第七章施工试验测量及钢管拱施工监

第七章施工试验、测量及钢管拱施工监控7.1.施工试验为了安全优质完成本工程的施工，本投标人将严格控制各种材料、成品、半成品的质量，将投入充足的试验仪器建立完善的试验体系，投入强有力的试验人员，严格按照设计图纸及设计、施工规范的要求，进行一系列的工程试验，以确保本工程质量优良。具体试验项目计划如下：7.1.1.水泥的初凝、终凝时间、抗压强度、安全性试验；砂的压碎、筛分、坚固性及容重试验；碎石压碎、筛分、坚固及容重试验；拌合用水的PH值及有害杂质试验；外加剂的性能、掺量、和易性、凝结速度、弹性模量、耐久试验等。7.1.2.水泥浆的强度、凝结时间、泌水试验。7.1.3.钢筋的拉力试验、冷弯试验、可焊性试验，钢筋挤压接头的力学性能试验、挤压机具及压力表的校验等。7.1.4.预应力钢绞线拉力、冷弯、硬度、弹性模量、松弛试验；预应力钢丝拉力、冷弯、钢绞线及粗钢筋锚具的硬度试验、锚固能力试验、锚具尺寸的抽查试验；预应力千斤顶及压力表的校验等。7.1.5.预制梁混凝土的应力及温度测试等.7.2.工程测量为了保证本工程施工时的位置、高程的准确及断面尺寸、线型等符合设计要求，确保本工程的安全和质量，我们将在施工过程中各个环节进行精确的测量控制。配备先进的测量仪器，派遣经验丰富的测量工程师，确保高精度的完成本工程的测量工作。7.2.1.控制测量(一)接桩工程中标后，由业主主持，设计单位负责向我们提交全桥控制网的有关资料，我们将派施工和测量技术人员实地接桩。接桩时，对照资料弄清每个控制点的桩号、位置及其三维坐标，并检查各控制桩的稳定性、标注的清晰度，如有问题及时与业主联系，采取措施。对已移交的桩位，要采取保护措施，防止施工过程中被移动或破坏。（二）控制网的复测施工人员进场后，首先组织进行控制网的复测工作。复测分两部分进行，即平面控制网的复测和高程控制网的复测。1.平面控制网的复测复测时，测角采用方向观测法，每测站观测12个测回；测边采用对向观测，每方向观测6个测回。外业观测过程中所有数据均应满足《工程测量规范》的要求，不满足的应分析原因，并在原测站重测。对外业采集的数据按条件平差法，由计算机进行严密平差。平差结果报监理工程师审核批复后做为施工测量放样的依据。2.高程控制网的复测高程控制网复测按国家三等水准的标准进行，每千米高差中误差为±6mm。按此要求，拟采用每千米高差中误差为±0.7mm的LeicaNA2水准仪进行施测。为了更好地控制全桥的高程系统，除进行闭合环的复测之外，还应将水准点进行联测。所有水准测量的数据均应符合《工程测量规范》的要求，并经平差后报监理工程师审查后方可使用。3.控制网的加密为满足施工放样的需要，要对原控制网点采用插点法进行加密，即布设次级的施工控制网。加密点可在施工现场附近选取较为稳固，并不受施工影响的地点埋设，且满足通视条件。加密网中各三角形的内角应在30ο~120ο之间，困难地区也不应小于25ο。对于布设的加密控制网，用三等三角测量方法进行观测，并经内业平差，从而确定各点坐标，报监理工程师复测审核后备用。(三)施工测量1.基础施工测量地面墩定位可用全站仪，采用极坐标法或下倒镜投点法直接放样，每次放样使用两个后视，以便校核。墩中心放好后，还应在墩位中心上、下游墩中心方向各放出一个护桩，以备检查模板及后续工程使用。施工放样要做到放样与复核分离，并且要有放必复，以防止人为因素出现偏差。所有点位放样后均应由监理工程师认可后，方可使用。高程放样采用水准仪，用水准测量的方法，从已有的水准点引到放样处。若已有的水准点距离太远，无法一次传递，可选现场附近较稳固处埋设临时水准点。临时水准点的高程应精确测定，误差应符合有关规定，高程放样精度应满足：主桥基础墩台高程误差5mm以内，引桥为8mm。2.墩身施工测量承台施工完毕后，将墩中心放样至承台表面，并依据此点放线立墩身模板。同时将水准点引至承台上安全醒目处，以备后用。墩身施工过程中严格控制墩身的垂直度，可用经纬仪从纵横两方向监控。墩顶高程可用传统的吊钢尺法测定。墩身施工完毕后，将墩中心放样至墩顶，并进行一次全桥贯通测量。可从桥轴线上的一个控制点开始，经过每个墩中心后，测到桥轴线上的另一个控制点，形成一个闭合导线。经平差后，根据计算结果将各墩中心改正到一条直线上，保证桥梁的顺利贯通。3.预制构件安装施工测量首先利用全站仪或经纬仪，按设计图纸在盖梁上放出预制构件的中线、边线。安装时及时监测，确保其平面位置符合限差要求。安装预制构件时，测出构件前、后端的上、中、下六个点的顶面高程，并换算成底面高程，使各点高程（尤其是上、下游方向对称点之间的高差）均在限差范围内。4.钢管拱肋施工的监测为确保拱肋的正确拼接及线型的美观，主拱肋分段吊装时，须对拱脚及各节段拼接处标高、中线进行测量。除按图纸放样标高、中线外，还要在拼接过程中进行监测。各节段拼接时，其上端标高按施工工艺要求，用经纬仪或全站仪三角高程测量法实施监控。为防止各节段发生上、下游方向的偏位，可在顺桥向用经纬仪或全站仪监控。每拼好一段，要对此段的标高及位置进行检测，保证其误差在限差范围内，才能进行下一段的拼接。如果误差超限，应及时予以调整，防止误差的积累。（四）变形观测变形观测点应埋在较明显的地方，并保证在施工过程和使用过程中不会被盖住或破坏。通常是在墩身施工时在其顶部预埋，每隔一定时间进行一次变形观测。每次观测应采用同样方法、同种仪器、同样的观测条件进行，其精确度按《工程测量规范》要求确定。（五）其它辅助工作1.施工中所用的测量仪器均送交国家授权的检定部门进行检定。没有检定证书或超过检定定期的仪器不得使用，平时应根据需要对仪器进行自检，以确保仪器的正常工作。2.施工过程中要加强对测量标志的保护，施测重大项目之前或发现有被破坏的痕迹时，一定要重新校核，确认无误后方可使用。3.施工过程中每隔一定时间，或未到时间但由于天气异常、施工影响等原因导致控制点有可能变动时，均应对控制网进行复测。7.3.钢管拱肋施工的监控监测7.3.1.监控监测项目根据本桥钢管拱混凝土桥施工和受力特点，拟对该桥施工过程中进行以下项目的检测：1.主拱肋分段吊装时拱脚及各节段拼接处标高、中线测量；2.主拱肋合拢后拱脚截面，L/4截面及拱顶截面的应力和各节段拼接处标高、中线测量；3.主拱肋灌注混凝土时各控制截面的应力及线型测量；4.主拱肋灌注混凝土后各施工阶段加载对各控制截面的应力及线型测量；5.主拱肋架设的各阶段温度测量；6.各架设阶段内力和线型的监控计算；7.工地焊接质量复检；8.结构体系温度测量；9.钢管内填充混凝土密实度测定；10.桥面板铺装后，各控制截面应力和挠度测量。7.3.2.拱肋应力、线型监测监控方法建立钢管混凝土拱桥多个监测监控项目。最终归结于监测监控钢管拱肋的应力，线型是否符合设计要求，为此我们拟采用钢管混凝土拱桥的一种合理施工监控方法——指定目标函数法。指定目标函数法是根据拱线轴线变位偏差对桥梁承载能力（包括施工阶段和营运阶段）及稳定安全度的影响，计算相应的内（应）力值和稳定安全度，再考虑适当的安全系数，提供拱肋各段容许拱轴线偏差极限，作为施工监测和控制的依据。（一）施工阶段的应力监测1.监测方法监测截面钢管的应力是随拱肋分节段拼装施工中自重荷载的增加而逐渐增加，因此应力监测是一个相对长期的跟踪检测过程，只能采用长期稳定性好的钢弦式应变计进行检测。钢弦式应变计在拱肋节段吊装之前先安装到检测部位，并由仪器读取初始值，钢管拱施工过程中，第一个阶段因自重荷载增加而产生的检测截面应力增量，再由仪器在各施工阶段读取。由此产生的应力时间历程曲线反映了与各施工阶段荷载相关的应力变化曲线。由设计单位提供的各阶段控制截面应力接近或超过报警值时，应引起施工单位的注意，及时分析原因，必要时可采取措施避免事故发生，这是应力监测最主要的目的之一。待主桥上部结构全部完成后，最终得到的累计应力即为结构的恒载应力，这对于今后的全桥荷载试验和实际承载力签定具有重要价值。2.监测仪器监测采用大连基康土木工程仪器有限公司生产的VW-403C振弦传感器读数仪，仪器的技术指标和测量精度如下：激励范围：400-4500Hz；测量分辩率：1.25×10-4；时基精度：0.01%。3.测点布置根据拱桥的结构特点，选择二端拱脚、L/4、3L/4和跨中拱肋共五个截面作为施工过程中的控制检测截面，应变计测点布置30个测点。这些测点将根据各施工阶段的进程分别进行安装和检测。由于拱肋结构为超静定结构，温度和变化所产生的附加应力将叠加到自重荷载应力上，因此必须同时进行表面温度测量，根据检测应变时的测点表面实测温度，对实测应变作相应的修正。4.监测方法在各节段拱肋钢结构拼装后，将应变传感器布设到测点部位，并采用仪器测读初读数（应变），然后根据拱肋吊装阶段施工进度，进行钢管壁应力跟踪测量。测量的时间、步骤和次数应根据施工进度的要求及时调整，原则上每节段安装时检测一次，即检测本节段初始值和已安装节段因本次施工阶段所产生的应变增量，并通过Eg（弹性模量）计算钢管应力。每次检测时应特别注意选择在温度大致相同的条件下测量，以最大限度减小温度应力的影响。每次应变检测时，须记载检测时的温度，以便进行必要的温度应力计算和施工荷载力的修正与识别。（二）施工阶段的拱轴线变形控制施工过程中各阶段的拱轴线标高及纵横向变形进行全程观测和记录,并通过斜拉扣索调整。按目标函数控制技术的要求，提出下列目标函数的控制参数。1.稳定安全度控制目标任何情况下，结构弹性模量稳定安全系数λ≥4.0任何情况下，受压弦杆屈曲安全系数λ1≥2.02.拱轴线在拱平面内线形的最大偏差值控制目标拱轴线控制的目标参数系根据成拱前的精度从严和成拱后可适当放松的原则来确定。拱轴线成单波反对称变形时Δy1=±a1sinπX/La、Δy1——实际拱轴线对设计拱轴的偏差值a——L/4截面最大允许偏差值，要求a1≤1/500YL/4且a1≤L/3000Y为L/4截面拱轴线纵坐标值X——横坐标，原点设在拱脚L——桥梁计算跨度b、拱轴线呈对称变形轴线时Δy2=±a2sinπX/LΔy2——实际拱轴线对设计拱轴线的偏差值a2——拱顶截面最大允许偏差值，要求a2≤f/4003.拱轴线在拱平面外的控制线型及最大侧向偏差值控制目标a、拱轴线呈单波反对称变形状态时ΔZ1=±b1sinπX/LΔZ1——实际拱轴线在拱平面外的偏差值b1——1/4截面最大允许偏差值，要求b1≤1/8000b、拱肋呈单波对称变形状态时ΔZ2=±b2sinπX/Lb2——拱顶面截面最大允许侧向偏差值要求b2≤50007.3.3.结构温度及温度场监测温度对拱结构的线型及内力影响较大，每个工序的控制无一不受温度影响，均须考虑温度变化有温度场的分布而对控制目标进行修正，包括合拢状态的调整。在钢拱肋上选取L/8、3L/8截面布置温度测点，采用定温计与埋设温敏元件相结合的方法进行。温度场的变化对钢管拱面内、面外的位移变化都有直接影响，超静定部分的内力也受温度的影响。因此应该测量每个架设阶段温度场的变化。温度测量是在钢管拱外表粘贴感温元件，用数字式测温仪测量。7.4.焊缝检查工地焊接条件差，焊接质量不易保证，尤其是对接焊缝。焊接缺陷会严重降低结构强度，尤其是受拉区的疲劳强度。钢管拱对接焊缝的质量非常重要，它关系到施工安全和工程质量，必须认真对待，所以要示施焊工艺按二类焊缝（或设计要求）进行，并严格遵守图纸要求，对于对接焊接头，所有焊缝均要进行超声波检查，并抽取总数量不少于10%的焊缝用X射线拍片检查。7.5.监控计算在吊装过程中，根据各阶段的实际结构，材料参数和临时设施的位置和重量，用专用监控程序计算每个吊装段的端点标高和控制截面的受力状态，与实际监测结果对比，调整和修改吊