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文档简介

1、绍兴市曹娥江袍江大桥 施工期及运营期监测监控方案中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司OO九年八月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 概述 1. HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 结构概况 1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 施工方法 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 施工监控的意义、原则、目标及依据5. HYPERLINK l bookmark10 o Current

2、 Document 施工监控意义 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 施工监控原则 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 施工监控目标 7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 施工监控依据 8 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 施工监控现场机构组织方案 1.0 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 组织体系 10 HYPERLINK l bookmar

3、k22 o Current Document 施工监控协作体系 11 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 监控文件资料工作流程 12 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 现场施工监控工作体系 13 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 施工监控的重点和难点 1.5施工监控内容和方法1.7. HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 监控工作内容 17 HYPERLINK l bookmark42 o Curren

4、t Document 施工监控计算 18计算软件 18分析方法 19计算内容 20 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 计算模型 21 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 施工监测 22现场测试和收集的参数 23 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 几何线形测量 23应力测量 26索力测量 38温度测量 42监控测点的保护 45 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 营运期的定期监测 4.7.几何线形测量

5、47 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 索力测量 47 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 关键部位应力测量 47 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 梁板裂缝观测 47 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 监测时间与次数 48 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 培训常规监测人员 48 HYPERLINK l bookmark64 o Current D

6、ocument 施工监控及检测实施保证措施4.9质量保证措施 49安全保证措施 50 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 8施工控制项目组人员安排5.1 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 9施工控制用表5.2.1 概述1.1 结构概况绍兴市曹娥江袍江大桥工程,位于绍兴市袍江新区,南起袍江新区三江路同越兴路交叉口,往北跨越曹娥江中游,北至上虞市沥海镇南汇村。本工程的道路等级为城市主干道i级,属于城市特大桥。桥梁设计荷载:加载长度i50m为城一a级;加载长度150n,为汽超一20、挂一120;人群荷载

7、为4kN/m2设计车速60km/h。设计洪水频率为 100年一遇。通航标准为 1000 吨级海轮,最高通航水位为5.14m;通航净空为宽108mx高23m地震设防为7度。主桥纵坡2.1 %,引桥最大纵坡2.4%。整个主桥设置通长的柔性系杆以平衡拱肋的水平推力。系杆采用体外束柔性系杆,系杆束、管道、防腐、锚具和支撑等构件设计采用成品系杆,每一拱肋位置设置6束276j15.24的系杆。系杆全桥通长,通过横梁支架和边跨端横梁定位钢管 安装,锚固于端横梁。吊杆布置采用可换式双吊杆,吊杆纵向间距为 6.58.75米不等,横向中心距 为34.25米。吊杆为工厂生产,现场安装,由强度为 1670MPa勺高强

8、度镀锌钢丝外 包PE套制成。吊杆布置为纵向布置,单组吊杆纵向间距为 48cm,上端锚固于拱肋 的下弦杆;下端直接锚固于钢横梁,每组吊杆规格为 2X857。横梁包括吊杆横梁、拱肋横梁、拱上立柱横梁、墩上立柱横梁和端横梁。上述横梁除端横梁外均采用钢横梁,其中吊杆横梁、拱上立柱横梁、墩上立柱横梁高度150240厘米,横梁长度为45米,吊点(支点)间距为34.25米,工字型截面, 上翼板宽800mm下翼板宽1000mm腹板厚1620mm每片梁重约39吨。拱肋横 梁为箱型断面。 除墩上立柱横梁和拱肋横梁外, 横梁与桥面板通过湿接头联成整体,成为钢混叠合梁结构。墩上立柱横梁和拱肋横梁顶面设置滑动支座。端横

9、梁采用混凝土结构。拱肋横梁与立柱之间通过支座联系,墩上立柱横梁和拱肋横梁分别与墩上立柱和拱肋焊接。钢横梁底部相互之间设置 4 道纵梁。横梁钢材除厚度大于35mmi勺采用Q345qc外,其余均采用 Q345c钢。板面系采用预制冗形钢筋混凝土板和现浇桥面铺装层构成。预制板高45cm,肋宽23cm,翼板厚10cm,车行道板宽216cmffi 245cmi人行道板宽217cm和207cm 车行道板纵横向设置50cm 的现浇接缝,接缝混凝土采用无收缩混凝土。桥面铺装层厚13cm,其中钢纤名!混凝土厚8cm,中粒式改性沥青混凝土厚 5cmi并将8cm厚现浇钢纤维混凝土计入桥面板的受力截面中。 8cm 现浇

10、钢纤维混凝土顶面设置防水层。钢纤维混凝土的掺量为 60kg/m3。钢横梁(墩上立柱横梁和拱肋横梁外)与桥 面板通过接缝连成整体,使横梁在承受二期恒载和活载时成为钢混叠合梁。墩上立柱采用钢管混凝土结构,尺寸为 小1500 x12mm内灌C50混凝土,立柱 与横梁焊接。拱上立柱采用 46500 x 12mm的格构柱,柱顶与横梁之间设支座。拱 上立柱在拱肋加工时先安装好立柱底座,当拱肋混凝土达到设计强度时,再现场安 装立柱,立柱高度根据拱肋实测标高进行调整。最后浇筑立柱底座混凝土。袍江大桥主要技术标准为:1)道路等级:城市主干道I级,特大桥。2)桥梁宽度:4.25m (人、非)+2.5m (拱肋)+

11、15.5m (车)+0.5m (FB) +15.5m (车)+2.5m (拱肋)+4.25m (人、非)=45.0m。3)设计车速: 60km/h。4)设计荷载:( 1)路面设计荷载:标准轴载BZZ-100kN;(2)桥梁设计荷载:加载长度小于150m为城A级;大于150ml为汽超20 级、挂120;人群荷载4kN/m2。5)设计洪水频率及通航标准:设计洪水频率为 300 年一遇;通航标准为 1000 吨级海轮,最高通航水位为 5.14m;通航净空为宽108mx高23m6)纵、横坡:主桥纵坡2.1%。行车道横坡1.5%,人行道反向横坡1.0%。袍江大桥主桥立面布置示意图见图 1.1 。图1.1

12、袍江大桥主桥立面布置示意图1.2 施工方法本节内容摘自广西路桥袍江大桥项目部“绍兴市曹娥江袍江大桥上构缆索吊装专项技术方案”。曹娥江大桥为三主跨连续系杆拱桥,拱肋和桥墩固结,连拱效应明显,拱肋安装顺序对成桥后拱肋、桥墩受力影响较为突出,因此拱肋安装采用先分别安装次中跨、然后安装中跨的方案。主桥上构所有构件均采用无支架缆索吊装系统进行安装施工。每跨两条主拱肋,每肋分9 个吊装节段,最大吊装节段重64.522T 。钢拱肋安装程序为:节段资料检查合格后-运输钢拱肋节段到起吊位置、定位 -双吊点垂直起吊运输-就位-临时固定-扣索安装、缆风安装-扣索张拉、缆风 收紧-调整标高、轴线-松吊点-吊装下一节段

13、。考虑受起吊位置影响,减少交叉作业,减少安装风险,三跨安装顺序依次为:南次中跨-北次中跨-中跨。每跨主拱肋分9段吊装,两岸分别按照14段的顺序 对称进行,每跨左右均按照上游拱肋单肋合拢后、再横移索鞍至下游进行下游侧拱肋单肋吊装合拢、最后再吊装上下游侧拱肋间横撑的顺序进行。进行单肋合拢的优点在于减少索鞍的横移次数,减少不安全因素,并大大加快施工进度。上下游单肋均合拢后,及时安装永久风撑,增强拱肋整体稳定性。每跨安装完成后,立即完成接头焊接工作,并拆除扣索再进行下跨安装。吊杆系统为纵向双吊杆型式(每个吊点采用一组两根吊杆)。吊杆安装采用工作索辅助进行。吊杆的安装工艺流程为:吊杆孔清理-吊杆锚具检查

14、-实测各吊点标高值-吊 杆运输至现场并松展开-吊点垂直提吊就位-按加载程序张拉吊杆,调整标高-锚 具封闭并作防护处理。吊杆的安装采用工作索及手拉葫芦进行。待横梁吊装到位,拧下下端螺母,将下端锚杯穿进横梁的预留孔道内,再拧上下端螺母。 调节标高时, 按设计要求调节螺母, 吊杆张拉中注意听取监测的标高数,一旦达到设计标高立即停止张拉,拧紧螺母,使桥面标高达到设计要求。注意一片横梁的两个吊点要同步进行。 吊杆安装完成后对锚头内灌注防腐油脂, 安装保护罩,并检查吊杆外防护PE是否有损坏,如有损坏则用PE热焊枪进行补焊。最后安装防 水罩。桥面冗型钢筋混凝土板为先简支后连续的结构体系。钢纵梁及桥面板安装方

15、法 同样采用缆索吊,按设计及有关规定安装,对称进行。下图为缆索吊装系统总体布置图:I扣地锚主地锚装索吊装系统平面布置图图1.2缆索吊装系统总体布置图2施工监控的意义、原则、目标及依据施工监控意义袍江大桥工程具有规模大、技术复杂、施工难度大的特点,对该桥进行施工控 制是十分必要的。施工监控的最根本目的是确保施工中结构的安全和确保成桥后的 线形和内力状态满足设计要求。施工监控是设计的补充任何桥梁施工,特别是大跨径桥梁的施工,都是一个系统工程。在该系统中, 设计只是目标,而在自开工到竣工整个为实现设计目标而必须经历的过程中,将受 到许许多多确定和不确定因素(误差)的影响。尤其值得注意的是,某些偏差(

16、如竖向挠度误差 ) 具有累积的特性。设计文件中所提供的控制数据( 如预拱度、各阶段挠度参考值 ) 是基于理论的设计参数和假定的施工方法给出的。 而现场施工状况通常会与设计预期存在一定出入,当实际情况与设计预期存在差异时,这些数据也需要随之修正,否则就难以满足施工实际的需要。施工控制除了能起到补充设计和辅助指导施工的作用,还能对各种施工因素的变化进行监测、研究分析,对相关问题提出建议及解决措施。施工监控是施工的需要由于设计计算、桥用材料性能、施工精度、荷载、大气温度等诸多方面的理想状态与实际状态之间存在差异,施工中如何从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实之值,对施工状态实时识别 ( 监测

17、) 、调整 ( 纠偏 ) 、预测显得尤为重要。这些方面的问题,如果不能及时有效地处理,不仅会对结构受力不利,而且可能会使结构线形不顺畅以致影响结构受力及行车。为了解决好这些问题,最好的办法就是对施工全过程实施实时控制,控制关键截面应力和变形误差处于容许范围内,保证桥梁建成时达到设计要求状态。施工监控是结构本身特性的需要作为三跨连续中承式钢管混凝土系杆拱桥,属于高次超静定桥跨结构,其成桥的线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系,采用不同的施工方法和工序都会导致不同的结构线形和内力。 此外, 由于各种因素( 如材料的弹性模量、 混凝土收缩徐变、结构自重、施工荷载、温度等) 的影响,以及在测量等

18、方面存在误差,特别是某些偏差具有累积的特性, 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。 若对偏差不加以及时有效的调整, 随着结构悬臂长度的增加,结构的线形会显著偏离设计值,造成合拢困难或影响成桥的内力和线形。施工监控原则根据拱桥主拱圈主要受压的特点,本桥施工监控的主要原则是变形、内力及稳定性控制综合考虑。其中,稳定性控制非常重要,在施工控制过程中,应根据桥梁 结构的不同和施工工艺的差别采取以下控制原则:在满足稳定性要求的前提下,对 变形、应力进行双控,其中以控制变形为主,严格控制拱圈拼装、灌注混凝土、体 系转换过程中挠度和轴线偏位,严格监控成拱期间的应力变化趋势。上

19、述原则的制定主要是考虑到位移控制是最直观,很容易实现的,并且测量数据的精度较高,而应力控制受到的制约条件比较多,并受外界影响比较大。因此,在桥梁施工控制中应通过设计参数的识别与修正,建立比较准确的结构计算分析模型。要综合考虑各种控制影响因素带来的影响,建立合理、可行的施工控制系统与施工监测系统,从而获得真实、准确的实测数据,正确的分析结构的实际状态,为后续施工提供可靠的依据。本桥施工控制将以线形控制为主,应力控制为辅。( 1)线形要求线形主要是指拱肋的拱轴线线形和桥面线形。成桥后( 通常是长期变形稳定后 )拱肋的拱轴线线形( 控制点的平面坐标和标高) 和桥面标高要满足设计要求。为了满足线形要求

20、, 需要严格控制各拱段施工状态下的位移与内力和吊索索力、 系杆索力。( 2)受力要求在恒载己定的情况下,拱轴线形是影响拱肋受力的重要因素。而拱肋的应力与拱肋截面轴力和弯矩有关,在成桥恒载状态下,需控制好拱肋截面弯矩,使拱肋截面不仅要满足施工阶段的强度和稳定性要求,而且成桥后在活载作用下要满足设计要求。及时设置一定的横向缆风索和及时安装永久横联也是确保施工阶段受力安全必不可少的。控制钢管混凝土系杆拱受力性能的主要结构是主拱圈拱肋。( 3)调控手段对于主拱,钢管拱肋悬拼成拱的线形和内力或应力的调整,主要通过吊装支架起吊装置调整和拱肋节段拼装接头 ( 拼装点 ) 的转角调整及合龙温度的选择来实现。另

21、外,通过吊索的无应力精确下料长度的调整是桥面线形的主要调控手段。施工监控目标袍江大桥施工监控的目标是:把大跨度桥梁施工控制的理论和方法应用于大桥的实际施工过程,对该桥施工期间的线形、结构位移、索力及应力等内容进行有力的控制和调整。根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、索力与变形的参数,结合施工过程中测得的各阶段应力、索力与变形数据,及时分析与预测值的差异并找出原因,提出修正对策,以协助施工单位安全、优质、高效地进行施工,并确保在全桥建成以后桥梁的应力状态、索力状态与外形曲线与设计尽量相符。将实测成桥状态的线形与相应温度下的理论线形对比,相差应在施工控制精度范围内。根据目前的施工技术水平,

22、及测量控制精度,初定施工控制的主要目标如下表 2.1 。2.4 施工监控依据公路工程技术标准 (JTG B01-2003)公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008 )公路桥涵设计通用规范( JTG D60-2004)公路桥涵施工技术规范( JTJ 041-2000 )公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004)公路桥涵钢结构及木结构设计规范( JTJ025-86 )公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01-2004 )公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)公路工程质量检验评定标准( JTG F80/1 2004)精密水准测量规范( G

23、B/T15314-940)工程测量规范( GB50026-2007)公路工程结构可靠度设计统一标准( GB/T50283-99)13)绍兴市曹娥江袍江大桥相关设计图纸表2.1袍江大桥施工控制目标表2.1袍江大桥施工控制目标检查项目允许偏差附注扣塔偏位不大于理论扣塔偏位的士 20%当理论 扣塔偏位的20%、于30mm寸不大于 30mm拱肋高程小于 士 L/3000L为悬臂长度士 20mm( L/300020mrm相邻节段高差小于 士 L/2000L为拱肋节段长度上下游高程相对偏差30mm轴线偏位小于 士 L/3000L为悬臂长度士 20mm( L/300020mm轴线相邻节段高差小于 士 L/2

24、000L为拱肋节段长度主梁高程小于 士 L/5000L为测点至肋间平台 前端的距离士 20mm( L/500020mm相邻节段高差不大于土 L/2000L为箱梁节段长度上下游高程相对偏差20mm轴线偏位不大于土 L/10000L为测点至肋间平台 前端的距离士 10mm (L/10000 r v tf o / 他月 色 ji 匕坪: mb; :. .-等值:事& &旧区也闻国璇 圆货。7双第遂_ 一二年 抬酬行年景单基IK小田,工沱I 闰洞调所- - “康婕事椎田:-k制自讨事:,邑友性沙在才胃%*理| 械 IB .-描枷用叼讲 也1Tl如【谭舟衽部曼 H蛇卷鼻牙所骷塞 斥 gT 6 M翱主弁托

25、船号H szmcuiiffBi适读计澳通图5.1 MIDAS软件界面图桥梁博士系统是一个集可视化数据处理、 数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。该系统自1995年被应用于桥梁结构施工架设分析以来设计计算了钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、 拱桥、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁,系统编制完全按照桥梁设计与施工过程进行,密切结合桥梁设计规范。图5.2桥梁博士软件界面图分析方法在本桥的计算中将采用正装法和无应力状态法相结合。正装分析法,是指为了计算出桥梁结构成桥后的受力状态, 根据实际结构配 筋情况和施工方案设计逐步逐阶段地进行计算,最终得到成桥结构的受力状态。

26、这种计算方法的特点是:随着施工阶段的推进,结构形式、边界约束、荷载形式 在不断地改变。无应力状态分析,是指结构构件或单元的无应力长度和曲率为一个确定的 值,在结构施工中或建成后,不论结构如何加载,在任何受力状态下,各构件或 单元的无应力长度和曲率恒定不变,只是构件或单元的有应力长度和曲率不同而 己。将构件或单元的无应力长度和曲率保持不变的原理进行结构状态分析即无应 力状态分析。对于本桥,为了与设计单位的计算结果进行核对和保证施工安全,首先,我 们将根据该桥架设过程,进行施工架设直至合龙全过程的计算, 并计算该桥在各种荷载作用下桥梁各构件的内力、变形,与设计院进行相互校核。其次,我们将结合本桥的

27、特点及施工架设方案进行全过程的监控计算。 计算的主要内容有: 各阶段(每张拉一次扣索和系杆、成桥状态)的主拱肋的内力和变形;各阶段系杆的控制张拉力;架设过程及成桥阶段吊杆、拱肋的内力及桥面板的高程。 经多次迭代予以修正后, 获得每个安装阶段的控制高程和索力, 此即为本阶段监控计算所需要确定的目标。计算内容( 1)施工前期监控计算施工前期计算主要包括以下内容:校核主要设计参数设计参数是结构分析计算的基础, 其取值大小直接关系到计算结果。 由于某些参数本身存在一定的不确定性, 取值时仅依靠规范不一定合理, 需要结合实际桥梁及试验等因素来确定。 为了保证施工监控计算的准确性, 同时起到设计复核的作用

28、,需对主要设计参数(材料参数、截面参数、荷载参数等 )进行复核。施工工艺复核计算及合理优化在设计阶段,对于施工工艺计算是理想化的,难免与实际施工过程有差别,因此在施工之前有必要根据现场实际施工方案对整个施工过程中进行计算。一方面起到设计复核计算的作用,另一面,通过计算对施工方案进行合理优化,以保证施工过程结构安全,同时方便施工。无应力状态尺寸计算本桥钢管拱肋采用焊接连接,某一节段的偏差对后续节段的线形会产生影响。工厂制造线形影响和决定了现场安装线形,应加强对制作线形的控制。吊索是拱桥的重要受力构件之一, 精确地计算吊索下料长度对于顺利、 安全地施工是非常重要的。( 2)施工期间监控计算a. 施

29、工过程各状态线形及相应控制位置内力(或应力)确定施工过程复杂, 荷载在不断变化、 结构体系也在不断变化, 因此结构的线形、内力和应力也会随着不断变化。施工控制中必须对整个施工过程进行仿真计算,考虑荷载和结构体系的不断变化, 尽可能真实得的模拟实际施工过程。 通过仿真计算,得到施工过程各状态线形及相应控制位置内力(或应力)。由于施工单位的“缆索吊装专项技术方案” 中已经提出了详细的施工过程, 包括各阶段的扣索力、临时系杆和永久系杆索力等关键内容,我们将首先对此方案进行复核计算,若可行, 则可按方案施工, 若有必要, 则按我们的计算结果施工。 根据施工过程,计算结果将包括以下内容:a)成桥线形和内

30、力;b)各施工阶段下的线形和内力;c)扣锚索、缆风索、临时系杆、永久系杆索力以及吊杆的张拉控制力;d)单侧拱肋最大悬臂状态的稳定性分析;e)各阶段下的墩顶位移;f)临时塔架变形;g)温度影响计算;h)拱肋线形的敏感性分析;i)合拢阶段的线形调整计算;j)桥面安装阶段的线形调整计算b.施工过程各状态控制数据的实测值与理论值对比分析通过计算分析可以确定桥梁结构各施工阶段理想目标状态,但是在实际施工中结构的实际状态并不是与理想状态吻合,各状态控制数据实测值与理论值总存 在一定的误差。在监控过程中应及时进行误差分析,确定误差产生的原因。5.2.4计算模型按设计图纸建立三维模型,并按实际构造模拟扣塔,将

31、双扣索简化为一根扣 索,将桩基模拟为梁单元,考虑土弹簧刚度,共23591个单元,单元离散图如下:图5.3全桥单元离散图图5.4拱肋和风撑局部图5.6北岸主塔图5.5墩顶扣塔5.3施工监测施工监测就是通过在施工现场设立的实时测量体系,对施工过程中结构的内力、位移(线型)、索力和温度进行现场实时跟踪测量,为施工监控工作提供实 测数据,以保证主梁施工过程结构的安全及为监控计算提供实测结构参数和核 校。也就是说,通过对这些测量数据进行计算、 分析和比较以判断结构是否符合 设计的要求,结构的状态是否和监控的目标相一致,结构是否处于安全状态,并 根据需要对结构的状态及监控目标作出必要的调整。施工监测主要包

32、括现场测试体系 (物理、几何参数测试收集)和实时测量体系(几何线形测量、应力测量、索力测量和温度测量等)。5.3.1 现场测试和收集的参数在施工监控计算中, 需要根据实际施工中的现场测试或核定参数, 进行仿真计算, 并根据实际施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合, 以使施工监控计算能与实际施工相符。需要进行现场测定的参数主要包括: 实际材料的物理力学性能参数:钢结构、混凝土材料的弹性模量及容重各类拉索体系的弹性模量及容重 实际施工中的荷载参数:恒载钢拱肋节段、吊杆横梁自重二期恒载(铺装、人行道、栏杆、缘石、灯柱、过桥管线等)施工荷载(主要施工机具、压重等)临时荷载(临时堆放的机具、材料等

33、)几何线形测量桥梁的现场几何线形测量是施工监测的重要工作之一。A、测试内容几何线形测量包括拱肋、吊杆横梁、主梁的高程、线形以及扣塔偏位、基础变位沉降的监测。 其中, 几何线形测量在钢管拱拼装阶段主要包括对钢管拱节段位置、节段轴线、节段端面的测量以及对扣塔偏位、墩顶位移的测量等内容,而在吊杆横梁及主梁架设阶段主要包含对吊杆横梁和主梁高程、轴线偏位等内容。桥梁几何线形测量测点布置见图 5.7 。图5.7袍江大桥线形测点布置示意图B、测试方法基础变位及沉降测量中承式系杆拱桥的一个重要监测部位为基础变位及沉降。基础变位及沉降通 过在每个承台4角设置测量标志,采用全站仪测量,全桥共16个测点。扣塔塔顶偏

34、位测量扣塔偏位通过在塔顶设置测量标志, 采用全站仪测量,共4个测点。测量采 用坐标法,仪器架设在一个基准点,后视另一基准控制点,再对准桥观测点上的 棱镜,测出塔顶部测点的三维坐标。每一测试工况下的变位即为测试值与初始值 的差值。塔顶偏位初始值为扣塔架设完毕后在气温恒定、无日照影响时自由状态下的测量值。拱肋几何线形测量拱轴线线形及位移测量分为竖直平面内线形测量和水平面内线形测量两部 分。对于拱轴线竖直平面内线形测量是利用全站仪对重点截面的高程进行测量; 水平面内的线形测量主要是利用全站仪对重点截面的横向偏位进行测量。吊杆横梁及主梁几何线形测量吊杆横梁及主梁高程测量采用全站仪和精密水准仪进行。吊杆

35、横梁及主梁高程控制基准点设在边墩上,由大桥测量控制网的基准点引 测其高程。为防止测点位置移动或破坏,每隔一段时间对高程基准点进行复核。吊杆横梁及主梁轴线偏位测量采用全站仪进行。根据现场架设梁段的中线标志,采用坐标法进行中轴线的空间曲线测量。 具 体做法是:仪器架设在一个平面基准点, 后视另一个平面基准控制点,再对准主 梁中轴线某梁端中点,测试该断面平面坐标,与设计坐标进行比较。C、测试仪器主梁标高测量仪器为莱卡NA2级自动安平水准仪(图5.8)。莱卡NA2级 自动安平水准仪测距精度每公里往返测误差为0.7mm图5.8 莱卡NA2级自动安平水准仪轴线偏位测量、主拱线形、基础沉降变位及扣塔塔偏测量

36、采用TOPCONGTS-60H全站仪(图5.9) 0 TOPCONGTS-60相站仪测角精度为士 0.5 ,测距精度为 1mm+1ppm图 5.9 TOPCONGTS601A 全站仪D、测量工况线形测量采用全桥通测。钢拱肋节段的几何线形测量应在拱肋拼装、扣索调 整阶段、吊杆张拉、系杆分批张拉等阶段进行;吊杆横梁及主梁节段的几何线形 测量应在梁段吊装阶段、吊杆张拉、系杆分批张拉等阶段进行。钢拱肋合龙前进行48小时合龙口高程、轴线、宽度连续测量,并在夜间安 排两次几何线形通测。连续观测间隔夜间为 0.51小时,白天为12小时。控制施工阶段的线形测量安排在相应施工阶段结束且在日落后34小时(夏季、秋

37、季为日落后45小时)以后至次日清晨日出前进行。应力测量由于设计计算时采用的各项物理力学或时间参数和实际工程中的相应参数 值不可能完全一致,导致结构的实际应力未必能达到设计计算预期的结果。因此有必要在施工阶段对结构控制截面进行施工应力监控测试,把应力监测的结果与施工监测中其它项目(索力、线形等)的监测结果相结合,更全面地判断全桥的 内力状态,形成一个较好的预警机制, 从而更安全可靠地保障桥梁施工, 确保大 桥安全、优质建成。A、测试内容应力测量包括拱肋、横梁和扣塔应力的监测。其中, 应力测量在钢管拱拼装 阶段主要包括对钢管拱应力和扣塔应力的测量, 而在主梁架设阶段主要包含对主 梁应力、扣塔应力的

38、测量。拱肋应力测点布置拱肋的应力测试断面及测点选择的依据是:能监控悬臂施工阶段最大计算应 力断面的应力水平、能充分反映钢管拱中纵向应力的分布规律、区分重点控制断 面及普通参考控制断面、避开钢管拱节段拼装时焊接收缩影响、兼顾桥梁动静载试验对断面及测点布置的要求、能充分且必要地形成拱肋应力监测预警系统。根据该原则,本桥钢拱肋应力测点共布置232个测点,测点布置见图 5.10 、图 5.11 。风撑及横梁应力测点布置风撑及横梁的应力测试断面及测点选择的依据是: 风撑及横梁最大计算应力断面或特征断面。根据该原则,本桥在各跨中风撑及横梁布置1 个断面,应力测点共布置21个测点,测点布置见图 5.12 、

39、图 5.13 。图5.10全桥应力测试断面布置示意图上游侧下游侧事表示钢构件应力测点上游侧下游侧 表示混凝土拱肋应力测点图5.11拱肋(AN断面)应力测点布置示意图1 (2、3)风撑断面一表示应力测点1 (2、3)风撑断面应力测点布置图5.12风撑(13断面)应力测点布置示意图i cn、皿)横梁断面表示应力测点I(、皿)横梁断面应力测点布置图5.13吊杆横梁(I田断面)应力测点布置示意图44N 14 N 144N 1及星“WIM初事如L用中把后去冰机.度10温时间081012141618202224246T-10月13日25283032282725242323232210月14日2428303

40、02825242222222222图5.24某桥合拢前24小时连续温度观测结果连续温度场观测原则上全桥进行每个季度 2种天气情况的测量,同时同步进 行拱肋线形、主梁线形、扣塔偏位、应力及索力的测量,并找出上述参数与温度 场分布的规律,用于修正计算模型的温度影响计算方式及参数,并指导指令参数的温度修正。环境温度的测量安排在各施工控制阶段,根据施工进度由施工单位和监测单 位分别完成温度数据采集,并随控制测量报表将数据提交施工监控组。监控测点的保护为保证施工监控过程中能取得可靠的数据, 除了要求测试元件本身应具备良 好的防震、防冲击波的能力和足够的安全度外,还必须加强对测点的保护,希望各单位密切配合

41、做好本项工作。(1)对所有测点设置醒目的标识,便于识别和避让、保护;(2)在含有测试断面的位置进行施工时,应注意避免焊接电弧灼伤测试元 件、测试线路,浇筑混凝土时应避免振捣棒直接接触测试元件及导线;(3)严禁非测试人员擅自移动、打开集线器;(4)严禁盗窃应力测试元件和仪器,严禁切割测试线路;(5)在测试元件附近应避免使用高温或强电磁设备;(6)严禁将液体物质倾置于测试元件附近;(7)严禁涂污线路及测点编号;8)严禁在测点附近堆放施工荷载;9)严禁故意敲打、挤压测试元件。6 营运期的定期监测为了解使用期间桥梁结构的实际工作状况, 指导养护维修工作的进行, 有必要在营运期对桥梁进行定期监测。营运期

42、监测的内容包括结构的拱肋、 主梁线形的测量; 系杆及吊杆的索力测量;关键部位的应力测量以及梁板裂缝的观测。几何线形测量营运期的几何线形测量包括拱肋、主梁线形的监测。全桥施工完成后,即在全桥布置测点。测点包括观测基准点以及拱肋测点、主梁标高测点和轴线测点。 拱肋测点布置在每孔主拱圈的 4 分点处, 上下游对称布置;主梁标高测点布置在人行道路缘石边上,每隔 10 米一个,上下游对称布置;轴线测点布置在主梁轴线上,每隔 30 米布置一个。根据施工监控期间的基准点分别测量得到使用期常规监测各基准点及各测点的标高或平面位置, 并以此作为初始值。 以后常规监测时利用水准仪和全站仪测得每次的实际标高, 了解

43、主 梁的实际变形情况,并与成桥时测试结果进行对比。索力测量长吊杆索力采用频谱分析法进行测试, 1 号短吊杆和系杆采用光纤压力传感器进行测量, 得出每根索的实际索力,绘制索力分布图, 并与成桥时测试结果进行对比,考查拉索索力变化情况。关键部位应力测量利用施工过程中预埋的传感器,每年定时在温度比较稳定的时段进行测量, 了解全桥实际结构的受力情况。梁板裂缝观测常规监控时对全桥主梁进行裂缝普查。 普查过程中,如发现裂缝,用记号笔沿裂缝划一条线,进行编号,实测其长度和宽度,并做好文字记录。全桥普查完毕后,绘制裂缝分布图。监测时间与次数使用期监测时间为成桥后两年。 第一年进行三次常规监测, 一年中温度最低

44、一次、最高一次、平均温度一次,拟定为 1 月下旬、 4 月下旬、 8 月上旬;第二年进行一次常规监测,时间拟定为 8 月。一共进行四次测量。每次测量完毕后与成桥时的数据进行对比,对桥梁的基本状况作出一个基本评价。培训常规监测人员在使用期常规监测前, 对业主的相关人员进行测量仪器和软件培训, 使其掌握常规监测的基本方法。 在常规监测时, 利用其自带的仪器与我公司监控人员一起进行测量,并给予实际指导, 保证两年后完全掌握常规监测技术, 能独立进行工作。7施工监控及检测实施保证措施7.1质量保证措施为保证项目的顺利实施,我公司将执行下图所示质量保证体系项目负责人技术控制项目第二负责人QC 小 组制定详细技术方案严格技术交底制度熟悉仪器操作规程现场监督内业资料检验自检互检交班制严格标准化作业图7.1质量保证体系图1)人员方面选派经验丰富的技术人员参加本项目的工作。 项目负责人由从事过钢管系杆 拱桥施工控制的高级工程师担任,分项负责人均有中级以上职称且必须从事过多 年相关工作,其他的监控人员均由具有监控、 监测经验技术人员组成。确保具备 中高级职称人员数量不小于总人数的 80%。在施工控制开始之前制定完善的监控工作细则,明确项目成员的工作和责

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