方案黑龙江悬索桥施工控制监测方案（含监测表格）

l築龍網第一章概述 1第二章施工监控计划 32.1施工控制的任务 32.2施工监控设计依据 32.3施工监控的要点 42.4施工监控的目标 5第三章施工控制体系构成 63.1施工控制的技术体系 63.2施工控制组织体系 73.3施工控制信息传递体系 8第四章施工控制工作进度安排 第五章施工监测主要内容 5.1施工监控控制网的建立和复测 5.2主塔监测 5.2.1主塔应力监测 5.2.2主塔位移监测 5.3主梁监测 5.3.1钢加劲梁顶推和混凝土锚固跨浇注过程监测 5.3.2钢加劲梁顶推到位后应力监测 5.3.3钢加劲梁到位后线形监测 5.4主缆应力和线形监测 5.5主缆和吊杆索力监测 5.6桥塔和桥墩基础沉降监测 5.7温湿度监测 第六章监测仪器设备 6.1监测设备 6.1.1应变传感器 6.1.2温度传感器 6.1.3温湿度测量仪 6.1.4精密水准仪 6.1.5全站仪 6.1.6压力传感器 6.1.7光纤光栅解调仪 6.1.8无线加速度传感器 6.1.9无线倾角仪 6.1.10GPS系统 6.2仪器精度及进出场安排 第七章施工监控人员和质量保证措施 7.1人员配备 Ⅱ7.1.1参加本项目的监控人员 7.1.2施工监控现场组织机构 7.2施工监控实施的保证措施 7.2.1质量保证 7.2.2施工控制验收 7.2.3施工控制的措施 7.2.4施工和施工监测中的注意事项 第八章施工控制发布指令说明 40第九章施工控制分析报告说明 第十章施工控制工作职责 42 4210.2施工控制工作组职责 10.3施工控制工作领导协调组职责 10.4设计单位职责 10.5施工单位职责 10.6监理单位职责 附录1:大桥主桥施工监测表格 451築龍網 建筑资科下载就在筑龙网第一章概述大桥约2km,走向大致与其平行。路线北起三环路与××街相交处(K0+420),南下至xx畜牧厂，该段路线为地面道路。路线继续南下跨越北侧前进防洪大堤(K2+340),跨越××航道(K4+775)和南侧x×防洪大堤(K7+845),路线跨越大堤后于桩号K8+283处和三环路高架桥衔接。主桥工程为城—A级标准，双向8车道，设计车速为80km/h,采用整体断面，横断面布置为：2.0m(人行道)+15.5m(车行道)+2.0m(中间带)+15.5m(车行道)+2.0m(人行道)=37.0m。南汉主桥桥跨为46m+108m+248m+108m+46m的自锚式悬索桥，边主跨比1/2.3,主跨主缆垂跨比为1/5。加劲梁采用钢-混凝土组合梁，桥面板宽度为40m,桥塔高80.5m为H型结构，采用箱型截面。路西线跨x×大桥主桥立面如图1-1所示，加劲梁结构如图1-2所示。根据《公路悬索桥设计规范》(报批稿，2002)、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000、“市三环路西线跨x×大桥工程施工图设计”的要求，为保证大桥施工期间的质量和安全，为该桥运营监测提供基础资料，西线跨x×大桥主桥须进行施工控制。为了有计划，有步骤，科学的进行施工控制工作，特拟订针对该桥的施工控制实施控制细则。400线路中心线420083007500750083004200?3築龍網 建筑资料下载就在筑龙网第二章施工监控计划对高次超静定桥跨结构(多跨连续梁或连续刚构，或悬索桥),其成桥的梁部线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系，也就是说，不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。另一方面，由于各种因素(如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等)的随机影响，在测量等方面产生的误差，结构的原理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。尤其值得注意的是，某些偏差(如主梁的标高误差、轴线误差、索力误差等)具有累积的特性。若对偏差不加以及时有效的调整，随着主梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离设计值，造成合拢困难或影响成桥的内力和线形。2.1施工控制的任务西线跨x×大桥工程施工控制的任务是：根据实际的施工工序、实际现场获取各类参数，对桥跨结构进行实时理论分析和结构验算；对每一施工阶段，根据分析验算结果给出其吊索的张拉力、梁段立模标高等施工控制指令参数；采集各类施工反馈参数进行施工误差状态分析；以应力预警体系及施工误差容许度指标对施工状态进行安全度评价和灾害预警；对不合理的误差状态提出调整措施。这样，才能保证结构的受力和变形始终处于安全的范围内，成桥后的结构内力和线形符合设计要求。本项目施工控制工作的目标是：通过对线x×大桥主桥进行系统的理论分析和现场测试，在充分了解其受力性能和施工工艺以及系统观测的基础上，建立合理的分析模型，对施工过程中的结构实施有效控制，以确保该桥施工过程中的安全并使成桥后结构的内力和线形符合设计期望。2.2施工监控设计依据(1)《××市三环路西线跨x×大桥工程施工图设计》上海市城市建设设计研究院、黑龙江省公路勘察设计院，2010年7月；4築龍網 建筑资料下载就在筑龙网(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004);(3)《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93);(4)《公路悬索桥设计规范》(报批稿，2002);(5)《公路悬索桥设计规范条文说明》(报批稿，2002):(6)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);(7)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86);(8)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);(9)《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071—2004);(10)《城市道路设计规范》(CJJ3737-90);(11)《城市桥梁设计通用设计规范》(修订意见稿，2007);(12)《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98);(13)《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95);(14)《城市道路照明设计规范》(CCJJ45-91)。2.3施工监控的要点本次监控主要根据施工条件的实际情况，对主桥的成桥状态和每个施工步骤的结构状态进行复核验算，其监控的重点主要是：(1)根据施工组织设计、施工监控大纲、设计图纸等资料，撰写施工监测实施方案和实施细则；(2)主梁、桥塔线形及桥墩、桥塔基础沉降控制；(3)主缆的空缆.、架设线形和施工猫道线形控制；(4)预应力筋的张拉质量控制；必须严格控制预应力筋张拉力的偏差在允许的范围之内，以保证结构的受力安全。(5)主梁和桥塔应力监测；在加劲梁和桥塔各控制截面预埋应力传感元件进行应力实时监控从而及时掌握上述构件的实际应力状态。(6)主缆应力监测；通过在主缆的散索套处测量上钢丝束、中钢丝束和下钢丝束等三处钢丝束的5築龍網 应力来了解主缆在混凝土箱梁吊装、体系转换及桥面系铺装期间的应力状态。(7)吊索索力监控；(8)承台混凝土水化热效应监控；(9)实时跟踪数据误进行误差分析和设计参数修正；(10)撰写施工监测报告。2.4施工监控的目标通过对西线x×大桥主桥进行系统的理论分析和现场测试，在充分了解其受力性能和施工工艺以及系统观测的基础上，建立合理的分析模型，对施工过程中的结构实施有效控制，以确保该桥施工过程中的安全并使成桥后结构的内力和线形符合设计期望。具体优化控制指标为：(1)索股架设垂度误差：(2)主缆成桥线形(3)主梁线形(4)桥塔倾斜度：≤15mm(5)索夹位置6建筑资料下载就在筑龙网(6)主缆和吊索(7)其它主梁轴线、桥面平整度和基础沉降等参数允许误差严格规范取用。築龍網 建筑资料下载就在筑龙网第三章施工控制体系构成施工控制的工作，广义上讲，就是指施工控制体系的建立和正确的运作。3.1施工控制的技术体系桥梁的施工控制与桥梁的设计和施工有密切的联系。根据路西线跨松花江x×大桥工程设计和施工的具体特点，参考国内外桥梁施工控制工作的开展情况，建立如图2-1所示的施工控制技术体系，依此进行施工控制。从图3-1可以看到：桥梁的施工控制与桥梁设计、施工及监理是密切联系的。从信息论的观点看，桥梁的施工控制过程是一个信息采集、信息分析处理和信息反馈的过程。施工控制技术体系包含实时测量体系、现场测试体系、实时计算体系、应力预警体系等部分组成。通过实时测量体系和现场测试体系，可以采集到桥梁施工过程中的各类所关心的数据信息。借助桥梁施工控制的计算分析体系，对采集的数据信息进行分析。尤其是对施工中各类结构响应数据(如变形、内力、应力、温度场)的分析，可以对施工误差做出评价，并根据需要研究制定出精度控制和误差调整的具体措施。最后以施工控制指令的形式为桥梁的施工提供反馈信息。在施工控制计算和误差分析中，通过对施工容许误差度指标数据体系、施工反馈数据(尤其是应力监测数据)、施工控制目标值数据的分析确立施工状态的应力预警体系(虚框内所示)。7築龍網 建筑资科下载就在筑龙网施工体系施工体系移动支架提升钢箱梁梁段提升悬臂横梁、与箱体拼装张拉吊索开施工现场实时测量体系现场测试体系施工控制计算体系实时计算预测计算线形测量块件重量、尺寸施工荷载理论目标真值车参数识脉、修正理论施工误差应力预警修正量计算误差模态分析实际施工误差实际施工误差施工控制体系设计参数下阶段的控制指令数据拼装标高、轴线偏位张拉索力设计变更设计图纸施工时间环境温度主梁温度控制指令监理通知力学测量主梁应力桥塔应力吊索拉力主梁标高主梁轴线桥塔偏位监理体系设计体系计算核对现场测试参数施工实测数据砼容重、弹模图3-1施工控制技术体系3.2施工控制组织体系为保障施工控制工作的保质、保量、高效地完成，必须明确施工控制实施过程中的工作制度和组织制度。结合西线跨x×大桥工程施工的实际情况和施工控制工作的具体技术内容，成立西线跨x×大桥工程施工控制工作领导组”,由大桥的建设单位、施工单位、设计单位、监理单位和主控单位(承担施工控制任务的单位)的负责人组成。领导组负责施工控制工作实施过程中的总体协调工作。同时，由承担施工控制任务的单位牵头建立西线跨x×大桥工程施工控制工作组”,成员由参加大桥施工控制任务的技术人员组成。工作组负责施工控制具体任务的实施。施工控制工作组的具体组成如图3-2所示。施工控制领导组负责在每月的工地例会中组织施工控制工作专题内容讨论8築龍網建筑资科下载就在筑龙两听取施工控制工作组对施工控制工作情况的通报。有重大问题时，组织召集进行临时技术讨论。专家组(远程)专家组(远程)工地项目负责人应力测试人员其他技术和工作人员监控分析人员图3-2施工控制工作的组织体系在施工控制工作组的日常工作中，信息传递的时效性、准确性、可靠性和通畅性是保证施工控制工作顺利进行的基本前提。在项目实施将建立如图2-3所示的信息传递机制，以控制报表体系为核心进行施工控制的日常工作。施工控制的工作接受监理工程师的全面监理。对施工控制而言，其日常工作需要得到设计和施工部门的大力支持和配合，需要信息和意见的及时交流；其控制指令和结果则需要借助监理权威和程序予以发布、执行和反馈。在施工控制工作中涉及的各类报表内容和填表要求均在下面内容中加以说9施工信息施工信息施工单位施工进度施工临时荷载状况发布控制指公主梁标高、轴线偏位、桥塔偏位监控关心的其他施工信息建设单位监理单位提供指令数据提交应力测试和误差分析结果监控信息控制指令(拼装标高、张拉索力)临时荷载布置要求应力测试结果索力测试结果温度场测试结果误差分析结果其他控制信息主梁施工控制数据表荷载布置建议文件应力测试数据表索力测试数据表温度测试报告主梁施工误差分析报告设计单位监控单位校核计算协商控制要求施工进度计划报表及实际进度报表施工荷载报表主梁施工测量报表提供施工结果索取控制指令执行控制指令反馈施工结果图3-3施工控制信息传递机制第四章施工控制工作进度安排根据目前西线跨x×大桥施工进度的实际情况，结合施工控制工作的具体特点，西线跨x×大桥工程施工控制工作的总体进度安排见表4-1。表4-1施工控制工作总体进度表实施阶段施工控制工作安排施工控制方案确定后1、开始进行设计计算与施工控制计算的校核工作2、进行测试元件和设备的采购工作主塔下塔柱施工开始派驻人员进行现场准备工作主塔施工阶段派驻人员进场开始索塔应力、温度监测主梁施工阶段1、根据施工进度埋设测试元件2、采集现场数据信息3、进行施工控制预测计算和施工控制实时计算4、计算分析施工误差形态5、进行应力监测、索力测量、温度测量6、确定精度控制要求和误差调整方案全桥竣工后1、提交施工控制总结报告2、提交测试元件埋设、使用状况数据交接报告召开施工控制项目总结评审会在主梁施工的阶段，各项控制测试、测量的相应进度要求见最后的附表说明。其它的测量参数、临时荷载调查荷载等工作进度根据施工控制具体情况选择测试阶段。築龍網 建筑资料下载就在筑龙网第五章施工监测主要内容5.1施工监控控制网的建立和复测待现场勘查后，确定固定观测点，经过坐标转换分别建立承台、桥面观测坐标体系和控制网。反复核对后确定监测控制网站。对坐标的测量主要采用精密全站仪进行。利用精密水准仪进行地基整体沉降测量。施工期间还应对控制网进行复测，复测周期初步为：锚固跨主梁未浇前，复测周期为二个月；过渡跨和锚固跨主梁浇注过程中每30天复测一次；钢-混凝土加劲梁顶推和张拉吊杆过程中每10天复测一次。由于线形对温度、日照较敏感，所以测量时间应选在日出之前温度较恒定的时段内进行。施工监控网的建立是为了保证桥梁施工的质量和安全，控制桥塔、主梁和主缆施工的中线位置和标高，监测施工过程中桥塔、主梁和主缆位移变化情况，为吊索张拉索力调整提供依据，保证桥梁平面中轴线和高程差控制在设计要求之内，全桥的平、纵线形与设计相符。为锚固跨混凝土主梁浇筑施工服务的测量控制网建立在各墩的承台上，而后再根据施工的进度安排将承台上的控制点转移桥面上。平面控制网是由左右幅道路中轴线组成，如图5-1所示，控制网由北过渡墩至南过渡墩的12个控制点组成一个矩形控制网。北锚墩图5-1南主墩南锚墩平面控制网示意图平面控制网采用全站仪直线穿线法建立。高程控制网依托已建立的控制网点，采用二等水准测量的方法，先在各桥墩承台上各设一个高程控制点，待箱梁竣工后，用水准仪加悬挂钢尺的方法移至相应墩顶桥面上，相应墩顶桥面上的水築龍網 建筑资料下载就在筑龙网准点即为以后施工的高程控制点。5.2主塔监测5.2.1主塔应力监测对主塔实行施工监测，并对监测数据进行分析，从而控制整个施工过程中的应力、应变、变位；预报塔的稳定性，确保塔的安全。主塔内力监测一般通过预埋应变计监测主塔的绝对应力，再根据测试结果采取相应措施(决定主索鞍的顶推时机和顶推量)来保证主塔的安全。一般情况下主塔根部截面及下横梁上部截面为最不利截面，考虑到监控埋设传感器实测的可操作性，根据计算选取靠近主塔根部及下横梁上部第3节桥塔底部处作为布设应变计的主塔控制关键截面。主塔控制关键面位置及光纤光栅应变传感器预设位置图，如图5-2、5-3所示，南北索塔共计八个控制截面，每截面布设应变计4个，该传感器的布设考虑到成桥荷载试验和健康监测的需要。测点的具体数量与位置统计见表5-1。图5-2桥塔应力监控截面布设图图5-3桥塔监控截面应力测点布设图築龍網 建筑资料下载就在筑龙网主塔变形观测的常用方法有：测角，测边、边角交会法、极坐标法，各主塔变形观测的常用方法有：测角，测边、边角交会法、极坐标法，各有其优缺点。全站仪极坐标法观测方便，在工作基点上安置好仪器，输入测站点坐标并配置起始方位角后，只要一次照准反射棱镜，仪器即可测出方位角和距离计算并显示变形点的坐标。将测量结果与变形点第一次测量的坐标比较，就得出变形点的二维偏移量。因此本桥将在塔顶布设两个测点，如图5-4所示，采用全站仪进行变形测量。为保证精度，观测要进行一个测回。测点的具体数量与位置统计见表5-3图5-4塔顶变形测点布设图5.3主梁监测5.3.1钢加劲梁顶推和混凝土锚固跨浇注过程监测在主桥钢加劲梁的顶推施工中，由于钢材弹性模量变异带来的顶推时导梁预抬量的变化，以及顶推过程中钢加劲梁的内力分布规律显著区别于顶推到位及成桥状态下的钢加劲梁的内力分布。因此，为保证施工安全和施工质量并达到设计要求，有必要对钢梁的顶推施工进行监测，其工作主要需要处理顶推过程中结构的变形、应力应变和千斤顶的纵向顶推力等。1、结构变形监测结构变形监测主要是对顶推过程中钢梁、钢导梁的横向偏位、竖向挠度以及结构变形监测主要是对顶推过程中钢梁、钢导梁的横向偏位、竖向挠度以及临时墩的偏位与沉降进行测量，监测主要采用精密水准测量和全站仪坐标测量，築龍網 建筑资科下载就在筑龙两在顶推施工过程钢梁每前进16~34m和典型工况(如跨中位移最大，或者某墩反力最大)对结构进行施测，同时测量应尽量在温度较低的早上或傍晚，避免阳光偏晒或直晒，避免大风或雨雪天气。为实现结构变形监测目的，钢梁监测点选择在钢导梁各节主梁前端和钢梁主系梁各划分节段前端截面中部上下游对称布置，测点编号位DT1~DT28。临时墩监测点选择在PD3~PD11墩上下游对称布置在墩顶处，测点编号位DT29~DT36。结构变形测点具体布置如图5-5、图5-6所示。2、应力监测顶推过程中钢梁的应力监测主要采用光纤光栅智能传感元件进行监测，全桥考虑梁底拉锚器位置及顶推后钢梁监测选取导梁后钢箱梁15个截面(图5-7中F2~F10和DF1~DF6监控截面)作为主要的监测对象，主要监测钢加劲梁的局部承压最大应力及钢加劲梁截面弯曲应力变化情况。各监测断面的测点布置如图5-8所示。此外为保证顶推过程中临时墩的安全还应对PD5~PD8#临时墩在江水冻结面处的断面进行应力监测。监测断面的测点布置如图5-9所示。3、千斤顶的纵向推力测试钢梁顶推过程中连续千斤顶的纵向推力主要是通过油表的读书换算各工况各纵向千斤顶的张拉力。锚固跨主梁混凝土浇注也是本桥施工的关键工序，在浇注混凝土之前，应对支架进行等加载预压监测，以消除支架的非弹性变形，验证支架的稳定性。在混凝土浇注过程中通过精密水准和钢弦应变计来监测支架的变形和应力状态，确保支架安全。点住点住测部VDT6DT16(19)DT15(20)DT14(21)VDT6DT16(19)DT15(20)DT14(21)DT⁷(28)DT4DT3DT2VDT1DT8(27)DT13(22)V(NB3)(NB4)SBO((NB3)(NB4)SBO(NB6)AD⁰(NB8)(NB5)SB10(NB10)SB11(NB11)(NB7)991V、V、图5-5钢梁变形测点布置图DT36 1PD11图5-6临时墩变形测点布置图图5-8钢梁顶推应变监控截面传感器布置图图5-9临时墩应变测点布置图築龍網 建筑资料下载就在筑龙网5.3.2钢加劲梁顶推到位后应力监测钢加劲梁到位后应力监控测量主要是监测主梁顶推完成的各施工状态下主梁控制截面的应力值，以更准确地了解主梁控制截面的应力状况，并对施工过程中各工况施工荷载变化情况进行判断，确保结构施工安全。主梁应力测量的测试截面共11个，分别编号为F1～F11截面布置于L/4、跨中、L3/4、桥塔支点附近断面和锚固端附近截面(如图5-10所示)。同时由于该桥较宽，横向受力较为明显，故需选择F6跨中处的横梁进行监控。主梁应力监控主要采用光纤光栅应变传感器，其在钢-混凝土组合梁段的F2～F10截面上布置在两钢箱梁的4个角点处和桥面板上缘(如图5-11所示),而在混凝土锚固端的F1、F10截面上的布置，如图5-12示。测点的具体数量与位置统计见表5-1。图5-10主梁应变监控截面布置图图5-11F2～F10应变及F6横梁监控截面传感器布置图图5-12F1、F11应变监控截面传感器布置图築龍網建筑资料下载就在筑龙网5.3.3钢加劲梁到位后线形监测钢加劲梁在顶推到位以后的施工过程中的线形测量可提供主梁的各施工阶段的高程实测值和中线实测值，同时还能提供主梁线形随温度变化的曲线，以随时掌握主梁温度变形的影响。主梁中线的测量利用全站仪测出主梁轴线控制点的平面坐标，与设计值进行对比，便可以得出实际偏差值。主梁高程测量是控制成桥线形最主要的依据，采用的方法是几何水平测量法，监测时应用精密水准仪从监控控制网的高程基准点引测得到主梁各段的高程。测点的布置断面按每间隔3个吊索间距选取，在各断面上有五个测点，分别布置钢箱梁中心线上、桥轴线上以及两边小纵梁轴线上，如图5-13所示。测点的具体数量与位置统计见表5-3。图5-13主梁线形测点布置图5.4主缆应力和线形监测悬索桥的主缆一般是由多根索股组成，每根索股的受力理论上完全相同，在实际施工过程中，很难保证索股受力的绝对均匀，但是单根索股的受力应在其允许范围内，以保证安全。因此，对索股的锚跨张力必须进行测试。常用的测试方法有预设压力传感器法、锚跨索股的频率测试法、索股拉杆的应变测试法等。在本项目中采用预设压力传感器法和锚跨索股的频率测试法相结合的方法进行监控测试。每侧每根主缆断