监控实施大纲和实施细则.doc

*特大桥施工应力监测及线形控制方案铁道第五勘察设计院二OO四年二月*特大桥施工应力监测及线形控制方案一、实施大纲1 施工控制的技术依据1.1 工程概况*桥桥型布置为（72.513072.5）米预应力混凝土连续刚构桥，墩身均为矩形空心墩，基础为桩基础，桥台为U形桥台及板式桥台。大桥平面位于直线段和缓和曲线段上，立面降坡2.9%。1.2 监控依据（1）该桥的监测合同；（2）大桥施工图；（3）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）；（4）混凝土结构试验方法标准（GB50152-92）；1.3 监控目的施工应力监控和线形控制主要达到以下目的:（1）通过监测断面测点应变情况，掌握箱梁在悬灌过程中及体系转换后，各工况监测断面的应变状况及变换规律，检验设计计算应力和实测应力在各阶段的偏差，以达到监督和指导施工，确保工程质量和施工安全。（2）根据计算结果和各阶段实测数据，并与设计计算结果对比，调整梁段预拱度值和立模标高，桥梁施工顺利合拢。2 施工控制组织机构及监控人员2.1 施工控制领导小组由建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和施工控制单位联合组成，各个单位的领导同志或技术负责人参加，建设单位任组长。施工控制小组不定期召开会议，由组长召集并主持。讨论施工控制中出现的重大问题，并提出修正方案。2.2 施工控制工作小组由施工控制单位、施工单位、监理单位、设计单位和建设单位参加。包括施工控制单位的现场负责人、施工单位的测量和现场施工负责人、监理单位的现场代表、设计单位的设计代表和建设单位的工地代表，由施工控制单位的现场负责人任组长。施工控制小组定期开会，由组长召集。讨论施工控制中出现的问题，并提出修正方案。如果遇到重大施工问题的，或需要修改设计的，提交施工控制领导小组讨论。施工控制运行程序见图1。2.3 数据传递路线（1）施工控制指令下达路线施工控制小组指令设计方验算当前应力状态后会签（如果改变设计内力状态）监理签收施工方执行监理方监督执行。（2）测量数据反馈路线施工方进行标高等数据的测量监理方检查数据保证其准确性施工控制小组。（3）数据传递和指令下达各方签字时应注明签字日期和具体时间。节段施工结束现场测试结构计算控制小组误差分析设计代表认可控制小组提交控制数据监理代表处施工单位下节段施工开始图1 施工控制运行图2.4 监控拟投入的人力资源姓 名职 称学 历职责高级工程师本科总负责人高级工程师本科计算分析负责人工程师本科施工控制助理工程师硕士参加计算分析3 箱梁施工挠度观测与标高控制线形监控是我们施工控制的重点工作。严格监测每一个节段实际线形数据，认真计算理论数据，对下一节段的浇注及时提供预报数据。3.1 测点布置见“7.1测量工作的测量项目”。3.2测量内容模板高程、挂篮变形、混凝土浇注后的高程、预应力张拉前后的高程。3.3预拱度设置箱梁在悬臂浇注施工时，预拱度的设置由检测方计算后与设计方核对无误后，经监理确认，交由施工单位实施。3.4线控软件简介我院具有自主开发的预应力混凝土桥梁分析与施工控制程序，在南昆铁路清水河大桥等桥梁中成功应用。预应力混凝土桥梁分析与施工控制程序介绍如下：（1） 荷载程序考虑了以下荷载：梁段自重、挂篮、人群及工具重量、预应力及其损失、徐变、收缩、二期恒载、竣工后的长期徐变、对温差的影响在实施中考虑。（2） 时段划分将该桥梁体从0#段施工到投入运营后的过程划分为若干个时段，0#段施工为一个时段，其它梁段每段细分为23个时段，挂篮移拆、压重卸重等均作为一个时段，二期恒载为一个时段。根据实际工期变化及时修正各时段起止时刻参数。（3） 程序主要特点1） 考虑不同梁段的不同龄期；2） 考虑应力历史；3） 考虑弹性模量随时间的变化；4） 将徐变计算化为逐个时段步进的拟弹性有限元分析；5） 全汉字界面及强大的“可视化”前后处理功能操作方便。（4） 程序的计算流程1） 处理：交互式输入原始数据，不必死记数据的原始结构，自动计算截面几何特性和预应力等效荷载；交互式输入计算内容的控制参数，可对比分析各种荷载的贡献。2） 计算：对时段循环，计算弹性位移及内力。3） 后处理：自动汇总、显示、打印计算结果，自动绘制累计挠度表及预拱度曲线。程序计算框图见图2。图2 预应力混凝土桥梁分析与施工控制程序流程图3.5 大风对施工的影响在施工中遇到大风情况，及时观测应力变化和桥梁的线形变化情况，超过设计中认为的限度时，立即停止施工，待风力减小后恢复施工。4 箱所梁中轴线观测及平面控制在箱梁浇注的每个节段设置一个轴线测点，测量精度控制在2mm以内。5 施工应力监控5.1 监测断面及测点布置在正常施工情况下，连续刚构的应力偏差不大，但大吨位张拉时局部应力分布不均，虽然在设计中已经考虑这一因素，但为了避免意外情况，在应力最大截面埋设应力传感器，监测主梁应力的变化。测点布置：由于0号段应力复杂，实测数据与理论数据难以对比，故测点布置在1号段。测试断面布置在2号墩的两侧，每个箱室布置8个测点（见图3）。在1号段帮扎钢筋时设置。5.2监测实施及测试方法（1） 监测实施本桥测试合同签订后，我们将根据合同要求及设计图纸，组织仪器及设备进场。0号段施工完毕后，将测试用仪器布置在0号段箱内，完成测试用工作间的布置。并准备预埋测点，进入梁部悬臂灌注测试阶段。对各梁段的每一工况进行及时的测试，并整理分析测试数据，与理论计算结果对比，及时提供施工指导性意见。（2） 测试方法目前，国内外混凝土内部应力测试一般通过测试混凝土应变值后再换算应力值。测试仪器采用钢筋振弦仪进行测试，仪器具有定时或间隔定时自动巡回监测，自动打印数据，并可与微机进行数据交换，经微机处理后，直接输出应变或应力值。传感器采用振弦式应力计，传感器与仪器间采用屏蔽电缆线作导线。由于施工应力监测具有时间长、受环境条件变化影响大，因此，采用可靠的传感器及测试仪器和合理的测试手段是施工应力监测的关键。（3）主要技术措施1）每天早八点（出太阳）前，在梁体内外温度基本一致的情况下进行观测。2）对各测点进行温度影响观测，并绘出各测点温度影响曲线，计算出平均升降温频率变化系数。3）对同一工况进行多次观测，在数据处理时挑选温度比较接近的两组观测值计算各测点的应变增量。4）对各测点进行零漂观测，即在同一工况、温度湿度基本相同的条件下，在不同的时间进行观测，以便及时掌握各测点的零漂情况。（4）应力测试的时间控制1）每一节段的混凝土浇注前、后、预应力张拉后。2）温度变化时，箱梁主要截面的应力情况；3）大风时，箱梁主要截面的应力变化情况，对是否停工提出意见；6 温度影响的观测在应力测试的各个断面上，配合应力测试布设温度传感器。温度传感器布置在箱梁的顶底板各一个。用温度读数仪采集温度，测量精度控制在0.5以内。测试温度场，然后对估计温度对标高的影响提供参考。二、实施细则7 箱梁悬臂施工平面及高程控制实施细则根据现有的施工测量高程和平面控制网建立箱梁施工的控制网，确立施工基准点。7.1 测量工作的测量项目（1）主梁标高测量纵向每施工节段设一个测量截面，测量截面距离梁段的前端10cm，每个测量截面布置4个测点，如图4所示。每节段混凝土浇注前设置在梁底，混凝土浇注后，3、4测点转移到埋置的钢筋端部。1、2测点只在浇注本段时测量，3、4在每次节段循环均需测量。测量精度控制在2mm以内。测量时间要求：挂篮就位后；浇注箱梁混凝土各分块前、后；纵向预应力钢束张拉后；每次合拢前、后。（2）主梁轴线测量每个节段设置一个测点。测量精度控制在2mm以内。（3）箱梁顶面标高测量每个节段横向在箱梁顶面设置四个测点。测量精度控制在2mm以内。混凝土浇注完成后测量。（4）墩顶水平位移观测在墩顶设2个测点。每施工5个节段或体系转换前后均需测量。测量精度控制在2mm以内。（5）基础沉降观测测点布置在承台的4个角点。测量精度控制在2mm以内。测量时间要求：每施工5个节段；0、1块施工完毕；体系转换前、后；每次合拢前、后。全部合拢完成后对箱梁底每节段底高程和轴线进行一次全面底测量工作。7.2 每一个悬浇节段施工周期的作业步骤每一个悬浇施工周期从挂篮的前移定位到预应力钢束张拉完毕的监控步骤如下：（1）按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，由施工单位测量定位后的挂篮标高，经监理签认后向控制小组提供挂篮的定位测量结果；（2）立模板、帮扎钢筋；（3）浇注混凝土前，测量所有已施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高，经监理签认后报施工控制小组，控制小组用钢筋振弦仪测试控制断面的混凝土应力分布；（4）施工控制小组分析测量结果，如需调整，给出调整后的标高；（5）浇注完混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，测量本梁段端部梁底和埋在和埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，经监理签认后提供施工控制小组；控制小组用钢筋振弦仪测试控制断面的混凝土应力分布；（6）混凝土浇注完成后的养护期间，测量箱梁顶面标高、墩顶水平位移（5节段一次）、箱梁轴线测点坐标、基础沉降（5节段一次以及0和1块浇注完毕、结构体系转变前后、每次合拢前后）、经监理签认后报施工控制小组；（7）按照公路工程检验评定标准检查断面尺寸，经监理方签认后提供给施工控制小组并向施工控制小组提供梁段混凝土超重的情况；（8）张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点，经监理签认后提供施工控制小组；控制小组用钢筋振弦仪测试控制断面的混凝土应力分布；(9)施工控制小组分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值和应力、温度等测量结果计算、预报下一施工周期的挂篮定位标高；(10)如果需进行压重，预报值经设计单位认可，与控制单位会签后交监理；（11）监理将上述预报标高签收后下指令交施工单位执行。测量工作内容及时间要求见表1。表1 施工控制测量内容及时间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浇注混凝土前挂篮三条线测点无确定顶底板测点标高关系4混凝土完全浇注后所有已施工梁段测点0时至日出前5混凝土完全浇注后箱梁顶面标高0时至日出前6混凝土完全浇注后主梁轴线7预应力钢筋张拉后所有测点0时至日出前8混凝土完全浇注后墩顶水平位移每5个节段一次9混凝土完全浇注后基础沉降每5个节段一次以及0和1块浇注完毕、结构体系转变前后、每次合拢前后7.3 测量工作的误差控制（1）施工控制总目标是梁底曲线与设计值的误差控制在3cm以内；（2）挂篮定位标高与预报标高之差控制在0.5cm1cm以内；（3）预应力索张拉完毕后，如梁端测点标高与控制小组预报标高之差超过2cm，须经控制小组研究分析误差原因，确定下一步的调整措施；（4）主梁轴线误差控制在1cm以内；（5）梁顶标高横向不均匀误差控制在2cm以内，横披误差小于0.2；（6）如有其它异常情况发生影响到标高和误差控制，其调整方案也应经控制小组分析研究，提出控制意见。8 施工应力监测和主梁温度测试实施细则见大纲。9 对施工单位的协作事项要求施工测量工作由施工单位完成。9.1 提供施工组织计划施工方提供详细的施工进度计划，并向检测方提供每个阶段的施工荷载、加载顺序及加载位置、每个步骤的大致时间安排和悬灌施工的合龙顺序等相关资料。可以根据这些信息进行线形监测和控制。9.2 提供挂篮的实际构造根据挂篮的构造，我们将计算挂篮的线性变形规律，结合挂篮的预压试验结果确定每个节段的预拱度，务请施工单位在悬臂浇注开始前提供，主要包括：挂篮前后支点反力、主要构件的尺寸、前后支点支撑位置等。9.3 施工注意事项在施工中一定注意平衡作业，不平衡重不应超过设计限值。严格控制箱梁的挠度及反挠度设置，避免顶板混凝土超方过大。确保挂篮的强度、刚度和可靠性。10 监控工作日程安排（1）合同签定后，同有关协作部门联系，取得施工图设计、施工组织等资料，检测方开始准备数据文件，计算后和设计单位核对数据，在可能的情况下，进行设计和施工方案优化。（2）现场测点埋设对温度测试和应力测试均需预先埋设测点，在每一浇注节段帮扎钢筋时设置，然后埋入混凝土中，并连接到接收仪器上。（3）主梁线型和内力控制主梁悬臂浇注开始前，施工控制人员必须进驻现场，进行现场测试和计算工作，直到全桥合拢。（4）桥面铺装标高提供协助全桥合拢后，根据桥面标高实测结果立即配合设计单位提供桥面铺装线形。（5）施工控制总结和报告撰写全桥合拢后三个月内，提交施工控制总结报告。11 其它现场检测时间从0号段浇注完毕到全桥合拢结束。桥梁跨中挠度长期观测点在成桥后预留，由施工单位移交给业主。12 各施工阶段的划分以及各阶段的具体工作内容12.1 各施工节段的划分（1） 第一阶段：基础及墩的施工；（2） 第二阶段：0号块施工；（3） 第三阶段：117号块施工；（4） 第四阶段：边跨现浇梁段施工；（5） 第五阶段：边跨合拢段施工；（6） 第六阶段：中跨合拢段施工；