龙盘北路东延线工程主桥.doc

龙盘北路东延线工程主桥 施工监控方案 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 目目 录录 1 工程概况 工程概况 1 1 1 结构描述 1 1 2 施工流程 2 2 施工监控的依据 施工监控的依据 2 3 施工监控的目的与内容 施工监控的目的与内容 3 3 1 施工监控的目的 3 3 2 施工监控的内容 3 4 施工过程仿真分析与计算 施工过程仿真分析与计算 4 5 施工过程现场监测 施工过程现场监测 4 5 1 几何变形测量 4 5 2 应力的量测 6 5 3 索力的量测 8 5 4 温度的量测 8 6 施工监控报告的提交 施工监控报告的提交 9 7 施工监控 施工监控预算预算 10 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 1 1 工程概况 工程概况 1 1 结构描述结构描述 龙盘北路东延线工程西起碧桂路东侧辅道 由西南向东北延伸 路线穿越 了范沙新 村 设置桥梁跨越规划桂畔海水系以及欢乐大道 穿过逢沙村 终 点与既有南国路东延 线相交 道路全长约 2 541km 龙盘北路高架桥全长 867 4m 其中主桥长 158 8m 主桥宽 37 5m 主桥 采用飞燕式系杆拱桥 主桥跨径组合为 29 4 100 29 4m 主拱肋采用钢箱截面 副拱肋采用砼箱 型截面 桥面系采用钢纵横梁结构 桥面行车道板采用 6 2m 跨径的钢筋混凝 土双向板 先简支后固结体系 桥面总宽 37 5m 主跨拱圈采用悬链线 计算矢跨比 1 4 拱轴系数 m 1 3 提篮横向倾斜 角度为 13 87 主拱肋采用钢箱截面 截面宽 2 0m 高 2 0m 边跨拱圈采用抛物线 计算失跨比 1 8 9 提篮横向倾斜角度为 17 9 副拱肋采用钢筋混凝土平行四边形空心截面 截面宽 2 5m 高 2 0m 全桥共设置吊杆 11 对 吊杆间距 6 2m 最短索长约 6 184m 最长索长 约 15 746m 吊杆采用 GJ 钢绞线整束挤压式吊杆 吊杆上端设于钢箱拱内 吊杆下端设于吊点横梁顶 上端为张拉端 全桥共设置系杆 10 束 采用 XGK 15 27 B 型全防腐型整束可换可调 高强度低松弛钢绞线成品拉索 外包 PE 防护套 系杆采用钢保护盖进行防 护 系杆从拱肋及其两边通过并锚固与边拱端部 每片拱肋下布置 6 个系杆张 拉孔道 其中 5 束张拉永久系杆 1 束为预留换索孔道 图 1 桥型布置图 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 2 1 2 施工流程施工流程 1 施工准备 含便道修建 场地平整等 栈桥架设 2 基础施工 3 施工拱座 安装拱肋飞鸟区和边跨支架 在支架上浇筑边跨拱肋 吊装 飞鸟区主 拱肋 4 在支架上施工边跨拱上立柱 交界墩处压重混凝土梁 5 边中跨支架上吊装立柱横梁 吊杆横梁以及纵向小纵梁 6 在中跨主梁上搭设拱肋支架 并开始系杆的安装就位工作 7 调整拱肋支架高度 以符合拱肋施工线型要求 利用塔吊或桥面吊机 在支架上 分节段吊装拱肋 利用临时连接拼装拱肋 拱顶合拢段不上 8 通过支架上的微调装置 调整拱肋线型到符合拱肋合拢前的线型要求后 进行拱 肋节段间的焊缝施工 并逐步解除临时连接 全部临时连接解除后 再 通过支架上的微调 装置 调整拱肋线型到符合设计要求线型后 在拱顶进行拱 肋合拢段施工 9 拱肋施工完后 拆除梁面拱肋支架 并清除梁面多余荷载 安装吊杆 同时对系 杆进行初张拉 10 吊装桥面系组合梁预制桥面板 利用千斤顶分批分阶段对称循环张 拉吊杆和系杆 使得主梁逐渐脱离支架 拆除边中跨支架 11 现浇桥面板湿接缝 桥面系形成整体 进行桥面铺装 护栏等二期恒 载施工 调 整吊杆索力 张拉系杆完成主桥工程 2 施工监控的依据 施工监控的依据 鉴于本项目的重要性 所以有必要通过在施工过程中对桥梁结构进行施工 控制 对关键部位进行实时监测 保证结构的线型平顺 并监控实际内力分布 使箱梁始终处于安全受力范围内 本项目的监控依据主要参考自招标文件 包 括如下依据 1 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ2 2008 2 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 3 3 精密水准测量规范 GB T15314 940 4 工程测量规范 GB 50026 93 5 城市测量规范 CJJ8 99 6 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 7 建筑变形测量规程 DGJ T8 97 8 国家及省市建设主管部门的相关文件 9 委托方提供的图纸等 10 施工单位提供经业主及监理确认的现场试验检测数据等 3 施工监控的目的与内容 施工监控的目的与内容 3 1 施工监控的目的施工监控的目的 施工监控是针对每段实际施工工序及施工监测获取的数据 对桥梁进行实 时平差 分析和验算 并根据分析结果及时调整施工监控指令 以确保结构逐 段施工符合设计要求 施工监测是采用先进仪表和设备 按施工监控要求 对 施工过程中桥梁的线型 应力 索力等进行实时监测 为施工监控提供所需要 的参数和数据 施工监控与施工监测的总目标是确保结构在施工中应力 变形与稳定状态 在允许范围内 从而确保施工阶段桥梁结构的安全以及峻工后桥梁的内力和线 型最大限度符合设计目标状态 3 2 施工监控的内容施工监控的内容 根据龙盘北路主桥的结构特点 设计要求和施工方法 结合我们对连续梁 桥 连续刚构桥 拱桥和斜拉桥等同类型桥梁的施工控制经验 本项目桥梁施 工控制的主要内容有 1 施工过程的仿真分析与计算 2 施工过程的现场监测 包括应力与温度量测 主梁 拱肋几何变形测 量 索力测量 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 4 3 施工过程的参数识别 控制与调整 4 施工过程仿真分析与计算 施工过程仿真分析与计算 施工过程的仿真计算是根据实测的设计参数 如混凝土容重 强度和弹性 模量等 使用的施工工艺和工序 计算施工过程中各个施工阶段的结构挠度和 内力 为应力测量和挠度控制提供理论计算值 施工过程仿真分析与计算的目的体现在以下几个方面 1 通过模拟计算获得该桥在施工过程中的变形与应力理论变化值 为施 工监测提供理论参照 2 通过模拟计算寻找影响拱桥的敏感参数和施工过程中对结构安全性 影响较大的施工工序 以便于确定施工控制的具体目标 做到有的放矢 3 通过模拟计算对整个监控对象的安全性进行验算 及时发现设计中可 能存在的不足 以便及时进行调整 确保桥梁施工的安全 5 施工过程现场监测 施工过程现场监测 5 1 几何变形测量几何变形测量 1 主梁标高监测 挠度监测对于分节段施工的桥梁尤为重要 在施工过程中随着施工的进行 需要准确把握箱梁在每道工序下的变形 同时与理论计算结果进行校核并结合 应力测量结果 分析梁重误差 预应力张拉误差 混凝土收缩徐变和温度变化 等因素对梁端标高的影响进行分析 以期获得桥梁设计线形 考虑到成桥后主 跨长期下挠的趋势 二期铺装完成后 期望主跨需达到的成桥线形为设计线形 再向上预一个二次抛物线 抛物线中点抛高值为 L 1000 110mm 这个抛高 值为暂定值 我方将根据实际计算模拟和自身经验做适当修正 标高控制的重点应放在底板底面和梁段的前端与后端高差两个方面 箱梁 平面位置控制的要点是梁轴线和相对于梁轴线的横向宽度 每节段应埋设 3 个 标高测量点 分别位于左右两侧腹板顶及梁中线顶板面上 测点采用预埋钢筋 头 并用红色油漆编号 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 5 监测工况 根据仿真分析结果选择施工过程中的关键工况进行主梁标高监 测 测试次数不少于 20 次 本方案计价以 20 次进行计算 为了减少温度的影响 复测全桥各测点标高的观测安排在早晨 6 00 8 00 进 行 测点每个截面设 3 个 测试结果取平均值 全桥共设 15 个截面 共 45 个 测点 2 拱肋标高监测 桥梁的现场几何测量是施工监测的重要工作之一 几何测量在钢箱拱拼装 阶段主要包括对钢箱拱节段位置 节段轴线 节段端面的测量等内容 而在主 梁架设阶段主要包含对主梁高程 主梁轴线偏位 相邻节段间偏位等内容 拱肋及主梁的几何测点标志在制造时设置 几何测量采用全桥通测 钢箱拱节段的几何测量应在拱肋节段拼装阶段进 行 主梁节段应在节段拼装阶段 环焊缝焊接等阶段进行 此外 应安排一定 次数的高程 轴线南北联测和水准点闭合测量 对于节段安装匹配阶段 特别 是钢箱拱合龙前 钢梁焊接前 应进行多次密集测量以确定数据准确 监测工况 根据仿真分析结果选择施工过程中的关键工况进行拱肋标高监 测 测试次数不少于 50 次 本方案计价以 50 次进行计算 在拱脚 边拱肋端部 主拱肋 S1 S5 节段前端各设置一个测量标志 采 用全站仪测量 全桥共 32 个测点 图 2 拱肋变形测点布置图 表 1 几何变形测量仪器 仪器 设备生产厂家型号数量精度 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 6 全站仪瑞士徕卡TC 18001 测角 1 0 测距 1mm 2ppmD 全站仪瑞士徕卡TC 16101 测角 1 5 测距 2mm 2ppmD 精密水准仪瑞士徕卡NA 21 0 4mm km 精密水准仪日本拓普康AT G21 0 4mm km 精密垂直仪瑞士徕卡11 40000 其他设备 计算软件 徕卡反射片 50m 钢尺 对讲机 手提电脑等 5 2 应力的量测应力的量测 应力量测与评估原则如下 通过模拟施工计算 得到全桥各类构件施工全 过程中的内力包络图 确定以各类构件最危险的位置 这些数据是截面选取的 基础 截面的选取应该避开圣维南区 因为该区受力不是很明确 如果不进行 局部分析 很难预测出它的应力 这样不利于对实测应力的分析 充分与设计 单位沟通 了解设计意图 1 主梁应力监测 应力监控是以在桥梁上部结构的应力控制断面上布置应力测点 以便观察 在施工过程中这些截面的应力变化与应力分布情况 在龙盘北路主桥的施工监 控中 计划设置 9 个主梁应力监控断面 每个断面安装 6 个传感器 上缘下缘 各三个 共计 54 个 图 3 主梁应力测点布置图 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 7 监测工况 根据仿真分析结果选择施工过程中的关键工况进行主梁应力监 测 测试次数不少于 20 次 本方案计价以 20 次进行计算 2 拱肋应力监测 拱肋应力测点设置如下 副拱根部及与主梁交接附近设置共 8 个断面 主 拱根部 与主梁交接处附近 第一个拱肋支架附近 第二个拱肋支架附近设置 共 16 个断面 合计 24 个断面 每个截面 4 个传感器 共计 96 个 传感器的安 装位置需根据仿真计算结果及现场安装便利性进行确定 如拱肋箱室方便进入 则传感器需安装于拱肋箱室内 传感器安装位置需注意与拱肋焊接施工位置保 持距离并做好保护 原则上同一截面的 4 个传感器需要安装在拱肋的上缘 下 缘 两侧中性轴位置 但也可根据仿真计算结果进行调整 选择重要位置进行 监测 图 4 拱肋应力测点布置图 监测工况 根据仿真分析结果选择施工过程中的关键工况进行拱肋应力监 测 测试次数不少于 15 次 本方案计价以 15 次进行计算 3 混凝土应力应变转换技术 通过应变传感器可测出的应变是混凝土的总应变 由于混凝土总应变中包 含相当一部分的非应力应变 如何准确分离这部分应变 尤其是徐变应变 就 成了保证混凝土应力测量精度的关键所在 各类应变分离措施如下 利用主梁 中性轴应力与弯矩无关这一特点 根据实测预应力求出中性轴应力 据此校准 中性轴的实测应力并识别徐变系数 继而求出主梁上下缘应力 并各节段施工 养护期内的应变测试来识别徐变系数的方法来对徐变系数进行微调 该法在其 他桥施工监控期间的应力测试中已得到了验证 取得了良好的效果和测试精度 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 8 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 采用带测温功能的振弦式应变传感器和与之配套的应力观测仪器 该 类型的传感器适合于各种混凝土及钢结构的应变测量 适用长期监测和自动化 测量 其指标如表 2 所示 全桥共计使用应力传感器 150 个 表 2 应力监测传感器指标 类型振弦式应变传感器 测量范围 20 80 25 阻值 K 3 年稳定性 1 绝缘电阻 M 100 耐 电 压 V 1500 耗散系数 Mw 2 3 外型尺寸 mm 11 150 指标 精 度 0 2 5 3 索力的量测索力的量测 系杆及吊索均采用弦振式索力仪进行监控 监测工况 根据仿真分析结果选择施工过程中的关键工况进行索力监测 测试次数不少于 25 次 本方案计价以 25 次进行计算 5 4 温度的量测温度的量测 由于所使用的振弦式应力传感器具有温度测量功能 故可直接采用传感器 进行结构温度的采集 在施工中针对不同季节的特征天气状况 晴天 阴天 选择代表性的时段 进行构件温度场及环境温度的连续观测 以掌握该条件下的钢拱肋 钢梁 拉 索的温度分布规律 模拟各构件的特征数值温度场 为施工监控计算中温度修 正计算提供科学的特征数据 并为合龙时机选择提供参考 上述连续温度场观测原则上全桥进行每个季节 2 种天气情况的测量 同时 龙盘北路东延线工程主桥施工监控方案 9 应同步进行拱肋线型 主梁线型 应力及索力的测量 以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 6 施工监控报告的提交 施工监控报告的提交 1 施工过程仿真分析报告 2 施工过程主梁定位坐标施工通知单 3 施工过程拱肋定位坐标施工通知单 4 施工过程吊杆索力张拉施工通知单 5