1-96米下承式钢管混凝土系杆拱桥施工监控方案

1、京沪高速铁路徐州至上海段新建工程XX桥-下承式钢管混凝土系杆拱桥施工监控方案编制人：复核人技术负责：XX局京沪高速铁路土建X标段项目经理部XXXX研究所2009年3月目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 工程概况1施工方法2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 设计图中控制的要求3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 施工控制的目的及意义4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 施

2、工监测阶段划分及各阶段施工简况5施工控制测点布置方案及设备统计8测点布置方案8施工过程控制的主要工作内容10施工过程控制的主要阶段10各阶段的监测项目107.2.1施工方案检算10系梁的混凝土灌注及第一批预应力张拉10拱肋节段的拼装及混凝土的灌注11拱肋支架拆除及吊杆张拉阶段11桥面附属设施的安装、系梁第二批预应力张拉及吊杆力调整11系梁支架拆除及成桥阶段11 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 施工控制方法11 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 监测人员和分工12XX特大桥-下承式钢管混凝土系杆

3、拱桥施工监控方案1.工程概况XX特大桥位于安徽省和江苏省交界处，桥址处于XX冲积平原一、二级阶地及丘陵区，跨越XX主河道和多条道路，中心里程DK975+652.40，起点里程DK969+791.62，终点里程DK981+513.22，桥全长11721.6m。1-96m系杆拱桥位XX特大桥196#197#墩处，跨越XX而设。1-96米系杆拱桥桥址地貌属XX一级阶地。桥梁设于XX河面之上，桥址处为XX河堤，此段水面宽4160m，水深约25m，水流平缓，水质较差。XX河床较为平坦，河床为淤泥质黏土，下为粉质粘土，粉砂，粉砂岩。196#墩里程为DK976+182.93,197#墩里程为DK976+28

4、3.09,基础为16根宓.Om钻孔桩，桩长分别为51.5m和56m，矩形承台高4m。196#桥墩位于XX安徽河岸坡脚，为3个9m高屮3.0m圆柱墩加3m厚帽梁，197#墩为7.5m高矩形实体墩，梁部采用1-96m系杆拱形式，主梁采用预应力混凝土梁，截面为单箱三室箱型结构，宽度17.1m，梁高2.5m。底板厚度30cm，顶板厚度30cm，边腹板厚度35cm，中腹板厚度30cm。底板在2.8m范围内上抬0.5m。吊点处设横梁，横梁厚度0.40.6m。系梁纵向设68束12-7屮5预应力筋，横向在底板上设3-7屮5的横向预应力筋，横隔板上设3束97屮5预应力筋。拱脚顺桥向8.0m范围内设成实体段，截面

5、渐变处设倒角或过渡段。系梁浇筑C50混凝土量为1989m3。拱肋为平行钢管拱肋，拱肋截面为哑铃形，截面高度3m，等高布置，钢管外径为1000mm，钢管采用6=16mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用6=16mm的腹板连接。两拱肋锚固于主梁内，拱肋之间对称设5道钢管横撑，拱肋钢管内压注C55级微膨胀混凝土，横撑内不压注，拱肋混凝土压注量为430.2m3,拱肋钢材总重为3131(不含拱脚预埋段)。由于系杆拱跨越XX,采用先梁后拱法施工。吊杆布置采用尼尔森体系，在吊杆平面内，吊杆水平夹角在50.97865.384。之间，横桥向水平夹角90吊杆间距8m，两交叉吊杆之间的横向中心距为340mm。吊

6、杆均采用127根屮7高强低松弛镀锌平行钢丝束，冷铸墩头锚，索体采用PES(FD)低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。吊杆的疲劳应力幅118MPa,在主+附作用下的最大应力幅126MPa。桥梁总体布置见图1。立面布置图200上海12009*8001一匚:.I-_一一|_一一_11一-_IT-一一一一II一-卜一ll-一一11一-.ir一一一一卜一一一._一一1H.Ji|1JI11J1JI11_12002009*80012002002001200平面布置图765拱肋-梁横截面76502911QWZ、IIOOZ支座中心线支座中心线11710图196米下承式钢管混凝土系杆拱桥桥型布置2.施工方法系杆拱采

7、用先梁后拱法施工。系梁采用梁柱式支架体系现浇施工。系梁施工顺序：钢管桩基础、支架基础施工f支架施工f第一次测量放样f地板铺设f支架预压f第二次测量放样f边模、侧模支设f底板、横梁、腹板钢筋绑扎、预应力索安装f端头模板安装f箱体内模安装f顶板钢筋绑扎、预应力索安装f拱脚拱肋定位安装、拱脚钢筋安装f自检、报请监理检查签证f混凝土浇筑f预应力索第一次张拉、压浆封锚。钢管拱施工流程：钢管拱制造加工、场内预拼-在系梁上搭设钢管拱肋拼装支架-拱肋钢管运送至工地-逐段吊装钢管拱肋节段至合拢-采用顶升法压注钢管、腹板内混凝土-调整系梁上拱肋拼装支架吊杆安装张拉f剩余预应力张拉f拆除所有支架完成体系转换f施工桥

8、面工程及附属工程f成桥。设计图中控制的要求1）系梁挠度在静活载作用下系梁最大竖向挠度及温度引起的挠度见表1：表1静活载作用下系梁最大挠度及温度引起的挠度表（mm）项目双线静活载均匀升温非均匀升温挠跨比计算值12.50.00144.81双线静活载12.51/7680ZK静活载挠度+0.5倍温度14.91/64430.63倍ZK静活载挠度+全部温度12.71/7559上表计算结果表明，梁体挠度能满足暂规要求。2）梁端转角在ZK活载作用下，梁端竖向折角为-0.558%。、+0.153%。，均满足暂规梁端折角不应大于2%o之规定。梁端在最大折角时的转动位移为1.1mm。3）结构应力（只列有碴曲线）拱肋

9、应力：拱肋钢管最大应力：主力157MPa，主+附170.0MPa；拱肋钢管最小应力：主力51.5MPa,主+附35.0MPa。拱肋钢管混凝土应力（考虑混凝土收缩、徐变）：上管主力：最大12.0MPa,最小3.3MPa；上管主+附:最大14.1MPa,最小0.65MPa。下管主力：最大8.8MPa,最小1.1MPa；下管主+附：最大8.8MPa,最小-0.94MPa。腹腔主力：最大9.4MPa,最小2.5MPa；腹腔主+附：最大10.4MPa,最小1.2MPa。施工过程中，上管：拱脚处管内混凝土出现-1.08MPa的拉应力，至桥梁施工完成，上管内混凝土将有5.1MPa的最小压应力储备;下管：1/

10、4拱肋处管内混凝土出现-0.9MPa的拉应力，至桥梁施工完成，下管内混凝土将有3.3MPa的最小压应力储备；腹腔内混凝土在施工过程中均不出现拉应力。系梁应力：主力：上缘最大9.2MPa,最小4.3MPa；下缘最大8.2MPa，最小3.3MPa。主+附：上缘最大10.2MPa，最小4.1MPa；下缘最大8.2MPa，最小2.8MPa。桥梁主体结构在主力、主+附作用下，各截面应力水平均在相应材料的容许应力范围。4）预拱度设置1毎比斜幽空社黏訂鬪緇袖竝肌辭-1*3.曲删林繃:S-Oft：鱷捎ffi謡fthD.阻;覘絳羽：Ltn艄甌骅宇即*:血I辭魅韻輛純廿帰,捕戢執斟卿.方靜耐紀,媒5-酣趁聽理糕丄

11、栩旳撇乩3*.百It髓站时曲彩.引耐理芋羅驻駅,期龍，純f恥粒敢曲松强.施工控制的目的及意义桥梁施工控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分，也是确保桥梁施工宏观质量的关键及桥梁建设的安全保证，它在施工过程中起着安全预警、施工指导以及及时为设计提供依据。任何体系的桥梁在每一个施工阶段的内力和变形是可以预计的，因此当施工中发现测试的实际值和预计值相差过大时，随即进行检查和分析，找出原因并排除问题后方可继续施工，避免出现事故，造成不必要的损失。通过本次施工控制，主要达到以下目的：支架与系梁施工阶段该阶段监控的主要工作是计算并提供系梁的立模标高，为最终成桥线形满足设计要求提供必要基础，并且测量系梁浇注后

12、及系梁纵向预应力张拉后结构的变形。监控内容包括：（1）建立施工监测的平面和高程控制网，对支架进行预压，开展支架预压过程的变形监测。监测内容为支架的弹性变形和非弹性变形。支架预压过程中，可以消除支架的非弹性变形，在主梁立模时考虑支架的弹性变形。（2）在浇筑桥面系混凝土过程中，监测支架变形，同时在系梁设置应力和变形观测点，测试系梁应力和变形。（3）系梁的立模标高（设置预拱度）=设计标高+支架弹性变形+后续施工变形+徐变变形。通过现浇系梁的预应力张拉效果测试，掌握系梁施工质量和应力状态，为下一阶段拱肋的节段安装提供必要的支撑条件。拱肋安装、管内混凝土灌注过程的拱肋应力、线形测试与分析，掌握拱肋成型的

13、状态。通过吊杆张拉的方案优化计算，确定拟定的张拉顺序中各吊杆张拉力的大小，确保吊杆张拉力满足设计要求并力争避免繁琐的吊杆内力调整施工。通过吊杆张拉过程中拱肋和系梁的应力状态测试，了解吊杆张拉的施工质量。通过二期恒载施工过程拱肋、系梁、吊杆等应力（或内力）的测试，了解成桥质量，为桥梁验收提供技术资料。施工监测阶段划分及各阶段施工简况根据指导性施工组织设计施工顺序，结合本桥结构力学特性及施工方法，施工图 施工控制阶段3控制的主要阶段及各阶段的施工简要内容如下：图2施工控制阶段1施工控制阶段2-拱肋骨架拼装图3施工控制阶段2施工控制阶段3-钢管合龙及混凝土灌注图 施工控制阶段6施工控制阶段4-支撑钢

14、管拆除及系杆张拉、预应力张拉夬-图5施工控制阶段4施工控制阶段5-二期恒载（部分）施工吊杆力调整图6施工控制阶段5施工控制阶段6-支架拆除成桥验收111ix_1(|I_xliZ_|rrrL_T7t717+t.7tTTtLKLTH.L施工控制测点布置方案及设备统计测点布置方案根据本桥结构特点，结合施工方案及施工中的重点控制内容，应力、线形、吊杆力测试截面及测点布置方案如下：应力及吊杆力测试截面及测点布置见图8。应力测试截面及测点布置图GI1-12-23-3测点布置XI5-5截面测点布置XI6-6截面测占布置图施工8控应制力拱测肋试及截系面梁及应测力点测布点布置置方图式应力及索力测试截面位置描述、

15、测点统计及测试内容见表1。表1应力及索力测试截面位置描述、测点统计及测试内容截面编号截面位置描述（据现场情况可适当调整）测试部位测点统计备注1-1拱脚上、下弦管及竖联板162-2拱肋1/4截面上、下弦管及竖联板16应力测试3-3拱肋2/4截面（跨中拱顶）上、下弦管及竖联板164-4拱脚上、下弦管及竖联板125-5系梁1/4截面顶板、底板66-6主塔根部截面顶板、底板12吊杆力所有吊杆40杆力测试应变测点总数78个吊杆力测点总数40个线形测试截面及测点布置见图9。线形测试截面位置描述、测点统计及测试内容见表2。变形测试截面及测点布置图BX3BXBX4上海BX6BX8BX9BX10北京1-一一HH

16、：-H十HIIII_-_IL_Li-、JL川.11BX7拱肋光学棱镜测占布置桥面线行测点布置f*-一k.i-”X-、-图8变形测试截面及测点布置方式表3线形测试截面位置描述、测点统计及测试内容截面编号截面位置描述测试部位测点统计备注BX1拱脚两侧弦管2BX2拱肋1/4截面两侧弦管2BX3拱肋2/4截面（跨中拱顶）两侧弦管2线形BX4拱肋3/4截面两侧弦管2测试BX5拱脚两侧弦管2将贯BX6系梁端部梁体两边箱顶板2穿于BX7系梁1/4截面梁体两边箱顶板2各个BX8系梁2/4截面梁体两边箱顶板2工序BX9系梁3/4截面梁体两边箱顶板2BX10系梁端部梁体两边箱顶板2基准点2系梁线形测点总数10光学

17、棱镜测点10+2检测设备根据测点布置方案及测点数量，设备统计见表4。表4主要设备统计表序号名称型号性能指标数量1振弦应变读数仪GK403测试范围：05000me测试精度：0.5%2台2数据采集模块测试范围：05000me测试精度：0.5%6个3数据米集仪NDAU14032台4精密水准仪DSG32测试精度：土1mm1台5TCA-1800A型全站仪TCA-1800A角度1线坐标1mm1台6索力测试仪SL-2A测试精度：3%1台7内埋振弦式应变计Model-4200测试精度：1me18个8外贴振弦式应变计Model-4000测试精度：1me60个9桥面线形测点10个10拱肋线形测点12个施工过程控制

18、的主要工作内容施工过程控制的主要阶段施工方案检算系梁施工及第一批预应力张拉阶段拱肋节段拼装阶段钢管内混凝土灌注阶段拱肋支架拆除即拱肋成型阶段吊杆张拉阶段主梁第二批预应力张拉及吊杆力调整阶段二期恒载施工及成桥阶段各阶段的监测项目施工方案检算通过对施工方案的计算，确保方案的可行性与准确性；进一步完善方案，以保证系梁施工、拱肋拼装及混凝土灌注、吊杆张拉等各个工序的施工方法的可操作性。系梁的混凝土灌注及第一批预应力张拉梁体预应力体系各项瞬时损失的测试、混凝土弹性模量桥面线形的测试主梁关键截面混凝土应力拱肋节段的拼装及混凝土的灌注拱肋线形的测试拱肋关键截面的应力测试拱肋支架拆除及吊杆张拉阶段拱肋关键截面的应力测试拱肋的线形测试系梁关键截面混凝土应力吊杆力测试桥面附属设施的安装、系梁第二批预应力张拉及吊杆力调整拱肋关键截面的应力测试拱肋的线形测试系梁关键截面