精品资料-苏通长江公路大桥B-2合同段施工方案.doc

苏通长江公路大桥苏通长江公路大桥 B-2B-2 合同段施工方案合同段施工方案 第一部分第一部分 工程测量方案工程测量方案 1 1 首级施工控制网复测及施工加密控制网建立施测首级施工控制网复测及施工加密控制网建立施测 1.11.1 首级施工控制网复测首级施工控制网复测 我部进场后，将立即依据业主提供的首级施工控制网，拟定首级施工控制网复测 方案，配置测量专业人员及测量仪器设备，对首级施工控制网进行复测。随着工程不 断地进展，在以后的施工中定期对首级控制网中全部或部分网点进行检测，两次检测 时间不超过一年，检测精度同原测精度。 采用 GPS 卫星定位静态测量，按公路全球定位系统（GPS）测量规范的主要技 术要求进行首级施工控制网复测。采用 NA2 精密水准仪几何水准法，按工程测量规 范二等水准测量的主要技术要求进行陆地高程控制网复测。GPS 卫星定位外业观测 事先编制 GPS 卫星可见性预报表，依据预报表制定观测计划，选择 PDOP 值小且在时段 内稳定、卫星方位分布合理、卫星数多的时间段进行观测，及时进行观测数据处理、 质量分析以及 GPS 控制网严密平差计算。 施工测量坐标系统：坐标系统采用与设计相同的三维坐标系统。 测量内外业完成，按有关规范要求，编制完整、详细的复测成果。若首级施工控 制网复测成果不符或不足，则进行补测，复测成果上报监理工程师以及业主，经核查 批准后，方可进行施工加密控制网点的建立。 1.21.2 施工加密控制网建立及施测施工加密控制网建立及施测 根据大桥施工主体测量控制需要，合理布设施工加密控制网点，拟定计划、方案、 措施，采用 GPS 卫星定位静态测量，按公路全球定位系统（GPS）测量规范一级 GPS 控制网的主要技术要求进行加密控制网点施测，同时采用 TCA2003 全站仪，按 工程测量规范的主要技术要求进行加密控制网校测。各合同段衔接处的测量应在 监理工程师的统一协调下，由相邻两合同段的承包人共同进行，将测量结果协调统一 在允许的误差范围内。采用经国家科学技术鉴定认证的测量平差计算软件进行加密控 制网严密平差计算，并进行全项精度评定，编写技术总结。加密控制网成果上报监理 工程师以及业主，经核查批准后，方可进行施工测量放样定位。 待各墩基础、墩身施工完毕，缩短平面、高程基准传递距离，再采用 TCA2003 全 站仪，按工程测量规范三等水准和三等导线的主要技术要求进行各墩控制网点联 测，以确保上部结构施工平面、高程基准正确无误。箱梁悬拼阶段，重新布设施工加 密控制网点，以便进行箱梁悬拼以及桥面系施工测量放样定位。 定期复测施工加密控制网。 2 2 施工测量质量技术管理施工测量质量技术管理 施工测量放样方法、施工测量方案以及施工放样计算数据经监理工程师审核批准 后，方可进行结构物特征点、轴线点放样定位。 2.12.1 测量内业管理测量内业管理 1 1）测量队接到技术部门的受控文件、施工图纸以及测量委托单后， 方可进行内业计算。测量部门内部实行校核、复核制；项目部实行技术审 核、审批制。 2 2）为保证施工测量精度及施工质量，特编制苏通长江公路大桥施工测量质量技术 管理程序流程图见图 1。 2.22.2 测量外业管理测量外业管理 1 1）测量外业作业前，测量人员必须明确测量任务和设计意图。 2 2）测量外业作业要认真、仔细、随时检查，做好原始记录，做到测 量成果具有可追溯性，原始记录本分类归档保存。 3 3）测量外业计算数据、外业观测记录进行 100复核，确保原始记录及计算正确 无误。 4 4）测量外业实行测量人员观测、记录、前视、后视签名校核制度， 并进行自检、互检、专检。 5 5）外业放样结束，要做好与施工技术员的交接工作，交接时必须认 真填写测量放样定位验收单。 6 6）执行前馈控制、阶段控制、跟踪控制的运作理念，工序流程形成相互制约的整 体，杜绝任何不符合相关技术规范、标准、操作规程的现象发生，否则不得进入后续 工序作业。 3 3 施工测量安全防护施工测量安全防护 3.13.1 测量人员安全防护测量人员安全防护 施工现场，测量人员戴好安全帽，高空作业拴好安全带，水上作业穿好救生衣， 自觉遵守项目部安全条例 。 3.23.2 测量仪器安全防护测量仪器安全防护 阳光下以及雨天，测量仪器配备测量专用伞。严格按照操作规程作业，做好仪器 设备的保养、周检、年检工作，并定期对仪器设备的各项性能指标进行检查。 图图 3.2-13.2-1 苏通长江公路大桥施工测量质量技术管理程序流程图苏通长江公路大桥施工测量质量技术管理程序流程图 业主交桩（首级施工控制网点） 首级施工控制网复测及成果报验 施工加密控制网点自检并报验 监理工程师复检 编制测量方案、计算放样数据并报验 结构物轴线、特征点放样自检 结构物轴线、特征点放样自检及成果报验 监理工程师复检 结构物施工 结构物竣工测量 结构物竣工验收 测量部 门内部 实行技 术校核、 复核制 度 项目部 实行技 术审核、 审批制 度 施工加密控制网点建立 密 测量人员 外业实行 观测、记 录、前视、 后视签名 校核制度， 并进行自 检、互检、 专检 3.33.3 施工测量控制点保护施工测量控制点保护 测量控制点周围设围护栏并竖立醒目测量标志牌，敬请大家保护，不得破坏，对 使用频率较高的测量控制点建立固定的观测墩、观测棚，设立全站仪强制对中装置 （观测墩上部加专用金属保护套，并加锁保护） 。 4 4 主要施工测量方法主要施工测量方法 苏通长江公路大桥是当今世界上跨度最大的斜拉桥，是新世纪桥梁建设的里程碑， 对桥梁建设的质量要求特别高，桥梁施工放样对测量的精度要求也较高。因施工测量 作业条件限制，承台以下基础施工测量放样定位，主要采用高效率、高精度、高可靠 性和低消耗的全球卫星定位系统（GPS）先进技术进行施工控制；承台以上上部结构施 工测量放样定位，主要采用全站仪三维坐标法进行施工控制，GPS 卫星定位校核。高 程控制拟采用 TCA2003 全站仪三角高程测量结合 NA2 精密水准仪几何水准法。 根据苏通长江公路大桥桥位首级平面和高程控制网布设及成果，在其基础上布设 水中桥梁施工测量（GPS）控制网点，利用原首级平面控制网点的 ST07、ST08、ST09、ST10 四个控制网点，在南、北两岸布设两个 GPS 平面控制测量基 站，亦作为基础施工时的工程控制测量基站，各基站点间的距离小于 10km，各基站点 到流动站点之间的距离也小于 10km，各测量点的平面测量误差在定位精度为 10mm+1.0ppm 的条件下，满足定位误差小于 20mm 的动态测量要求。各测量点的平面测 量误差在定位精度为 5mm0.5ppm 的条件下，满足定位误差小于 10mm 的静态测量要求。 苏通大桥江中基础工程墩位众多，施工条件复杂，测量工作量大，为保证全桥施 工测量的质量，控制和把握整体测量精度，在项目总部内设立 GPS 测量控制和计算中 心，随时将基站点和流动站点的测量参数和数据通过无线电信号方式接收并进行计算 处理后，发送给前方流动站进行详细的施工放样测量。 5 施工辅助测量 5.15.1 钻孔平台钢管桩定位钻孔平台钢管桩定位 钢管桩定位采用打桩船，GPS 卫星定位系统定位，以传统光电测量仪器前方交会 法和全站仪距离方向法校核（拟事先加密图形强度较好的控制网点，并计算桩位中心 坐标及切点坐标） 。 利用 GPS 打桩定位，首先在打桩船的中部两侧安装两个 GPS 天线，以 RTK 方式实 时测出打桩船上两固定定位点的三维坐标，利用倾斜传感器监测船体的横、纵倾斜， 经过计算机的计算处理，得出理论水平船位（基准船位）的坐标和方位角，利用倾斜 传感器、激光测距仪测定船与打桩架，打桩架与桩中心的几何关系，推算出桩的坐标、 倾角和方位角，利用磁编码检测技术进行高程检测。用声波传感器自动记录打桩的锤 击数，并计算贯入度。 根据现场施工条件，利用传统光电测量仪器打桩定位校核，采用两台 J2 经纬仪前 方交会法或一台全站仪距离方向法定位钢管桩（加密控制点布设于 C1 标测量平台及已 浇筑砼承台） ，钢管桩放样角为方位角，钢管桩控制部位为圆形钢管桩外切线，控制钢 管桩偏位以及垂直度。定位钢管桩过程中，采用测小角反算法估算钢管桩偏位，并以 此控制桩位。钢管桩偏位估算值：R=as/p,式中“s”为测站至钢管桩理论中心距离； “a”为钢管桩偏位秒差；“p”为常数值：206265 秒。 待平台钢管桩全部沉放完毕后，采用 GPS 测量桩顶偏位、倾角和标高等，编制 沉桩记录汇总表 ，并上报监理。 5.25.2 水文测量水文测量 水下地形测量采用回声测深仪，绘制水下地形图(采用经国家科学技术鉴定认证的 测图软件绘图)；流速测量采用流速仪；水位观测实行定时观测制，读数至厘米，绘制 月、年水位曲线图。 6 钻孔桩基础施工测量 6.16.1 钢护筒定位测量钢护筒定位测量 首先精确放样辅助钢管桩中心，连成钻孔平台纵横轴线，安装钻孔平台纵、横承 重梁，搭设钻孔平台，然后在钻孔平台上精确放样各钻孔桩中心纵横轴线，安装钻孔 桩钢护筒双层导向定位架，并在导向定位架及桁架上作好钻孔桩中心方向线标记，埋 设钢护筒。根据钻孔桩中心纵横轴线，以钢护筒双层导向定位架的纵横轴线为基准， 在导向定位架上放样出与钻孔桩中心纵横轴线平行的各钢护筒的外切线，以此来定出 钢护筒在导向定位架的位置。钢护筒垂直度控制采用两台 J2 经纬仪竖丝法控制。 6.26.2 钢护筒中心偏差测量钢护筒中心偏差测量 测定钢护筒中心偏差以虚拟圆心法为主，以中心放样反算法作校核。虚拟圆心法 测量原理：采用全站仪或 GPS 卫星定位精确测量钢护筒上等分八点坐标，通过钢护筒 上八点组成的 56 个圆内接三角形顶点坐标，利用电算程序，精确计算每一个圆内接三 角形的圆心坐标，再加以平差，求得钢护筒顶标高处实际中心坐标，再与钢护筒设计 中心坐标比较，得到钢护筒中心顺桥向与横桥向偏差。 中心放样反算法测定钢护筒中心偏差，它的测量原理是放样钢护筒设计中心，利 用钢尺量取钢护筒顺桥向与横桥向偏差。 6.36.3 钢护筒垂直度及顶标高测定钢护筒垂直度及顶标高测定 钢护筒垂直度采用锤球法结合经纬仪竖丝法测定。 利用钻孔平台高程基准点，采用 NA2 精密水准仪测量每一个钢护筒上游侧与下游 侧的顶标高，并用油漆标记，以此作为钻孔桩施工及钻孔桩混凝土灌注的高程基准 （定期校核每个钢护筒的顶标高） 。 6.46.4 钻机就位、终孔标高及成孔垂直度检测钻机就位、终孔标高及成孔垂直度检测 6.4.16.4.1 钻机就位钻机就位 首先根据放样的钻孔桩中心纵横轴线初步就位钻机，然后实测钻机转盘中心，调 整转盘中心至设计钻孔中心，采用 J2 经纬仪控制钻机钻杆垂直度。钻机平台平整度采 用 NA2 精密水准仪施测，施测钻机平台四角点高程，要求四角点高差小于 5mm，同时 将高程基准引测至转盘。在钻孔过程中实时监控钻机转盘中心，确保钻孔桩位中心正 确。 6.4.26.4.2 终孔标高测定终孔标高测定 终孔标高通过钻杆长度测得，通过检验过的钢丝测绳测量校核（钢绳标记刻度） 。 6.4.36.4.3 钻孔桩成孔垂直度检测钻孔桩成孔垂直度检测 钻孔桩成孔垂直度检测采用超声孔径测壁仪。 6.4.46.4.4 钻孔桩钢筋笼就位测量钻孔桩钢筋笼就位测量 以钢护筒顶标高及中心纵横轴线为基准精确就位钢筋笼，确保钢筋笼中心与桩位 中心一致。 7 承台、墩身施工测量 承台、墩身施工放样的目的是确保承台、墩身细部结构的几何形状、垂直度、平 面位置、高程满足规范及设计要求。 7.17.1 钢吊箱施工测量钢吊箱施工测量 7.1.17.1.1 钢护筒、钢管桩中心坐标、倾斜度及倾斜方向测定钢护筒、钢管桩中心坐标、倾斜度及倾斜方向测定 为了保证钢吊箱顺利下沉就位，在钢护筒、钢管桩解除约束之后，对钢护筒、钢 管桩中心坐标、倾斜度及倾斜方向进行精确测量（推算钢吊箱设计底高程处钢护筒、 钢管桩中心坐标） ，根据测量成果及沉桩记录综合考虑，确定钢吊箱底板预留孔中心坐 标及预留孔尺寸，以对钢吊箱底板预留孔开孔放样。 钢护筒、钢管桩倾斜度及倾斜方向测定采用重锤球法测量（测量部位为钢护筒、 钢管桩内壁） ；采用经纬仪竖丝法校核钢护筒、钢管桩倾斜度及倾斜方向（测量部位为 钢护筒、钢管桩外壁） 。 7.1.27.1.2 钢吊箱底板预留孔开孔放样钢吊箱底板预留孔开孔放样 以桥轴线和墩轴线的交点，即墩中心点为坐标原点 O（0，0） ，以桥轴线为 X 轴， 以墩轴线为 Y 轴，建立钢吊箱底板平面相对坐标系。 为方便钢吊箱底板预留孔放样，在钢吊箱底板平面相对坐标系上建立 几条平行于桥轴线的副轴线和几条平行于墩轴线的副轴线，副轴线交点就 是各钢护筒设计中心。 采用经纬仪定线结合钢尺量距，在钢吊箱底板上放样各钢护筒、钢管桩中心,并用 油漆标示于钢吊箱底板平面相对坐标系上，以便根据钢护筒、钢管桩外半径划线开孔 （考虑扩孔半径） 。 7.1.37.1.3 钢吊箱安装定位控制测量钢吊箱安装定位控制测量 钢吊箱下沉就位前，测量上、下游对称四角的钢护筒的设计纵横轴线，并标示在 钢护筒上，计算钢护筒的设计纵横轴线至钢吊箱内壁的设计距离，以此控制钢吊箱平 面位置。待钢吊箱顺着锥形导向装置套入钢护筒后，将钢吊箱调整至设计平面位置并 固定，检查钢吊箱底板预留孔开孔缝隙，凡不满足开孔缝隙要求的预留孔重新划线开 孔，以确保钢吊箱顺利下沉就位。 钢吊箱安装定位控制采用徕卡 TCA2003 全站仪极坐标法，以 GPS 卫星定位法校核。 以钢吊箱纵横轴线为基准，设置对称测点，对称中心法算出钢吊箱中心坐标，要求钢 吊箱每下沉 2m 施测一次，以便及时掌握钢吊箱偏位情况，精确定位钢吊箱。 钢吊箱倾斜率控制采用全站仪极坐标法，并按差异沉降法推算倾斜度，以锤球法 校核。 7.27.2 承台施工测量承台施工测量 承台施工测量主要工作内容为：钻孔灌注桩桩顶标高划定；封底混凝土面找平； 钻孔灌注桩桩位偏差测定；承台细部结构放样；承台顶面高程控制。 7.2.17.2.1 封底混凝土浇筑施工测量封底混凝土浇筑施工测量 承台封底混凝土浇筑施工测量按常规施工测量，其关键是控制封底混凝土顶面高 程。封底混凝土浇筑临近结束时，全断面测出混凝土顶面高程，根据测量结果，对混 凝土顶面高程偏低的测点加密测探并增加混凝土灌注，力求封底混凝土顶面平整。当 某根导管附近测点混凝土面高程均达到设计高程，经监理工程师检测确认后，终止混 凝土浇筑，上拔导管。 7.2.27.2.2 承台施工测量承台施工测量 在钢吊箱上标示承台轴线，并将轴线标示于钢吊箱内壁；采用 NA2 精密水准仪将 高程基准自钢吊箱顶面引测至钢吊箱内壁不同标高处，方便承台细部结构施工测量。 浇筑承台混凝土前，再次校核承台轴线，并以此埋设墩身预埋钢筋，预埋钢筋轴线允 许偏差为10mm。 预埋承台在墩身以及上部结构施工过程中的位移观测标志，要求观测标志按永久 性观测点设置，观测标志伸出承台顶面 1.5cm。 7.37.3 墩身施工测量墩身施工测量 7.3.17.3.1 高程基准传递高程基准传递 承台上的高程基准传递至墩身以及桥面，其高程基准传递方法以全站仪 EDM 三角 高程对向观测及水准仪钢尺量距法为主，以 GPS 卫星定位静态测量法作为校核。 7.3.27.3.2 墩身施工测量墩身施工测量 为保证墩身测量精度，采用全站仪和水准仪按常规测量方法进行墩身施工测量， 采用激光铅直仪测量控制墩身的垂直度，三角高程法测量各墩身的高程。首先放样墩 中心线、桥轴线，然后按节段施工校验墩身模板轴线及特征点。 7.3.37.3.3 支座安装施工测量支座安装施工测量 墩身竣工后，进行三等水准精度高程贯通测量和三等导线测量精度的平面位置的 贯通测量，并测出各墩身竣工位置和标高，报监理工程师和测量中心，经审批后，方 可进行支座垫石施工及支座安装定位。采用精密水准仪几何水准法控制支座顶高程， 严格控制支座纵横向轴线及扭转，满足设计及规范要求。 8 8 箱梁预制、悬拼施工及桥面系施工测量箱梁预制、悬拼施工及桥面系施工测量 8.18.1 箱梁预制施工测量箱梁预制施工测量 箱梁预制台座按设计要求，预制工艺采用短线匹配法，以保证各梁段相对位置及 相对几何尺寸。首先在预制台座上建立施工测量控制基线及横纵向控制基准点（经常 校核、联测，并设强制对中装置） ，然后采用全站仪、精密水准仪以及鉴定钢尺控制测 量预制节段端线、横纵轴线以及几何尺寸，精确控制预制节段平面位置及高程，每个 预制节段需要不断的调整和校正，因后节段安装的线型控制是依赖于前一节段接缝线 形控制的，故施工测量必须非常精确，测量的微小差错可能对最后拼装完成的结构产 生很大影响。底模应考虑设置可调整高程，以适应桥面竖曲线和预制节段预拱度变化。 要得到满足设计要求的几何尺寸及线形，在每个节段上就要设立控制测点，这些控制 点用作每个匹配节段的定位以及决定每个刚浇筑好节段的实际浇筑位置，每个节段布 置六个控制测点。观测墩测量控制点及观测墩测量校核控制点为深基础，确保其稳定 性。箱梁预制施工测量控制平面布置示意图见图图 8.1-18.1-1，图中黑色小圆点为悬拼施工 节段控制测点（用刻有十字丝的圆钢制作，并预埋） ，图中小圆圈为预制节段施工控制 测点。 平曲线段以及竖曲线段箱梁采取分段计算，首先将大桥采用的绝对坐标转换成相 对坐标，建立相对坐标系，以便于预制箱梁放样，严密计算曲线要素以及每个预制节 段六个控制测点三维坐标（相对坐标及挠度值） ，精密控制预制箱梁线形及轴线。在预 制梁段上标出梁号、中轴线以及横轴线。 箱梁预制、悬拼施工测量计算采用新加坡 YWL 公司的 GEOMPRO 软件 ，该软件在香 港及东南亚相关工程广泛应用。 （测量校核控制点） （测量校核控制点） 横轴线（相邻节段线） （测量控制点） 固定端模 待浇节段 已浇节段 横轴线 纵 轴 线 横轴线 观测墩 观测墩 O3 O1 观测墩 O2 O4 A B B1 A1 观测墩 （测量控制点） E F C D E1 F1 D1 C1 图图 8.1-18.1-1 箱梁预制施工测量控制平面布置示意图箱梁预制施工测量控制平面布置示意图 8.28.2 箱梁悬拼施工测量箱梁悬拼施工测量 悬拼吊装每个预制节段时，控制节段轴线及高程。主要控制悬拼块件和相邻已成 梁段的相对高差，使之与设计给定的相对高差吻合，以保持主梁线形与设计相符，同 时测量各节段监控点三维坐标。 8.2.18.2.1 0 0# #箱梁块安装箱梁块安装 0#块悬拼吊装前，在各墩上精确放样桥轴线、墩轴线以及 0#块边线、中线位置。 精确计算 0#块的控制测点三维坐标，测站设置于南、北相邻两墩，相互后视及校核， 采用 TCA2003 全站仪控制 0#块平面位置、轴线及扭转，采用精密水准仪几何水准法控 制 0#块高程，精确安装 0#块。 8.2.28.2.2 箱梁悬拼线形、桥轴线测量箱梁悬拼线形、桥轴线测量 箱梁悬拼安装必须对线形、桥轴线进行监控测量，观测桥轴线、安装挠度曲线变 化情况，及时掌握结构实际状态，防止施工中的误差积累，为施工控制提供决策依据， 保证成桥线形和结构安全。 线形测量采用精密水准仪几何水准法，线形监控点布置于桥中线及桥中线两侧。 测量前建立闭合水准路线网，测量过程中，各工序间应相互配合，不得有任何机械、 机电、人工干扰，以静态测量作业，确保施测数据的稳定性、可靠性。 贯通各墩中心，将桥轴线方向线投影到横梁及墩的南、北侧面，实现桥轴线监控 （必要时设置副桥轴线） ，桥轴线监控采用穿线法或经纬仪测小角法。 测量不同拼装工序及不同工况下箱梁的线形，并同时测量桥轴线偏移，形成规范 的记录。 施工到关键工序，进行已悬拼完成段线形测量、桥轴线偏移测量。 因线形受温度影响很大，故线形测量应在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、 气温平稳的时间段内进行。 8.38.3 桥面系施工测量桥面系施工测量 桥面系施工测量按常规施工测量。 9 9 承台变形测量与数据处理承台变形测量与数据处理 随着荷载增加，混凝土弹性压缩及收缩徐变，承台可能产生位移，故应在施工过 程中监测承台的相对及绝对位移，以能及时准确反映承台实际变形程度或变形趋势， 确保墩顶高程的正确，并分析承台的稳定性。根据我部测量仪器及技术条件，对承台 进行工程测量规范三等变形测量。 9.19.1 承台变形观测点设置及测量方法承台变形观测点设置及测量方法 在承台四周设置永久性承台变形监测观测点。 变形观测采用 NA2 精密水准仪几何水准测量方法结合 GPS 卫星定位静态测量法 （承台倾斜度按差异沉降法推算） 。 9.29.2 承台变形测量首次观测及观测周期划分承台变形测量首次观测及观测周期划分 承台混凝土浇筑完成且混凝土达到一定强度后，我部首先进行承台变形测量首次 观测，然后通知监理及大桥指挥部测量中心进行承台变形测量首次观测，经内业严密 平差确定承台变形测量首次观测值。 承台变形测量观测周期：根据实际情况及设计要求测定。 9.39.3 承台变形测量内业计算及成果整理承台变形测量内业计算及成果整理 承台变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿，内业平差计 算，数据成果整理。绘制承台在墩身以及上部结构施工过程中的变形曲线图，为下道 工序施工提供可靠的参考依据。 1010 竣工测量竣工测量 竣工测量是施工测量工作的一项重要内容，是评定和衡量全项施工质量的重要指 标，它不仅能准确反映混凝土浇筑后各结构部位定位点的变形情况，为下一步施工提 供可靠的参考依据，同时也是编制竣工资料的原始依据。 竣工测量主要内容包括钻孔桩桩位偏差以及结构物的特征角点及轴线点三维坐标， 结构物的断面尺寸、轴线、垂直度等。 竣工测量测设方法主要采用 GPS 卫星定位法和 TCA2003 全站仪三维坐标法；高程 主要采用几何水准法。 根据测量成果编制竣工测量资料，并整理、分类归档。 第二部分第二部分 施工监控方案施工监控方案 1.施工控制目的和意义施工控制目的和意义 苏通长江公路大桥北引桥 B2 标为 75 米跨预应力混凝土连续梁桥，共分两联，第 一联采用 50975m、第二联采用 1075m 预应力混凝土等高度连续箱梁，梁高 4 米， 单箱单室。桥面纵坡3%，横披 2。桥梁标准宽度 34m。为了确保大桥在施工过程中 结构受力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后主梁的线形符合设计要求，结构恒 载受力状态接近设计期望，在大桥施工过程中必须进行严格的施工控制。 大跨度桥梁设计与施工高度耦合，所采用的施工方法、材料性能、安装程序、拼 装节点的定位标高和接头转角等都直接影响成桥的线形与受力，而施工现场的张拉力 和温度场等与设计的假定总会存在差异，为此必须在施工中采集必要的重要的数据， 通过检测和计算分析，对拼装点的主梁的定位标高、转角（设计所允许）给以调整与 控制，以满足设计的要求。 通过施工过程的数据采集和优化控制，在施工中逐步做到把握现在，预估未来， 避免施工差错，尽可能减少调整工作量，缩短工期，节省投资。 本工程风险大，技术含量高，线形控制精度要求高，为确保工程质量和线形满足设 计和规范要求，委托长沙理工大学（原长沙交通学院）长沙理工大学（原长沙交通学院）作为监控单位，YWL 耀华工程顾问公司（新加坡）耀华工程顾问公司（新加坡）为监控复核单位。 2.施工控制的原则与方法施工控制的原则与方法 2.1 控制原则控制原则 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。 1) 受力要求受力要求 反映连续梁桥受力的因素为主梁截面的内力（或应力） 。通常起控制作用的是主梁 的上、下缘正应力，在恒载已定的情况下，预应力束张拉力是影响主梁正应力的主要 因素。而主梁的应力与主梁截面轴力和弯矩有关，因为轴力的影响较小且变化不大， 所以弯矩是主梁中起控制作用的因素。 2) 线形要求线形要求 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。 3) 调控手段调控手段 对于主梁内力（或应力）的调整，最直接的手段是预应力束张拉力。由于预应力 束张拉力变化会在主梁中引起较大的内力（或应力）的变化，而预应力束张拉力本身 又有一定的变化宽容度（即张拉力允许变化范围） ，因此，预应力束张拉力可作为成桥 目标中受力的调控手段。 对于主梁线形的调整，调整当前梁段拼装接头（拼装点）的转角是最直接的手段。 将参数误差引起的主梁标高的变化通过定位标高的调整予以修正。通过内力及线型计 算，为箱梁节段预制提供每个节段的控制参数。 主梁弯矩控制截面可选为各施工梁段的典型截面（墩顶负弯矩控制截面，跨中正 弯矩控制截面） ，主梁位移控制点可在每个节段前端设三个点，两边各一个标高控制点， 轴线上设一个轴线控制点。 2.2 控制方法控制方法 连续梁平衡吊拼施工过程复杂，影响参数多。如：预应力束张拉力、温度、施工 荷载、主梁混凝土的收缩徐变、梁段的重量等。求施工控制参数的理论设计值时，都 假定这些参数值为桥梁规范的理想值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施 工中设计与实际的不一致性，我们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。 1) 设计参数识别设计参数识别 通过在典型施工状态下对状态变量（挠度和应力应变）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。 2) 设计参数预测设计参数预测 根据已施工梁段设计参数误差量，采用合适的预测方法（如灰色模型等）预测未 来梁段状态变量的可能误差量。 3) 优化调整优化调整 施工控制主要以控制主梁标高、控制截面弯矩和预应力张拉力为主，优化调整也 是以这三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（如采用带权最小二乘法、线性规划法等） ，调整本梁段 与未来梁段的预应力束张拉力以及未来梁段的定位标高，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。 3.3.施工控制主要工作内容施工控制主要工作内容 3.1 悬拼连续梁桥施工控制框图悬拼连续梁桥施工控制框图 3.2 施工控制主要内容施工控制主要内容 3.2.1 理论计算理论计算 拟用长沙交通学院颜东煌教授研制和开发的桥梁设计计算与控制分析软件来复核 设计计算所确定的理论成桥状态和施工状态，同时还用不同的通用软件来做主梁的空 间控制计算与分析。 前期结构分析计算 预告标高 施工过程模拟计算 现场数据 采集采集 设计参数误差识别 设计参数误差预测 定位标高调整分析 预告下一梁段定位标高 主梁标高、 应变、温 度及截面 特性和弹 性模量等 按照施工和设计所确定的施工工序，以及设计所提供的基本参数，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受力和变形等控制数据。与 设计和监理相互校对确认无误后作为施工控制的理论轨迹。 a、各施工状态以及成桥状态下状态变量的理论数据： 主梁标高、控制截面应力应变 b、施工控制数据理论值： 各施工阶段控制截面应力、各吊拼梁段定位标高 c、典型状态下的全桥状态变量： 标高和主梁控制截面的应力和应变。 d、箱梁的预制线形： 对在现场预制混凝土箱梁的预制线形（含预拱度）和轴线进行校核。 3.2.2 主梁预制线形及几何尺寸的监控主梁预制线形及几何尺寸的监控 a根据设计的要求和施工方案按正装迭代法计算得到主梁各节段无应力状态下的 预制线形，为箱梁节段预制提供每个节段的控制参数。 由于采用短线预制，相邻节段的定位应满足相当高的精度要求，对预制模板及台 座的要求较高。 b在施工中，当实际线形与理论线形出现偏差时，通过误差分析和预测，可对后 续拼装节段的相对定位标高和几何尺寸进行调整，以保证整桥线形平顺，达到设计要 求。 3.2.3 施工过程结构变位、轴线偏差、钢束张拉力、温度、应力和应变观测施工过程结构变位、轴线偏差、钢束张拉力、温度、应力和应变观测 拼装一个箱梁节段称为一个阶段，并分成下面两个工况： a、架桥机吊装当前箱梁节段并调整和测定位置及定位标高、完成接头精确匹配； b、接缝间满涂环氧树脂，张拉临时预应力，保证接缝间压应力不小于 0.3MPa 至 环氧固化，张拉悬拼钢束，并灌浆； 每个阶段观测项目： 1） 、预应力钢束张拉力测定、预应力钢束张拉力测定 施工中，先用手提式单孔千斤顶依次按指定的理论索力张拉完单根钢绞线，并采 用专用测力仪测定安放在每根预应力束中最先张拉的单根钢绞线（类似悬索桥主缆中 称的基准索）的索力，起到现场同步标定张拉千斤顶张拉力的作用，即在首拉的钢绞 线张拉端锚下安装穿心式传感器（一种高精度的压力传感器） 。利用以往各根钢绞线张 拉的不均匀偏差系数的研究成果和经验来推算整根预应力束的拉力，达到与张拉设备 的结果相互校核的作用； 2） 、主梁控制点线形观测方案、主梁控制点线形观测方案 主梁吊拼控制点理论标高计算： lmxl ffFHH 10 其中：待拼节段的箱梁顶控制点的标高（张拉后） ； i H ：设计标高； 0 H ：本施工段及以后吊拼的各段对该点的挠度影响值； x F ：本施工段预应力束张拉后对该点挠度的影响值； 1m f ：由混凝土徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响产 i f 生挠度计算值。 状态线形的测试项目包括主梁标高，主梁轴线偏位等。 a、测点布置：每一梁段布置六个控制点。箱梁预制、悬拼施工测量控制平面布置 示意图见附图。图中黑色小圆点为悬拼施工节段控制测点，图中小圈为预制箱梁节段 时定位控制测点。 b、测试方法：用精密水准仪测量测点标高，标准箱梁节段悬拼中必须对称施工； 边跨合龙后，中跨混凝土箱梁施工处于单悬臂状态，更加要特别加强对测量标高温度 影响的修正。 3） 、桥梁平面位置控制、桥梁平面位置控制 在 0#节段安装前，必须对支座顶面标高和平面位置进行仔细核查，安装时还要用 全站仪等对起始桥轴线作详细复核，在符合设计等要求后，方可进行下一步工序，严 格把握控制工况的时机，对每段梁的桥轴线与总体理论桥轴线作对比，偏差控制在允 许误差范围内。 4） 、箱梁截面应力、应变观测、箱梁截面应力、应变观测 a、测试方法 控制截面的关键点应变采用埋置式振弦式应变计测量，所有的测试元件都应有可 靠的标定数据。 b、测点布置 主梁应力应变测试断面选择施工过程中应力控制截面，如有必要亦可在成桥后活 载作用的控制截面（每跨跨中截面和墩顶处主梁截面）埋设。 应力应变测点布置方案见附图。 5 5） 、温度及其影响观测、温度及其影响观测 a.a. 温度观测温度观测 、测试方法、测试方法 主梁混凝土中温度测试选用 NTC 型直径 4mm 的热敏电阻或半导体温度传感器，使 用读数精度达 4 位半的 DT 数字型阻值表测出。在主梁的典型截面内预埋温度元件，以 测量其内部的温度场分布。 、测点布置、测点布置 主梁中的温度布置位置在中跨或边跨各选一个截面 9 个测点。 温度测点布置方案见附图。 、测试时间、测试时间 在主梁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 b、温度对结构变形和受力影响的测量、温度对结构变形和受力影响的测量 、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。 3.2.4 各墩支座预偏量的确定各墩支座预偏量的确定 考虑各墩位处主梁在纵桥向的位移，为了确保支座的正常工作在支座安装时需设 置支座的预偏量。影响支座预偏量的因素有混凝土的收缩、徐变和温度，混凝土的收 缩、徐变的影响在正装迭代计算中计入，而温度问题主要与合龙时温度相关，要根据 工期安排充分估计到各合拢口施工时的定位温度。 3.2.5 施工控制有关的基础资料试验与收集施工控制有关的基础资料试验与收集 1) 主梁混凝土试块和预应力钢束的弹性模量试验。 2) 气象资料：晴雨、气温、风向、风速。 3) 实际工期与未来进度安排。 4) 架桥机支点反力及其它施工荷载在桥上布置位置与数值。 3.2.6 设计参数误差分析和识别设计参数误差分析和识别 1)1) 预应力束张拉力误差对结构的影响； 2)2) 梁段自重误差对结构的影响； 3)3) 接缝处环氧树脂涂层厚度产生的施工状态误差对结构线形的影响； 4)4) 主梁混凝土收缩徐变对结构的影响； 5)5) 施工荷载变动对结构的影响； 6)6) 温度的影响； 7)7) 主梁的热膨胀系数误差的影响； 8)8) 主梁的弹性模量误差的影响。 对于本桥最主要的影响参数有 a梁段重量梁段重量 对梁段重量应进行准确的称重，严格控制每个墩的不平衡重，如有较大偏差，可 在下一梁段补重，确保每个墩的两悬臂端平衡。 b预应力张拉力预应力张拉力 对钢绞线的弹性模量应进行测试，准确控制张拉伸长量，对摩阻损失进行识别， 确保有效预应力满足设计要求。 3.2.7 对未来梁段设计参数误差进行预测对未来梁段设计参数误差进行预测 每施工一个梁段，都可以根据该梁段在典型施工工况下的实测状态变量值对与该 梁段有关的参数（如梁段重量等）进行误差识别。但是为了对桥梁线形进行有效控制， 需要预测尚未施工梁段相应参数的误差。可用灰色预测模型 GM（1，1）来进行参数预 测。 3.2.8 预告主梁下阶段定位标高预告主梁下阶段定位标高 根据预测的设计参数进行理论计算可预告下阶段主梁的状态变量值（主要是定位 标高值。 3.2.9 重大设计修改重大设计修改 如果出现较大的施工误差，可能需采取以下重大修改措施： 1)1) 设计参数作重大修改。 2)2) 调整梁端转角。 3 3）调整预应力束张拉力。 4)4) 合拢施工方案作重大调整。 4.施工控制精度和原则施工控制精度和原则 这一部分工作非常重要，一般应至少满足交通部的质量评定标准等相关规范要求。 按照设计方要求，本桥节段施工的允许偏差应满足节段式混凝土桥梁设计和施工指 导性规范 （美国洲际公路和运输者协会，1989）施工规范的要求。建桥各方应参与 讨论并通过质量（或专家评审通过）实施细则。 5.施工工况操作说明施工工况操作说明 连续梁桥平衡吊拼施工工况操作说明 1 1）拼装梁段的定位）拼装梁段的定位 船运预制梁段至现场，架桥机起吊节段就位（理论计算位置） 。在稳定的温度场 下，通知监理和监控方检测其标高值和定位精确（或称精匹配）后，再进行下一步工 序。 测试内容： a、主梁标高及平面位置； b、温度场。 要求： a、检测时间应避开局部温差影响（在一天中结构内温度场最均匀的时间） 。 b、定位标高误差及平面位置满足施工控制精度要求。 2)2) 张拉临时预应力，保证接缝间压应力不小于 0.3MPa 至环氧固化，张拉悬拼钢 束并灌浆。 张拉到位后，由施工方通知监理和监控单位进行测试，测试内容为： a、主梁标高：前 3 个梁段； b、预应力束张拉力； c、施工控制截面应力。 3 3）重复）重复 1-21-2 步骤步骤 6.阶段施工控制验收阶段施工控制验收 悬拼钢束张拉的完成是一个阶段施工结束的标志，一个梁段完成后，由控制方汇 集所有的观测资料，由施工控制工作小组快速下达下一梁段施工控制指令表，并对上 一梁段的控制情况作简要评述。指令表经有关方签认后进入下一梁段施工。 施工 5 个梁段左右后进行一次施工控制小结，对有关设计参数作一次系统调整。 7.总的要求总的要求 1）严格控制施工临时荷载。材料堆放要求定点、定量。 2）测量工作由施工方和监控方平行进行，以便于在现场及时校对，同时由监理方 进行监测。 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）主梁拼装定位的测试工作必须回避日照温差的影响。 6）每一梁段吊拼完成后，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）控制指令表经有关方签认后方可执行，才能进行下一梁段的施工。 8.合理化建议合理化建议 1）合拢段的施工控制）合拢段的施工控制 建议采用压重来置换合龙段混凝土的施工方法，这样可以减轻合龙临时定位装置 的受力负担 2）箱梁腹板的抗剪）箱梁腹板的抗剪 对于箱梁腹板的抗剪问题建议作专门研究，特别是接缝区域的抗剪，抗主拉应力 问题应作空间分析。 3）边跨预制段的施工控制）边跨预制段的施工控制 边跨预制段在合龙之前是挂在架桥机上，架桥机本身的刚度对这部分的线形有影 响，因此边跨预制段在去吊杆之前其标高应具有可调性。 9.组织组织 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，建议业主牵头成立大桥控制领 导机构，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。其组织机构人员安排如下： 1）施工控制领导小组：）施工控制领导小组： 组长：大桥建设方 副组长：建桥各方负责人 成员：建桥各方代表 2）施工控制工作办公室）施工控制工作办公室 主任： 副主任： 成员： 10.建议各单位分工如下建议各单位分工如下 1） 业主业主 协调各成员单位的工作，及时召集主梁施工控制会议。 2） 设计单位设计单位 a、提供结构计算数据文件、图纸、结构最终内力状态、线形。 b、成桥状态下的主梁控制截面内力和应力； c、预应力束的张拉力； d、成桥线形要求； e、考虑施工过程的主梁理论累计挠度。 3） 施工单位施工单位 a、施工组织设计与进度安排，如有变更原定施工方案应及早提出。 b、架桥机稳定计算与试吊。 c、试件弹性模量试验。 d、桥面施工荷载调查与控制。 e、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。 f、主梁定位测试，测试结果在每一梁段完成后及时现场核实和汇交施工控制工作 办公室； g、提供桥所需电源和临时用设施等； 4） 监理单位监理单位 a、认真执行监理工作，保证施工质量。 b、监测主梁标高。 c、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。 d、每一梁段完成后将有关监测结果及时汇总给施工控制工作办公室。 5） 监控单位监控单位 a、拟定施工控制方案。 b、施工过程结构变位、应力、应变、预应力束张拉力和温度观测。 c、识别设计参数误差，并进行有效预测。 d、优化调整分析。 e、预告下阶段梁段定位标高。 f、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。 g、主桥竣工后两个月内提交施工控制与监测成果报告。 11.施工控制工作单位资质和主要业绩介绍施工控制工作单位资质和主要业绩介绍 长沙理工大学具有交通部颁发的甲级“公路工程试验检测中心”和湖南省颁发 的甲级“土木工程试验和检测中心”的资质; “预应力砼桥梁施工技术仿真计算与质 量监控” 获得 2001 年度湖南省科技进步一等奖，具有一个先进的结构实验中心，装 备有各种先进的静动力测试仪器，并可用于实桥的各种测试。 主持过的大桥施工控制与试验及健康观测的主要项目有： 1）长沙湘江北大桥（主跨 210 米双塔单索面 PC 斜拉桥）施工控制； 2）南京二桥施工方（湖南路桥总工司及南京二桥项目部聘颜东煌教授）专家技 术咨询； 3）广西柳州壶西桥分束张拉钢绞线斜拉索的张拉研究（田仲初为主要研究人员） ； 4）安徽铜陵长江公路大桥（主跨 432 米双塔双索面双主肋 PC 斜拉桥）施工控制； 5）武汉江汉四桥（主跨 232 米独塔 PC 斜拉桥）施工控制； 6）江西南昌新八一大桥（主跨 160 米独塔双主肋断面 PC 斜拉桥）施工控制； 7）广州鹤洞大桥（主跨 380 米双塔双索面叠合梁斜拉桥）施工控制； 8）江西九江湖口大桥（主跨 318 米双塔双索面高低塔 PC 斜拉桥）控制、成桥试 验与 3 年长期健康监测； 9）岳阳洞庭大桥（主跨 310 米三塔全漂浮双索面 PC 斜拉桥）模型试验、施工控 制、成桥试验、1 年长期检测； 10）湘潭三大桥（主跨 270 米双塔双索面 PC 斜拉桥）施工控制； 11）荆州长江公路大桥施工控制、成桥试验和 5 年长期健康监测： a) 主跨 500 米和 300 米 双塔双索面 PC 斜拉桥；b) 8 跨 150 米 PC 连续梁桥。 12）鄂黄长江公路大桥(主跨 480 米双塔双索面 PC 斜拉桥)施工控制、成桥试验 和 5 年长期健康监测； 13）广东九江第二大桥（主跨 160 米 PC 连续箱梁）施工控制； 14）广东太平大桥（主跨 90 米 PC 连续刚构桥）施工控制； 15）湖南益阳白沙大桥（主跨 150 米 PC 连续梁桥）施工控制和成桥试验； 16）缅甸）缅甸 AungZaYa 桥桥(主跨为主跨为 300 米的钢桁梁斜拉桥米的钢桁梁斜拉桥)施工控制施工控制； 17）佛陈大桥（主跨 108 米的系杆拱桥）维修加固施工控制; 18) 云南澜沧江小湾大桥(主跨 130 米的钢箱提篮拱桥)施工控制和*成桥试验; 19）长沙洪山庙桥桥（无背索大斜塔钢箱主跨 206 米）斜拉桥施工控制和计算分 析； 20)* 张罗公路王村大桥(主跨 208 米中承式钢管砼拱桥)施工控制; 21)*长沙湘江黑石铺大桥(主跨 168 米多跨钢管砼拱桥)施工控制和成桥试验; 22）*南县茅草街大桥主桥施工工艺和施工控制模型试验研究； 23）*韶关百旺大桥和五里亭大桥钢管拱砼拱桥的施工控制和成桥试验; 注：*表示正在进行中的项目 12.施工控制工作主要人员安排施工控制工作主要人员安排 序号姓名职务、职称在项目中的作用备注 1 颜东煌院长、教授、博导项目总负责人 2 田仲初室主任、教授技术负责人 3 陈得良博士生、讲师计算与现场负责人之一 4 唐华硕士生、讲师计算与现场负责人之一 5 黄宏辉硕士生、讲师计算与监测负责人之一 6 文双武博士生、讲师空间计算 7 李学文讲师计算分析 8 涂光亚讲师计算分析 9 张向阳实验师测试负责 10 陈常松博士生、副教授理论计算和测试 11 彭艺斌硕士生、讲师理论计算和测试 12 潘权硕士生、讲师测试 13.拟投入本桥的主要测试仪器和设备拟投入本桥的主要测试仪器和设备 序 号 设备名称 台数 （套） 产地作用 备 注 1 NA2 精密水准仪 2 瑞士主梁标高测量 2 TC1800 全站仪 1 瑞士桥轴线监控 3 JMZX-300 振弦检测仪 4 中国测试基准钢绞线锚下传感器压力 4 振弦检测仪 2 中国测试主梁应变传感器的应变 5 JMT-64 电温度测试仪 2 中国测