潼南东安大桥监控实施方案-201441改PPT

潼南东安大桥主桥

（112+210+112）连续刚构桥梁

施工监控方案

陕西海嵘工程试验检测有限公司

2014年4月评审汇报目录一、项目概况二、施工控制的目的和意义三、施工控制系统的组成四、施工监控的实施方案五、施工监测与施工控制报告的提供方式六、所需先关各方的配合七、施工监控工作小组八、施工建议九、投入仪器潼南东安大桥主桥连续刚构桥梁监控方案1、项目概况潼南位于重庆西北部，地处成渝两个特大型城市的中心地带，是重庆西北的重要门户和成渝经济带上的重要节点，既是“重庆一小时经济圈“的前沿，又是成渝经济区的“腹心”，也是渝蓉主轴的支点。潼南是全国无公害农产品“蔬菜”优秀生产示范基地，是重庆西部绿色菜都。“十一五”期间，潼南县社会经济发展取得巨大成就，地区生产总值突破百亿元，交通基础设施规模有了突破性的增长，运输服务质量和水平稳步提升，广大群众的出行条件得到根本改善。根据《潼南县国民经济和社会发展十二五规划》，“十二五”期末潼南城市规模发展到50平方公里，实现新型工业化、城乡一体化、农业现代化取得重大突破，地区生产总值、人均地区生产总值、工业总产值、地方财政收入、城乡居民收入实现“五个翻番”，社会民生显著改善，建成中国西部绿色菜都、新型工业基地、生态文化名城，全面完成建设小康社会目标。

1、项目概况

本桥位的确定是结合业主的要求：服从遂渝高速公路潼南立交至江北遂渝铁路潼南火车站的主干道线形，尽量减少城市建筑的拆迁和占地，结合现场踏勘的资料确定现桥位。项目建成后形成一条化工园区至渝遂高速公路一条快速物流通道，可避免危化品运输经过潼南城区。东安大桥为8×40m连续T梁+112+210+112m连续刚构+2×40m连续T梁，桥梁起止桩号：K11+973.5～K12+818，桥梁全长844.5m。桥面全宽30.5m，最大桥高约70m，设计桥面纵坡为+1.30～-0.50%。最高通航水位：240.530m，设计洪水频率：1/300，设计水位246.640m。

潼南东安大桥主桥连续刚构桥梁监控方案

1、项目概况潼南东安大桥主桥连续刚构桥梁监控方案图1潼南东安大桥总体布置图

2、施工控制的目的和意义

潼南东安大桥主桥施工控制的目的和意义东安大桥主跨径210米，两边跨各112米，对于分节段悬臂浇筑多工序、多阶段自架设体系施工的预应力混凝土变截面连续梁来说，从开工到成桥要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换。其设计时的理论计算与实际各施工状态的差异对成桥后桥的标高及内力的影响显得尤为突出，因此如何通过施工浇筑过程中的控制以及主梁标高调整来获得预先设计的应力状态和几何线形，是施工中的关键问题，施工监控是保证大桥建设质量关键技术环节之一。本桥210米跨径主跨结构，在连续刚构桥梁已算较大跨径，大跨径变截面连续梁的施工方法仍然采用悬臂施工，就施工安全性而言，挂篮施工过程中对应力和挠度的控制显得极其重要。通过对整个施工过程中的监控量测，保证大桥安全合龙，并且使大桥实际线形尽可能地吻合设计线形，这是本次施工监测的主要目的。3、监控系统的组成

施工控制系统主要包括：结构设计参数监测、几何状态监测、应力监测、温度监测等几个部分，其组成如图3-1和3-2所示。潼南东安大桥主桥监控测试系统图3-1施工监控流程图

3、监控系统的组成潼南东安大桥主桥监控测试系统图3-2施工监控测试系统4、施工监控的实施方案施工监控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。因此，预应力混凝土连续刚构桥施工控制的原则为以主梁线形控制为主，应力控制为辅。（1）线形（变形）要求：线形控制主要是严格控制主梁每一节段的竖向挠度及横向偏移。若偏差较大时，必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备。主梁线形（变形）控制的最终目标是保证主梁的整体标高和局部平顺性，使成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高满足上述两方面的要求。其次主梁的实际桥轴线与理论桥轴线的偏差应符合设计和桥梁工程质量评定标准等要求。1、施工监控项目要求及原则4、施工监控的实施方案1、施工监控项目要求及原则（2）应力要求：应力控制是控制主梁在施工过程中和成桥后的应力，尤其是合拢阶段的控制，确保主梁应力在安全范围内，满足规范要求。（3）调控策略：主梁线形调整最直接的手段是调整主梁的立模标高。若应力实测值与理论值之间存在较大偏差，必须找出原因，进行调整。一般通过额外的压重、适当调整预应力张拉力等手段对应力误差进行调整。4、施工监控的实施方案1、施工监控理论计算图4-1前进分析系统流程图4、施工监控的实施方案1、施工监控理论计算图4-2控制分析流程

4、施工监控的实施方案3、主要计算过程

根据施工控制合同及线形控制的要求对潼南东安大桥进行了挠度计算，计算程序分别采用Midascivil程序对施工阶段过程中的各个阶段进行了跟踪计算，并把计算结果进行分析。（一）主要计算参数选取1)恒载箱梁采用C55混凝土，箱梁混凝土的容重按26kN/m3计，沥青混凝土容重：24kN/m3，二期恒载的线荷载集度为52.6kN/m。箱梁纵向预应力钢束采用fpk=1860MPa，Ep=1.95×105MPa，锚下张拉控制应力σcon=1395MPa，钢筋松弛率0.3％，管道摩阻系数0.17，管道偏差0.0015/m。4、施工监控的实施方案3、主要计算过程

构件材料构件材料对应的材料特性弹性模量(MPa)材料容重(kN/m3)线膨胀系数(×10-5)混凝土3.55×10426.001.0钢绞线1.95×10578.501.24、施工监控的实施方案3、主要计算过程(2)活载汽车荷载：公路－I级。(3)施工荷载挂篮重取110T，吊架80T(4)设计速度：60km/h(5)桥面横坡：单向2%(6)结构设计基准期：100年(7)高程系统：54北京坐标系。

4、施工监控的实施方案3、主要计算过程(二)模型单元划分：潼南东安大桥主桥计算模型共划分成228个单元,其中上部结构划分成134个单元,下部划分成94个单元，如图4-4所示（MIDASCIVIL计算图示）。计算形成的数据文件是桥梁结构施工控制的基础。

图4-3midas分析的计算模型图4、施工监控的实施方案3、主要计算过程（三）施工阶段划分模型将主桥上部结构共定义94个施工阶段，其中每个节段施工细分为：上(移）挂篮、浇筑混凝土、张拉预应力三个施工阶段。（四）边界条件模拟将桥墩墩底设置为固端，把预应力箱梁两端永久支座设置为活动支座，为了使墩顶与主梁连接处有相同位移，采用弹性连接类型中的刚接将其连接起来，边跨现浇段的临时支座设置为固定铰支座。（五）施工临时荷载模拟施工阶段临时荷载主要包括挂篮荷载和吊架荷载，模型中采用节点荷载进行模拟，根据设计和施工方提供的资料挂篮和吊架节点荷载分别取1100kN和800kN。4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案（一）应力监测在大桥上部结构（箱梁）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与应力分布情况。结合反馈控制的实时跟踪分析，由反馈控制子系统提供最优可调变量的调整方案，由实时跟踪分析系统分析在计入误差和变量调整之后每阶段乃至竣工后结构的实际状态，同时可根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态并预报下一阶段当前已安装构件或即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。（1）测试仪器的选择根据对多种应力测试仪器的性能比较，考虑要适合长期观测并能保证足够的精度，选用钢弦式应变计（埋入式）和配套的频率接收仪作为应力观测仪器。该应变计的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，适合于应力长期观测。4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案（2）测点布置根据结构的对称性，上部结构（箱梁）应变测点以单幅桥为主，总共布置6×11＝66个应力测点，主梁测点布置在悬臂根部和各悬浇节段端截面等关键截面上，测试仪器采用精度较高的、能满足施工监控要求的混凝土应变计、钢筋应变计。应变测点纵向布置见图4-2。主梁（控制截面）测点布置如图4-3(a)。下部结构双肢薄壁墩共布置6×4＝24个测点，布置如图4-3(b)。（3）监测方法跟踪检测箱梁混凝土浇筑、预应力张拉、挂篮移动等施工过程以及早晚温差变化的控制截面应力变化。若发现观测值与理论计算值相差较大，则应立即分析原因并提出有效的措施，科学指导施工。4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案图4-4潼南东安大桥应变测点纵向布置图

4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案图4-5a潼南东安大桥控制截面应变测点布置示意图

图4-5b潼南东安大桥桥墩应变测点布置示意图

4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案（二）高墩垂直度测试在模板上布置测点，采用全站仪、水准仪、水平尺和钢卷尺等配合进行测试（三）挠度观测连续刚构桥挂篮悬臂浇筑每一个箱梁节段分三个阶段，在挂篮前移后、浇筑混凝土后和张拉预应力后，均需对已施工箱梁上的监测点进行观测，该观测程序，称为三阶段挠度观测法，观测采用精密水准仪、全站仪等测量仪器。标高测点布置在节段接缝处，纵向布置在各节段端部，截面高程测点布置如图4-6所示。4、施工监控的实施方案3、施工监控的监测方案图4-6潼南东安大桥高程测点截面布置图（四）温度观测日照温差测试采用测点预埋，用带温度测试功能的JMZX-215AT型应变传感器进行适当的观测，记录箱梁日照温变的情况。季节温差则采集各节段在各施工阶段的温度，输入计算机，分析其挠度变化规律。4、施工监控的实施方案4、施工控制的具体流程编号工况测量内容时间限制备注1挂篮定位挂篮三条线测点无精度±1cm,上下游高差<1cm2挂篮定位后第二天所有已施工梁段测点0时至日出前3浇筑混凝土前挂篮三条线测点无确定顶底板测点标高关系4混凝土完全浇筑后所有已施工梁段测点0时至日出前5混凝土完全浇注后本节段箱梁顶面标高0时至日出前6混凝土完全浇注后本节段箱梁轴线位置7混凝土完全浇注后墩顶水平位移每5个节段一次8预应力钢筋张拉后所有测点0时至日出前表1施工控制测量内容及时间5、施工监测与施工控制报告的提供方式

（1）在每一施工循环完成以后，向建设方提交相应的阶段检测报告。报告中将对结构当前状态进行评述，并提出下一施工阶段墩身高程和节段标高的建议值，经设计方确认签字后实施。（2）整个项目完成以后，将提供项目研究的全部正式报告。控制报告提供方式6、所需相关各方的配合图6-1施工控制工作框图现场各方配合所需为做好监控工作，需要各单位通力合作。建议业主牵头成立施工监控领导机构，在组织形式上分两个层次开展施工监控工作，即设立施工监控领导小组与施工监控工作小组。重大技术问题由领导小组讨论决定，具体工作由施工监控工作小组（监控方）实施。6、所需相关各方的配合现场各方配合所需

1)建设单位加强现场管理，协调各成员单位的工作，及时召集施工控制会议，决定监控决策。2)设计单位提供结构计算数据文件、图纸、结构最终内力状态、和线形；讨论决定重大设计修改，负责变更设计后各种验算；审查施工控制方案和施工控制指令。3)施工单位施工组织设计与进度安排，如变更原定施工方案应及早提出；进行有关参数的试验；桥面施工荷载调查与控制；主梁位移测试；6、所需相关各方的配合现场各方配合所需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；提供施工控制工作所需电源和临时用设施等。4)监理单位监测结构线形；监督施工单位对监控单位埋设的测试元件进行有效的保护；每一施工阶段完成后将有关监测结果及时汇总给施工控制小组，协调施工单位与监控单位的工作。5)监控单位拟定施工控制方案及施工控制计算；施工过程结构变位、应力、应变和温度观测；识别设计参数误差，并进行有效预测；6、所需相关各方的配合现场各方配合所需优化调整分析；预测下一节段的立模标高；汇总所有的测试数据；进行温度影响测试；发生重大修改及时向工作小组汇报并会同设计单位提出调整方案；各个施工阶段发出相应监控指令。7、施工监控工作小组施工监控工作小组划分施工监控工作小组分为现场测试组和理论分析组。1）现场监测组施工过程结构变位、应力、应变和温度观测；进行温度影响测试；初步处理现场测得的数据；2）理论分析组施工控制理论计算，提供立模标高的理论值；处理施工实测数据，进行参数识别与预测；对实测值与理论值的误差进行分析，并对下阶段状态进行预测；优化调整分析；预测下节段的立模标高；做出初步监控方案，并提交领导小组进行审核。8、施工建议东安大桥施工建议

施工控制精度受到环境因素、施工条件因素及测量精度等多种因素的影响。而合理的施工措施、严格的精度控制，以及施工方与监控方的紧密配合是保证桥梁顺利实施的基础。为此在满足设计文件及相关规范要求的基础上，提出如下要求：（1）施工挂篮拼装完成后应进行荷载试验，记录荷载－变形关系；在节段施工中，应采取有效措施，防止“错台”现象；（2）悬臂施工中，应保持对称施工，不对称荷载应小于节段底板重量；（3）要求各T的悬臂施工进度尽量保持一致，最大进度差不大于7天；（4）施工单位需制定一套适应工程环境的混凝土养生的详细措施，并严格实施；（5）桥面上需堆放施工材料时，应尽量靠近0号块附近对称布置，如桥梁临时荷载发生改变时，应