大桥监控实施方案.doc

0金路方圆 澧水大桥主桥施工监控方案 某某大桥主桥施工监控实施方案19目 录一、被控对象基本情况11.1 结构布置11.2 材料选用11.3 主梁施工2二、 监控目的与依据22.1 监控目的2三、监控的原则与方法33.1 控制原则33.2 控制方法4四、施工控制主要工作内容54.1 施工仿真计算54.2 主梁挠度观测54.3 主梁应变（应力）监测64.4 施工过程中的裂缝检查74.5 温度及其影响观测74.6 施工控制有关的基础资料试验与收集84.7 设计参数误差分析和识别84.8 预告主梁下节段立模标高8五、监控实施程序95.1 主墩施工阶段95.2 主梁0#块施工阶段95.3 主梁悬臂施工阶段95.4 合拢段施工阶段105.5 二期恒载施工阶段11六、总的要求11七、监控报告127.1 阶段性报告127.2 总报告12八、现场组织、分工与协作128.1 组织128.2 分工138.3 协调工作15九、施工监控工作计划159.1 时间安排159.2 主要工作人员安排159.3 拟投入的主要仪器和设备1619某某大桥主桥施工监控方案一、被控对象基本情况1.1 结构布置a)上部结构结构形式：5跨预应力混凝土变截面连续箱梁主桥全长：472m跨径组合：56+490+56m桥面宽度：净12+21.5=15米。主梁断面：主梁断面为单箱单室箱形截面面。箱梁梁高、底板厚度均按2次抛物线变化。b)下部结构悬浇连续箱梁主墩为墙式桥墩，顺桥向厚度为280cm，横桥向宽1010cm，桥墩内挖390cm宽的空洞，空顶倒成半圆。承台厚度300cm承台设置150cm封底混凝土，桩基为双排3D180cm钻孔灌注桩，共6根。主桥主墩设置GPZ（II）3.5型盆式支座。 1.2 材料选用a)混凝土主桥连续箱梁：C55混凝土盖梁、墩柱、墩柱间系梁及挡块：C40混凝土主桥承台：C30混凝土承台封底：C20混凝土支座垫石：C40、C50混凝土全桥桩基、桩顶系梁：C30混凝土人行道：C30混凝土桥面铺装：C40混凝土b)预应力筋纵向预应力采用钢绞线15.24：标准强度fpk=1860MPa，公称直径15.24mm，弹性模量Ey=1.95105MPa；横向预应力束为215.2mm钢绞线，单端交错张拉。竖向预应力采用315.2mm钢绞线单端张拉，采用二次张拉工艺。c)普通钢筋钢筋直径大于或等于12mm均采用HRB335钢筋，钢筋直径小于12mm均采用R235钢筋，其标准强度分别为335MPa 和 235MPa。1.3 主梁施工a) 施工单元划分（1）1号T和5号T1号T和2号T分别与8号墩和12号墩对应，由整个56m边跨和90m跨的一部分构成。（2）2号T、3号T和4号T2号T、3号T和4号T分别与9号墩、10号墩和11#墩对应，由四个90m跨的相应部分构成。b)施工方法边跨现浇段采用满堂支架浇筑，1、2、3、4、5号T采用挂篮悬臂浇注。c)合拢顺序合拢顺序为：先合拢7#墩与8#墩边跨，接着12#墩与13#墩边跨、8#墩与9#墩次边跨、11#墩与12#墩次边跨，最后中跨全桥合拢。二、 监控目的与依据2.1 监控目的某某大桥是一座大型桥梁，具有较大的技术难度。大跨度桥梁施工过程复杂，设计与施工高度耦合，施工过程中各种影响结构变形和内力的参数（如梁重、结构刚度、温度场、有效预应力等）存在误差，如果不加以控制调整，这些误差会导致结构变形和受力严重偏离理论计算轨迹，成桥后主梁的线形和结构内力都将难以满足设计要求，并且施工过程中容易导致超应力情况，造成严重后果。为了确保主桥在施工过程中结构内力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后的线形符合设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望，在桥梁施工过程中必须进行严格的施工控制。施工监控的具体目标是：a)通过施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两悬臂标高的相对偏差不大于规定值。b)通过对悬浇过程箱梁主要截面的应力观测，确保主要截面的应力满足设计要求。c)通过对桥墩墩顶位移、垂直度以及桥墩控制截面的应力测量，确保桥墩在施工过程中以及成桥后的稳定，并确保墩身应力满足设计要求。d)通过对悬浇过程箱梁表面及桥墩墩身裂缝观测，以控制箱梁及墩身裂缝的产生，及时分析原因并采取措施。2.2 监控依据（1）公路工程技术标准（JTG B01-2003）；（2）公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）；（3）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；（4）中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）（5）某某大桥施工组织设计。（6）某某大桥施工图设计文件；（7）现场试验及测量三、监控的原则与方法3.1 控制原则施工控制的目的是要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种参数误差对成桥目标的影响，确保成桥后结构内力和线形满足设计要求。a)受力要求反映桥梁受力的因素包括主梁和刚接桥墩的截面内力（或应力）。通常起控制作用的是主梁上下缘正应力以及腹板的主应力，控制作用的主要因素是主梁自重和预应力。主梁重量控制要求：按施工规程要求对主梁横截面尺寸的误差严格控制，主梁截面平均应力增量误差15%。b)变形要求线形主要是主梁的标高。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。立模标高允许误差：（+/-）5mm，已浇梁段以及成桥后主梁系统控制误差：标高误差：（+30mm/-10mm）。主梁轴线等参数允许误差按有关规范取用。c)调控手段对于主梁线形的调整，调整立模标高是最直接的手段。将参数误差调整引起的主梁标高的变化通过立模标高的调整予以修正，必要时还需对预应力作适当调整。3.2 控制方法连续箱梁桥施工过程复杂，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、温度和预应力等。求施工控制参数的理论值时，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实际与设计不一致性，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。具体流程见图1。图1连续箱梁桥施工控制框图立模标高调整分析设计参数误差预测预告下一梁段立模标高主梁标高、应变、截面尺寸和弹性模量等设计参数误差识别现场数据采集施 工确定理论控制数据前期结构分析计算a)设计参数识别通过在典型施工状态下对状态变量（位移和应力应变）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（如混凝土弹性模量、容重、有效预应力等）。b)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）预测未来梁段的设计参数可能误差量。c)优化调整施工控制主要以控制主梁标高为主，优化调整也以这个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），调整未来梁段的立模标高，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。必要时还需对预应力作适当调整。四、施工控制主要工作内容4.1 施工仿真计算采用桥梁博士3.0、Midas6.71设计计算与控制分析软件大型商用软件ANSYS复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态；并且针对大桥主跨大的特点，对一些关键部位进行重点分析计算。按照确定的施工工序、提供的设计图纸以及其他有关资料，对施工过程进行一次正装计算，得到各施工状态以及成桥状态下的结构内力和变形等控制数据。与设计相互校对确认无误后作为大桥施工控制的理论轨迹。具体数据有：1、各施工状态以及成桥状态下的状态变量的理论数据：主梁标高、墩顶偏位、桥墩垂直度以及控制截面应力应变。2、监控数据理论值：主梁各节段立模标高。4.2 主梁挠度观测测定主梁挠度的变化情况，主要观测混凝土浇筑及预应力张拉对各梁段控制点标高的影响。测点布置：每一梁段悬臂端截面梁顶距梁端20cm左右，在距两腹板外侧50cm的位置分别设立2个标高观测点，测点须用短钢筋预埋设置并用红漆标明编号，测点钢筋露出混凝土表面2cm。当前现浇梁段悬臂端截面在底模上设立两个临时标高观测点，作为当前梁段控制截面的梁底标高，并给出相应于梁顶位置处对应两个测点的高程关系。测试方法：用精密水准仪测量测点标高。每一个节段完成后应对全部已完梁段主梁挠度复测一次。4.3 主梁应变（应力）监测测定主梁控制截面钢筋应力或混凝土应变在施工过程中的变化情况。应变测试元件选用三智科技生产的SZZX-A150B振弦式应变计。采用大桥主梁应力测试的控制断面有：左右幅主梁根部及边跨最大控制弯矩截面和主跨L/4截面、L/2截面。具体位置见图2，控制截面上的测点布置见图3。 注：1. 图中尺寸以厘米计；2. 图中120为应力监测断面；3. 图中断面1、20为边跨最大弯矩控制截面；4. 图中8、9、10附近为温度测试断面；5. 考虑到荷载试验需要，16同时也为荷载试验测试截面。图2 应力、温度监测断面布置图注：1.图中尺寸以厘米计。图3 应力测点横断面布置图4.4 施工过程中的裂缝检查随时对已完成悬浇的箱梁表面以及墩身进行裂缝观测，及时发现裂缝，量测其长度和宽度，并采取补救措施。4.5 温度及其影响观测a)温度场观测观测主梁、桥墩的温度（温度场）及主梁挠度、桥墩位移等随气温和时间的变化规律。 测试方法混凝土中温度测试选用温度传感器，由专用仪器直接读取。在主梁的控制截面内预埋温度传感器，以测量其内部的温度场分布。 测点布置主梁上分别选取跨中、L/4、0#块根部3个标准截面，具体测试断面见图1，控制截面上的测点布置见图4。图4 温度测点横断面布置图 测试时间在施工期间选择有代表性的天气进行24小时连续观测，例如：每个季节选择一个晴天、多云天和阴雨天。b)温度对结构变形和内力影响的测量 测试内容：主梁标高以及相关截面应力应变。 测试时间：与温度场观测同步进行。c)元件保护应变传感器和温度传感器为敏感元件，为防止受损，振捣混凝土时应避免接触元件；同时，拟对元件的引线采取保护措施，采用PVC套管、排气软管包裹引线，防止其施工中发生破坏。为便于施工管理和数据采集工作，各测试断面的引线集中于桥面一侧引出，在此位置设置铁匣子，将引出线放置其中。铁匣子采用厚度5mm左右的钢板制成，尺寸为30cm30cm30cm，匣子底部空置，埋设于箱梁顶板混凝土中，顶部设活动盖，可上锁。考虑到荷载试验的需要，详细的测试内容、测试截面埋置梁段和截面测点数量参见附表1测试内容一览表。4.6 施工控制有关的基础资料试验与收集1、参与一些控制箱梁的施工质量的试验，包括混凝土弹性模量、预应力钢绞线弹性模量、挂蓝加载试验、预应力损失测定、真空压浆工艺试验等，根据试验数据对监控参数进行适当的调整，以使结构的分析结果能更加切实地反映实际结构的受力性能。2、气象资料：晴雨、气温、风向、风速等资料应每星期收集。3、实际工期与未来进度安排。4、挂篮支点反力及其他施工荷载在桥上布置的位置与数值应随时收集。4.7 设计参数误差分析和识别1、挂蓝刚度对标高的影响2、梁段自重误差对结构的影响；3、预应力误差的影响；4、结构刚度误差对结构的影响；5、混凝土收缩徐变对结构的影响；6、施工荷载变化对结构的影响；7、温度、光照变化的影响。4.8 预告主梁下节段立模标高考虑主梁弯曲对结构的影响，根据对桥墩水平位移和主梁标高的监测，对控制目标进行影响分析，建立调整优化模型，调整主梁下节段的立模标高。五、监控实施程序5.1 主墩施工阶段根据施工工序，本阶段对主墩的应力测量，主要以观测为主，掌握应力状态以及变化。主要工作内容是应变计埋设截面的应力观测、桥墩垂直度的观测。5.2 主梁0#块施工阶段由于采用搭设托架浇筑的施工工艺，因此监控的主要内容为落架前后主梁的标高及控制截面应力变化。5.3 主梁悬臂施工阶段每一个施工梁段分为三个工况：a)挂篮前移并定位立模测试内容：挂篮立模标高和悬臂梁段标高要求：检测时间避开局部温差影响（在一天中结构内温度场最均匀的时间）。b)主梁混凝土浇筑测试内容：主梁悬臂各梁段标高。c)预应力张拉测试内容：主梁悬臂各梁段标高、竖向预应力损失、控制截面应力。要求：1、严格控制混凝土数量。2、注意回避日照温差影响或注意温度影响修正。控制精度：1、立模标高误差5mm要求：1、 空挂篮、挂篮上无钢筋和施工荷载。2、 检测时间避开局部温差影响。1、主梁标高。测试单位：施工方测量、监控方监测。2、控制截面应力应变（部分梁段）测试单位：监控方测试挂篮立模和定位张拉预应力浇完全部混凝土控制精度：主梁标高误差+30mm/-10mm要求：1、注意回避日照温差影响或注意温度影响修正。1、主梁标高。测试单位：施工方测量、监控方监测。2、控制截面应力应变（部分梁段）测试单位：监控方测试1、主梁标高。测试单位：施工方测量、监控方监测。标准梁段施工流程见图5。工况测试内容控制精度和要求图5 某某大桥标准梁段施工流程图5.4 合拢段施工阶段合拢段施工是全桥的关键阶段，需对其进行严格的监控，主要内容为主梁的标高、控制截面应力变化以及温度测量，分为以下三个工况：a)安装合拢吊架及平衡重测试内容：复核立模标高。要求：检测时间避开局部温差影响（在一天中结构内温度场最均匀的时间）。b)浇筑合拢混凝土测试内容：主梁悬臂各梁段标高。要求：检测时间避开局部温差影响（在一天中结构内温度场最均匀的时间）。c)拆除合拢吊架测试内容：主梁悬臂各梁段标高以及温度测量。要求：检测时间避开局部温差影响（在一天中结构内温度场最均匀的时间）。5.5 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变化与理论计算是否相符，分为以下三个工况：a)拆除支架、挂蓝b)桥面铺装、护栏、照明等荷载以上两个工况测试内容：主梁四分点的标高、控制截面应力、温度场测试。c)以上a、b工况完成后，主桥交工，对全桥进行全面复测，此次复测也作为监控单位的验收检测。测试内容：主梁八分点的标高、控制截面应力、温度场测试。六、总的要求1、严格控制施工临时荷载，材料堆放要求定点、定量。2、测量工作以施工方为主进行，同时由监控方进行监测，监控方独立提供测量数据。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、主梁挂篮立模的测试工作必须回避日照温差的影响。6、主梁每一梁段的预应力张拉完成之后，有关方把数据汇总至监控方，由监控方进行数据分析后，下达下一梁段的控制指令表。7、控制指令表经设计方、监理方、监控方等有关方面签认后方可执行，才能进行下一梁段的施工。七、监控报告根据大桥的施工顺序和施工内容，将定期和不定期撰写提交监控阶段性报告，大桥建成后提交施工监控总报告，作为本监控项目的成果。7.1 阶段性报告主要将各个关键阶段完成后及时、准确地向施工、监理单位通报监控的有关数据，提出有关的措施和方案，并每月向总工室提交阶段性监控数据和报告。 7.2 总报告为全桥施工监控的总结，包括大桥概况、主要施工方法、变形、应力等监测结果分析、线形控制结果与分析等完整内容。八、现场组织、分工与协作8.1 组织施工控制是个高难度的施工技术问题，但不是孤立的施工技术问题，它涉及设计、施工、监理等单位的工作。为做好本主桥的监控工作，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工作办公室。重大技术问题由领导小组讨论决定，具体工作由施工控制工作办公室实施。其组织机构人员安排如下：（1）施工控制领导小组（主要由各单位的负责人组成）。（2）施工控制工作小组（主要由施工控制单位和施工单位的人员组成）。施工控制工作组织流程框图示意如下图8所示。施工监控领导小组重大问题解决办法监 控 方由监控方进行施工控制分析并发出施工控制指令监 理 方施 工 方施工由有关方测试有关数据数据复测信息反馈业 主决定是否召开施工监控领导小组会议 图8 施工控制组织协调流程图8.2 分工a)业主加强现场管理，协调各成员单位的工作，及时召集施工控制会议。b)设计单位 提供结构计算参数及结果、图纸、结构最终内力状态和线形。 会签控制单位发布的关于预告下阶段立模标高的控制指令表。 讨论决定重大设计修改，负责变更设计后各种验算。c)施工单位 施工组织设计与进度安排，变更原定施工方案应及早提出。 挂篮挠度计算与试验。 混凝土弹性模量试验，不同材料或配合比均需做一组。 桥面施工荷载调查与控制。 主梁的位移测试。测试结果在每一节段完成后及时汇交施工控制工作办公室。 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。 作为辅控方组织有经验的技术人员参与控制，对主控方的控制数据起校核作用。d)监理单位 认真执行监理工作，保证施工质量。 复核监测单位提供的主梁标高观测结果。 提供主梁断面尺寸测量结果。e)施工监控单位 拟定施工控制方案和详细的施工控制细则。 识别设计参数误差，并进行有效预测。 优化调整分析。 预告下阶段主梁挂篮立模标高。 施工过程结构变位、应力、应变、裂缝和温度观测。汇总所有的测试数据。发生重大修改及时向领导小组汇报并会同设计单位提出调整方案。f)施工监控工作小组施工监控工作小组分为顾问组、现场测试组、理论分析组三个小组。现场测试组和理论分析组将所得数据汇总到顾问组，由顾问组做出监控决策。各小组分工如下：（1） 顾问组 审核现场测试小组和理论分析小组的成果，做出监控决策； 对重大技术问题提出解决方案； 及时召集施工监控工作小组内部会议，对阶