度按弹性和徐变挠度两部分进行计算和控制。悬臂施工过程中每个节段挂篮的立模标高是我们关心的问

13、题。立模标高即施工时模板的放样标高，是考虑施工及运营过程中各种因素的影响并通过桥梁设计标高比较得出来的。立模标高确定的目的就是为了使成桥若干年后桥面达到设计标高。要得出立模标高首先就要理解几个标高的概念，在这里先来介绍一下桥梁的设计标高、竣工标高及立模标高的含义。设计标高桥梁的设计标高理论上即为桥梁在正常使用情况下的标高。总体上服从于路线纵断面的线型设计。或者说，桥梁的设计标高就是桥梁竣工多年（一般为35a）以后的标高。这里要求竣工多年是为了保证混凝土后期收缩徐变大体完成,桥梁不再发生明显的后期变形。桥梁监控的目的就是要使大桥的线形满足设计要求。因此设计标高是标高监控的依据。竣工标高竣工标高即

14、为桥梁刚刚竣工时的成桥标高。桥梁在竣工后还要发生后期收缩徐变变形，因此可得: （1）式中：-桥梁竣工标高，i表示桥梁纵向位置.桥梁设计标高。-桥梁竣工后由于后期混凝土收缩徐变而引起的变形。-桥梁承受1/2静活载所引起的变形。规定桥梁变形方向向上为正.立模标高立模标高即施工时挂篮模板的放样标高.考虑各种影响因素得： （2）式中:挂篮立模标高，i表示桥梁纵向位置。浇筑本节段混凝土挂篮所发生的变形。结构某一阶段在立模之后，由于本阶段和以后施工阶段的影响使该点产生的变形，这种变形直到成桥竣工时为止。与式（1）中参数相同。根据式（2）又可以得出： （3）-挂篮立模时的预抛高值,为三项之和。从立模标高的确

15、定来看，挂篮的立模标高是多种因素引起的桥梁变形的累加,每个因素产生的变形都需要我们做出准确的预测。则属于桥梁竣工以后混凝土很长一段时间的收缩徐变引起的挠度,因此,以桥梁竣工后的标高来衡量桥梁的线形是比较科学的。这个标高就是我们所说的桥梁竣工标高，通常作为桥梁竖向变形验收的依据。因此，对于桥梁的线形我们一般以竣工标高作为控制对象。7.3 悬臂施工时预拱度的设置方法为了克服桥梁悬臂施工引起的结构的短期弹性挠度和长期徐变挠度，保证桥梁在同一跨内合龙时两悬臂端的标高相差不大,对于悬臂施工的两端应保持平衡并预设预拱度.一般设置预拱度的曲线和数值，是将施工开始到完工后35年左右时间每一节点的弹性和徐变及0

16、.5倍活载的总位移曲线及数值反向设置,即为主桥理论上的拱度曲线。考虑到各个桥梁工地的温度和湿度环境及桥梁施工方法及时间进度安排的不同，各系数取值不同，并与工地实际情况不完全相符，还必须依据各个桥梁施工中的实测值对系数项进行修正，并结合施工实际酌情调整和控制.理论和实践的结合，是设置预拱度抵消挠度的有效方法。除考虑一期恒载、混凝土徐变产生的挠度对设置预拱度的影响外,当悬臂梁合龙转换成连续体系以后，还有二期恒载、次内力（二次预应力、徐变、收缩及温度影响。为了施工的简化，通常可以将这些影响值的总和作为跨中预拱度的最大值，以两桥墩支点为零点，其余各点可以近似地按二次抛物线进行分配。近似地按二次抛物线进

17、行分配。悬臂梁施工中预拱度的设置和方法参见表1。表中挂篮伸臂的挠曲，可通过调整吊带长度预先消除.表1 悬臂施工中的预拱度设置内容节段影响因素增（+）减（）施工方法计算方法预拱度分配悬拼悬浇悬臂施工节段一期恒载+按悬臂梁逐段计算叠加值预施应力施工设备静载挂篮伸臂挠曲徐变变形合龙后及通车二期恒载该成桥计算跨中最大值按二次抛物线比例分配次应力二次预应力温度徐变收缩活载位移注：表中“+”表示预拱向上；“一”表示预拱向下（或扣除）.7.4 立模标高的设定在建立了正确的模型和性能指标后，就要依据设计参数和控制参数，结合桥梁结构的结构状态、施工状况、施工荷载、二期恒载、活载等,输入分析系统中，进而获得结构按

18、施工节段进行的每一个节段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度.接着假设成桥后的理想转台的各节段的预抛高值，得出各施工节段的立模标高及混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、钢筋张拉前、钢筋张拉后的预计标高。立模标高为： （4）立模标高；-设计标高；-计算所得的预抛高值；挂篮变形值。预计标高为： （5）浇筑当前块件的下挠值或张拉钢筋后的总下挠值。在调整参数后确定下一待浇梁段的立模标高时,立模标高可能会出现突变的问题。现举例说明：假设我们采用参数对第i号梁段立模放样，经计算得第i号梁段和第i+1号梁段的立模标高分别为和。（这里我们是为了进行比较才在计算的同时也计算了） （6） （7）当发现第i号梁段的理论计

19、算挠度与实测值有偏差时，就要调整为使理论模型与实际相符,然后再根据重新计算第i+1梁段的立模标高 由式（7）和式（8）可知,必然不等于.可以认为是平顺的，因为它们是以同一组参数计算的.但与却未必平顺，因为它们是以不同参数计算的。当相差（设为）较大时,为了保证桥梁线型的平顺与美观,第i+1号梁段的立模标高就不能直接采用，而应设置缓和过渡标高,将此高差分设在以后相邻的23个节段中,以减小突变，保持良好的线型。7.5 大桥悬臂施工时预拱度监测方法桥梁的实时线形测量是施工监控、监测的重要工作之一。挠度线型监测包含对主梁高程、跨长、结构的线形、结构变形及位移和主梁轴线偏位等部分内容。挠度监测资料是控制成

20、桥线形最主要的依据。根据以往的经验，在每个施工块件上布置2个对称的高程观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。在施工过程中，对每个截面需进行立模、混凝土浇筑前,混凝土浇筑后、钢筋张拉前、钢筋张拉后的标高观测,以便观察各点的挠度及箱梁曲线的变化历程，保证箱梁悬臂端的合龙精度及桥面变形。高程控制点布置在离块件前端20cm，采用16钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢固，并要求垂直。测点（钢筋）露出箱梁混凝土表面2cm,测量磨平并用红油漆标记.7.5。1测试仪器的选择高程监测是指用精密水准仪对主梁各块件控制点的标高进行测量,以此来精确控制各块件的预拱度.还可以测出主梁

21、块件的扭曲程度。另外，使用经纬仪对主梁轴线进行测量.主梁的线型监测以线型通测和局部块件标高测量相结合，在主梁块件浇筑、及挂篮移动后等施工阶段进行。图3（a）0号块基准点及测点平面布置；（b）测点横向布置 （单位:cm）（1）0号块件高程测点布置布置0号块件高程观测点是为了控制顶板的设计标高，同时也作为以后各悬臂浇筑节段高程观测的基准点。每个0号块件的顶板各布置15个高程观测点，测点布置位置如图3所示。箱梁的0号块基准点、悬浇节段的挠度变形观测点应严格按照规定的位置埋设，各点位置及相互之间距离的埋设误差控制在10毫米以内.（2）各悬臂浇筑节段高程测点布置每个节段截面高程测点各设5个测点,对称布置

22、在悬臂板与腹板的交接点，离块件前端20cm,测点露出混凝土面2cm,如图4所示.箱梁底板中间也可增设一个测点。 测点1、4为线路前进方向左侧点，3、5为线路前进方向右侧点.图4 悬浇阶段梁测点布置示意（单位：埋设的钢筋测点必须与箱梁顶板中上、下层钢筋焊接牢固，测点1、2、3的钢筋底端要抵紧箱梁顶的底模板.在混凝土施工中严禁踩踏、碰撞。特别注意的是，监控单位最终需要的是各块段交界面混凝土顶、底面的标高。这样才能够与设计图各截面标高比较。7。5.2观测时间与项目每个标准梁段施工过程中，分别测量挂篮移动就位后、混凝土浇筑完成后、预应力张拉后三个工况下主梁悬臂前端每个梁段的标高.每完成L/4跨径的梁段

23、施工后，全桥通测一次.墩顶偏位在主梁每悬臂施工完成45个节段进行一次复测，在合龙前后严格监测。合龙前,对全桥主梁顶面标高、作一次全面复测。合龙后、桥面系施工完成后，对全桥主梁顶面标高、墩顶偏位各作一次全面复测。为了尽量减少温度的影响,挠度的观测安排在早晨9点之前或下午6点以后进行。在整个施工过程中主要观测内容包括:立模、混凝土浇筑前后、预应力张拉前后以及拆除挂篮后、边（中）跨合龙前、最终成桥的各项标高值.以这些观测值为依据,进行有效地施工控制。5.3观测结果观测结果的正确性是进行最优控制的先决条件，对于每一段施工节段的挠度及标高的量测，都需经过详细地分析。施工单位给监控单位每一段施工节段的记录

24、表格见表2。特别是,在浇筑梁段前后和预应力张拉前后,对梁段块件标高的测量能反映出实际施工时主梁的挠度变化，并与各点的设计标高进行比较,计算出差值.这些数据是进行施工控制分析的最重要因素之一。表2 悬灌连续梁徐变观测数据表（某#墩）6号段观测时刻: 年 月 日 时 分天 气： 1、晴 2、阴 3、小雨 温度: 测点点号灌注前灌注后张拉后设计施工-设计标高（m）（m）大里程顶板左D6-1中D62右D6-3底板底面D6-4D6-5小里程X61X6-2X63X64X657.6 应力监测在大桥上部结构的控制截面布置应力测点,以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况，根据当前施工阶段向前计算至竣

25、工，预告今后施工可能出现的状态并预告下一阶段当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整.7.7 测试仪器的选择在连续梁桥上，有许多测量应变的方法，应用于桥梁监测与试验的传感器主要有电阻应变片、振弦式应变计及光纤应变传感器等几种。电阻应变片的优点是规格多，动态响应性能好，测试灵敏；缺点是在混凝土振捣时极易被损坏,即使不损坏，其绝缘度也无法保证，长时间测量会产生零点漂移。钢弦应变计的优点是温度性好，长期测试效果好；缺点是尺寸大,对应力梯度大的部位难以测出某一点的应变，其次是不能测量变化很快的应变。综合比较，在主梁各截面应力监测用钢弦应变计，

26、钢弦应变计为一密封式字保证体系，与外界物质并不直接相关，测试是通过测其频率即可得到混凝土的应变，从而得到应力。 （a） JMZX3003综合测试仪 （b） JMZX-215智能弦式数码应变计图5 应变观测仪器JMZX215AT 智能弦式数码应变计是一种埋入式混凝土应变计，能够同时测量应变与温度，适用于各种混凝土结构内部的应变测量,适应长期监测和自动化测量。典型应用有桥梁等混凝土结构内部的应力应变测量。应变计安装采用绑扎方式，即用扎丝将应变计绑扎在钢筋（或制作的支架）底侧。其应变测量应在混凝土凝固后进行。箱梁应力监测。应变计按预定的测试方向固定在主筋上,箱梁顶板的应变计绑在最外层普通钢筋的下面，箱梁底板的应变计绑在次外层普通钢筋的下面，导线沿钢筋绑扎牢固，全部引入到箱梁内部,防振捣冲击。应变计导线务必保护好，应挂在箱梁腹板上，不能散落在箱梁底板上。3跨连续梁均布置4个应力测试截面，如下图。分别为每个T构的根部截面和边跨、中跨的跨中附近截面；每个墩顶根部截面设一个关键截面（2、4截面），每个关键截面布置8个测点，其余截面（1、3截面）布置4个测点.即每座桥布置24个测点。在同一个标段内，对同样跨度的连续梁，选择一座测试应力，其