太浦河特大桥悬浇箱梁施工监控方案1

常熟至嘉兴高速公路昆山至吴江段太浦河特大桥悬浇箱梁施工监控方案江苏省交通科学研究院股份工程检测中心二〇一四年四月目录1工程概况1桥梁概况11.2主要技术标准22施工监控的依据、原那么及方法32.1施工监控依据32.2监控原那么32.3监控方法33主桥上部结构施工方案概述63.1上部结构施工流程63.2施工要点64施工监控仿真计算分析84.1根底资料和试验数据的收集84.2施工控制的结构计算方法84.3上部结构仿真分析94.4设计参数误差分析与识别115施工监控的影响因素及处理对策121213156施工监控具体内容166.1应力监测176.1.1测试方法和仪器176.1.2测点布设176.1.3测试时间186.1.4考前须知186.2位移监测196.2.1测试方法和仪器196.2.2测点布设196.2.3位移观测的根本要求226.2.4精度分析226.2.5测试时间226.3温度监测236.3.1测试方法和仪器236.3.2测点布设236.3.3测试时间要求236.4挂篮变形监测236.5支架预压监测246.6立模标高确实定246.7监测工况246.8监测仪器287施工控制精度要求282828298施工监控组织机构与管理299施工监控进度方案及质量保证措施309.1施工控制与监测进度方案309.2监控工作的质量保证措施3110各参建单位职责范围3210.1建设单位3210.2设计单位3210.3施工单位3310.4监理单位3310.5监控单位3411施工监控成果提供形式3412施工监控数据传递路线35常熟至嘉兴高速公路昆山至吴江段太浦河特大桥悬浇箱梁施工监控方案1工程概况太浦河特大桥跨径布置为：左幅桥：2×〔4-30〕+4-35+〔60+100+65〕+2×〔4-35〕+〔65+100+60〕+3-35右幅桥：2×〔4-30〕+4-35+〔60+100+65〕+2×〔4-35〕+〔60+100+65〕+3-35南北汊主桥上部结构相同，仅南汊主桥左右幅错孔布置，两主桥上部为〔60+100+65〕m三跨变截面预应力混凝土连续箱梁，斜桥正做，每幅桥为单箱单室，箱梁高度按2次抛物线，从跨中2.7m。箱梁顶板宽16.9m，底宽m，悬臂长度m。主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的中横梁，在边跨端部设厚度为1.8m的端横梁。箱梁在横桥向底板保持水平，箱梁顶板设2%的单向横坡。箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。纵向按全预应力混凝土构件设计，横向按A类预应力混凝土构件设计。主桥箱梁顶板厚度为0.28m；底板厚度按2次抛物线，由跨中的0.30m变化至距0号块中心线3.5m处的0.80m；箱梁腹板厚度1-9号梁段采用0.9m，9-10号梁段由0.9m直线渐变到0.5m，11-17号梁段采用0.5m。主桥连续箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，除0、1号块采用在支架上现浇外，其余分为12对梁段，均采用对称平衡悬臂逐段浇筑法施工。箱梁纵向悬浇分段长度为〔3×3.0m+5×+5×4m〕，箱梁墩顶现浇块件〔即0、1号块〕总长11.0m，中跨合拢段长度为2.0m，边跨合拢段长度为2.0m，边跨现浇段长度分别为m。主桥××13.5m，基桩为9根Φ×8.9m，承台厚度为2.5m，下接直径6根Φ1.5m的桩基。图1-1太浦河特大桥主桥布置立面图〔北汊左右幅〕图1-2太浦河特大桥主桥布置立面图〔南汊右幅〕图1-3太浦河特大桥主桥布置立面图〔南汊左幅〕1.2主要技术标准〔1〕汽车荷载等级：公路-I级；〔2〕桥梁结构设计基准期：100年；〔3〕环境类别：Ⅰ类环境；〔4〕桥梁结构设计平安等级：一级；〔5〕地震动峰值加速度为0.1g，桥梁抗震设防类别为B类，桥梁抗震设防烈度为7度，抗震设防措施为8级；〔6〕设计洪水频率：1/300；〔7〕桥面标准宽度：主线2-净15.25m；〔8〕桥面铺装：6cm厚水泥混凝土现浇层+10.5cm厚沥青混凝土；2施工监控的依据、原那么及方法2.1施工监控依据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)；《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)；《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60-2004)；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)；《公路桥涵地基与根底设计标准》(JTGD63-2007)；《工程测量标准》GB50026-2007；《公路桥涵施工技术标准》〔JTG/TF50-2023〕；桥梁相关的设计施工图纸、施工组织设计、专项施工方案等。监控原那么桥梁施工监控是一个施工、量测、识别、修正、预告、施工的循环过程。施工控制最重要的目的是关注施工中结构的可靠度和受力平安，具体表现为：变形控制在允许范围内，并保证其有足够的强度和稳定性。太浦河特大桥主桥为三跨预应力连续梁体系，其控制原那么为：主梁控制截面应力和挠度应在施工过程中实时监测并反应，整个施工过程中以主梁标高和应力作为主要控制指标。标高主要控制线形，确保最终成桥线形和设计线形相一致；应力主要通过定期监测与分析，及时发现施工中可能存在的异常情况，及时预警，保障施工平安。在施工中，如发现全桥应力接近或超出平安控制指标或主梁线形误差偏大，应暂停施工，查明原因，及时纠正，以尽可能使两者均满足要求。监控方法当结构在施工过程中，出现施工状态偏离理想的设计状态时，如不加以调整，就会造成结构的线形和内力远远偏离设计成桥状态，甚至危及平安。由于设计构件截面尺寸、预应力筋张拉力、材料弹性模量、容重、收缩系数和徐变系数等计算参数往往与施工中实际情况有一定的差距；此外环境温度、临时荷载、施工误差等等也常常影响结构实际变位偏离设计理想状态。目前，桥梁的施工控制方法主要可以归纳为三类：开环控制、反应控制和自适应控制。根据本监控工程的实际情况选用目前应用较为广泛的自适应控制方法，其根本原理在于：通过施工过程的反应测量数据不断更正用于施工控制的跟踪分析程序的相关参数，使计算分析程序适应实际施工过程，当计算分析程序能够较准确地反映实际施工过程后，以计算分析程序指导以后的施工过程。由于经过自适应过程，计算程序已经与实际施工过程比拟吻合，因而可以到达线形控制的目的。其根本步骤如下：(1)首先以设计的成桥状态为目标，按照设计参数建立有限元模型进行计算，以确定每一施工步骤应到达的分目标，并建立施工过程跟踪分析程序；(2)根据上述分目标开始施工，并测量实际结构的变形等数据；(3)根据实际测量的数据分析和调整各统计参数，以调整后的参数重新确定以后各施工步骤的分目标，建立新的跟踪分析程序；(4)反复上述过程即可使跟踪分析程序的计算与实际施工相吻合，各分目标也成为可实现的目标，进而利用跟踪分析程序来指导以后的施工过程和必要的调整与控制。在对所得到的数据进行误差分析后，不断修正设计参数，使标高的计算值与实测值之差不断缩小，从而使计算程序把握住目前的施工过程，进而预估将来的施工状况，到达施工控制的目的。施工过程控制框图见图2-1。设置控制目标设置控制目标前期结构分析计算预告主梁立模标高施工现场数据采集设计参数误差识别主梁标高、应变、温度及截面尺寸和弹性模量等设计参数误差预测结构状态判别、综合评价是否按原方案继续施工理论与实测比拟是否查找原因对施工方案进行调整并重新计算结构变形立模标高调整分析预告下一梁端立模标高图2-1施工过程控制框图本桥在施工过程中，首先应注意立模标高误差；其次应注意主梁的混凝土截面尺寸误差及施工、测量时的环境温度影响。此几项为连续梁桥施工误差产生的主要原因。在施工过程中，误差的产生是不可防止的。当主梁的线形误差每工况能控制在精度范围之内，那么不必调整。当这种误差超出控制精度范围或各工况的累积误差已不允许时，那么必须进行调整。调整时，以标高为主要调整手段，以主梁高程为主要控制目标。此外，由于连续梁桥和拱桥、斜拉桥等桥型的施工控制不同，它不可以通过索力来调整主梁的线形，只能通过调整施工中下一梁段的模板标高来进行调整，而模板标高的调整是有限的，否那么主梁就可能出现折线线形，并有可能改变结构受力，影响结构平安。因此，要确保连续梁桥成桥线形和设计线形相一致，需要对主要设计计算参数根据现场实测和计算识别进行调整，保证每一梁段的理论计算标高尽可能精确、符合实际。3主桥上部结构施工方案概述在主桥施工前，施工单位根据设计文件并结合现场实际指定了本桥的详细施工方案。以下结合设计文件及施工方案对太浦河特大桥主桥上部结构的施工步骤及重点进行简要表达。3.1上部结构施工流程〔1〕在主墩两侧承台上搭设支架和支撑钢管，立模浇筑0＃、1#块，张拉竖向临时束，完成墩顶梁的临时固结，张拉悬臂束和腹板束，张拉竖向预应力钢筋；〔2〕在0＃、1#块上拼装挂篮并完成预压，墩身两侧对称悬浇2＃梁段，对称张拉该阶段悬臂束和腹板束，张拉竖向预应力钢筋；〔3〕挂篮前移，墩身两侧对称悬浇3＃梁段，对称张拉该阶段悬臂束和腹板束，张拉竖向预应力钢筋；〔4〕重复以上步骤，依次两侧对称悬浇2＃～11#梁段，在以上每个阶段中对称张拉悬臂束和腹板束，张拉竖向预应力钢筋；〔5〕在过渡墩旁搭设支架并预压，在支架上浇筑边跨现浇段；〔6〕将挂篮改为吊架，完成边跨合龙段施工，撤除支架现浇段支架和临时固结；〔7〕完成中跨合龙段施工，撤除吊架，并完成体系转换；〔8〕桥面系施工。3.2施工要点〔1〕0号、1号块施工0号、1号块段结构复杂，混凝土数量大，预应力管道集中，钢筋密集，采用支架上现浇混凝土施工。施工中应确保预应力管道定位准确，震捣密实，保证砼质量。支架须进行箱梁自重120%的预压以消除其非弹性变形，支架预压时间应大于7天，连续三天其沉降量小于2mm方可视为稳定。0#块砼到达设计强度的90%以上且养护7天前方可张拉预应力。纵向束应对称张拉，先腹板后顶板，先下后上，先长束后短束，张拉后应及时进行压浆，以免预应力筋松弛。〔2〕挂篮悬臂施工本桥采用贝雷桁架式挂篮进行悬浇施工，挂篮安装前施工单位对挂篮主要部件进行了强度及稳定性验算，计算结果满足标准要求。挂篮对称拼装完成后，对其承载力、平安性进行堆载试验，消除其非弹性变形，观测其弹性变形，并作为施工时主梁立模标高确立的依据。〔3〕边跨现浇段施工边跨现浇段采用支架现浇施工，可与悬臂梁浇筑平行作业。对支架必须进行预压，以消除非弹性变形，支架应有简便的卸落装置。边跨底板预应力钢束张拉时应保证箱梁与支架间水平方向能自由变形，且尽可能减少支架与梁体间的摩阻力。〔4〕合拢段施工本桥合拢段采用吊挂模板、劲性骨架并加平衡重方法进行施工。合拢顺序按施工程序图进行，先边跨后中跨。合拢时应注意合拢段两侧梁端的高差，通过安装合拢段劲性骨架，以保证合拢段两侧无相应位移，确保混凝土的浇注质量。合拢段劲性骨架应在压重后安装。主要合拢步骤：1〕在合拢以前，应去除T构上不必要的施工荷载，撤除挂蓝。对箱梁顶面标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化。连续观测时间不少于48h。2〕安装合拢吊架，在悬臂端采取与合拢段砼同重量水箱压重；3〕根据观测结果，要求在梁体相对变形最小、温度变化幅度最小的时间区间内对称、均衡、同步锁定。合拢温度一般在一天内温度相对稳定的较长时段内以及气温较低时进行。并采取措施尽量减小箱梁的收缩变形，防止合拢段混凝土缩裂或压坏。4〕立模、绑扎钢筋和预应力管道，可与劲性骨架锁定前进行，锁定后调整，满足设计和施工要求。5〕浇筑合拢段砼，浇筑的同时，水箱同步等重放水，以保持悬臂稳定。6〕养护，待其砼强度到达设计要求90%，且龄期不小于7天后对称均匀张拉顶底板合拢束。7〕撤除边跨吊架，完成边跨合拢，解除墩梁临时固结，同样顺序施工中跨合拢段。4施工监控仿真计算分析桥梁结构的最终形成必须经历一个漫长而又复杂的施工过程。对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，是施工控制中最根本的内容之一。为了到达施工控制的目的，首先必须通过施工控制计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态(施工阶段理想状态)，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形及受力状态满足设计要求。4.1根底资料和试验数据的收集施工监控的结构计算分析基于设计并结合现场施工的实际资料，在仿真分析之前，必须首先进行根底资料和试验数据的收集。〔1〕施工图设计文件〔含变更设计〕；〔2〕施工组织设计〔含施工方案、支架及挂篮结构图、实际工期与未来进度安排〕；〔3〕气象资料：晴雨、气温、风速、风向等；〔4〕施工荷载在桥上的布置及大小；〔5〕水文资料及地质资料；〔6〕龄期为3、7、14、28天的现场养生混凝土弹性模量试验以及按规定要求的强度试验、混凝土容重，每一配合比均应提供一套试验资料；〔7〕管道摩阻试验测得的管道摩阻系数等。4.2施工控制的结构计算方法施工控制结构计算方法可采用前进分析法。为了计算出桥梁结构在成桥后的受力状态，只有根据实际结构的配筋情况和既定施工方案逐个阶段地进行计算，最终才能得到成桥结构的受力状态和变形情况。这种按施工阶段前后次序进行的结构分析方法称为前进分析法，它能够较好地模拟桥梁结构的实际施工历程。前进分析法具有以下几个特点：(1)桥梁结构在作前进分析之前，必须先制定详细的施工方案，只有按照施工方案中确定的施工加载顺序进行结构分析，才能得到结构的各个中间阶段或最终成桥阶段的实际变形和受力状态。(2)在结构分析之初，先要确定结构最初的实际状态，即以符合设计的实际施工结果(如跨径、标高等)倒退到施工的第一阶段作为结构前进分析计算的初始状态。(3)本阶段的结构分析必须以前一阶段的计算结果为根底，前一阶段的结构位移是本阶段确定结构轴线的根底，以前各施工阶段结构受力状态是本阶段结构时差、材料非线性计算的根底。(4)对砼收缩、徐变等时间效应在各个施工阶段逐步计入。(5)在施工分析过程中严格计入结构几何非线性效应，本阶段结束时结构受力状态用本阶段荷载作用下结构受力与以前各阶段结构受力平衡而求得。前进分析不仅可以成为成桥结构的受力提供较为准确的结果，还为结构强度、刚度验算提供依据，而且可以为施工阶段理想状态确实定、完成桥梁结构施工控制奠定根底。4.3上部结构仿真分析〔1〕计算复核对施工图设计文件进行全面复核计算，根据设计资料及有关标准的理想参数，对成桥阶段及各施工阶段的设计变位、内力及预拱度进行计算，并于设计计算资料进行校核比拟。〔2〕施工仿真分析1〕按施工方案和预期进度安排将主桥上部结构划分了36个施工阶段，见表4-1。表4-1施工阶段划分施工阶段施工内容1支架现浇0#、1#节段2张拉0#、1#节段预应力束3安装挂篮续表4-1施工阶段划分施工阶段施工内容4浇筑2#节段5张拉2#节段预应力束6移动挂篮7浇筑3#节段8张拉3#节段预应力束9移动挂篮10浇筑4#节段11张拉4#节段预应力束12移动挂篮13浇筑5#节段14张拉5#节段预应力束15移动挂篮16浇筑6#节段17张拉6#节段预应力束18移动挂篮19浇筑7#节段20张拉7#节段预应力束21移动挂篮22浇筑8#节段23张拉8#节段预应力束24移动挂篮25浇筑9#节段26张拉9#节段预应力束27移动挂篮28浇筑10#节段29张拉10#节段预应力束30移动挂篮31浇筑11#节段32张拉11#节段预应力束33移动挂篮34浇筑12#节段续表4-1施工阶段划分施工阶段施工内容35张拉12#节段预应力束36移动挂篮37浇筑13#节段38张拉13#节段预应力束39移动挂篮40浇筑边跨现浇段41安装吊架，合龙前压重42张拉边跨合龙钢束，撤除边跨吊架43撤除边跨现浇段支架、临时固结44中跨合龙压重45中跨合龙46撤除吊架47二期恒载48徐变十年2〕根据施工采用的材料的实际参数和施工预期进度，对本桥上部结构施工进行模拟计算，得到各阶段的变位预计值，并经过闭合计算，符合施工至成桥时各点的累积位移，以此作为施工监控各施工阶段变位的预估值，即理论值，用以指导施工并与监测反应信息作比照分析。3〕施工阶段应力根据计算结果，确保施工阶段主梁拉、压应力均未超过标准限值。并选择控制截面作为测试截面进行应力测试，以保证施工阶段结构平安和内力合理。4.4设计参数误差分析与识别本工程中，施工监控计算中设计参数误差分析与识别主要内容包含以下7方面内容：〔1〕梁段自重误差对结构位移的影响；〔2〕主梁刚度误差对结构位移的影响；〔3〕混凝土收缩徐变对结构位移的影响；〔4〕施工荷载变动对结构位移的影响；〔5〕温度的影响；〔6〕支架刚度对结构位移(边跨现浇直线段)的影响；〔7〕挂篮刚度对结构位移(悬浇段)的影响。5施工监控的影响因素及处理对策在施工过程中，有各种因素会对施工监控的质量造成影响，认真分析及科学处理各种因素的影响也是本次施工监控的重要内容之一。施工监控的影响因素主要有：〔1〕结构参数结构参数主要包括：构件的截面特性、材料的弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载等。对本桥而言，这些参数的准确与否对施工控制影响较大，因此须进行详细地调查。〔2〕施工工艺施工监控是为施工效劳的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除了要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工监控中必须计入施工条件非理想化而带来误差，使施工状态保持在控制之中。〔3〕施工监测误差监测是桥梁施工控制的最根本手段之一。监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差，所以，结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，也可能造本钱来较好的状态调整得更差的情况。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要。在控制过程中，除要在测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外，在进行控制分析时必须将其计入。〔4〕结构计算分析模型影响无论采用什么分析方法和手段，总是要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化使计算模型与实际情况之间存在误差，包括各种假定、边界条件处理、模型化的本身精度等。控制中需要在这方面做大量的工作，必要时还要进行专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低限度。〔5〕温度变化影响温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，在不同时刻对结构状态〔应力、变形〕进行量测，其结果是不一样的，如果施工监测监控中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真实状态数据，从而也难以保证施工监测监控的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而将温度变化对结构的影响相对排除〔过滤〕。〔6〕施工管理影响桥梁施工监测和监控的对象就是桥梁施工本身，施工管理的好坏直接影响桥梁施工质量、进度等。特别是施工进度和方案一旦不按方案进行，必然给施工控制带来一定难度，严重时使施工监测和监控不能处在可控状态。5.2常见问题处理对策桥梁在施工过程中，往往会有多种原因可能导致成桥内力状态与线形不够理想，因此，针对太浦河特大桥主桥的施工工艺将此类问题归类总结，并提前做好相应预防措施，对防止常见问题的出现具有重要意义。由于施工过程中，可能出现情况复杂多变，此处仅将以下假设干常见问题及应对策略列于表5-1，遇到相应问题，应科学分析，具体问题具体对待。表5-1桥梁常见问题及应对策略序号常见问题应对策略实施单位一预应力张拉前后梁端变形值低于理论值选择合理的测试时间对标高进行重新测量监控、施工、监理对水准点进行复测施工、监理、监控检查标高观测点是否受到干扰或损坏监控、施工、监理检查施工单位预应力张拉原始记录表，查看张拉施工是否到位施工、监理检查张拉仪器如千斤顶等标定情况，查看仪器工作状况施工、监理对设计参数进行核查修正，排除设计参数差异影响监控续表5-1桥梁常见问题及应对策略序号常见问题应对策略实施单位二混凝土应力与理论值偏差较大选择温度影响较小的清晨重新测量，并对所测应力值进行温度修正监控混凝土在浇筑后会产生较大收缩变形，检查所测数据是否已消除了收缩作用的影响监控检查施工单位预应力张拉原始记录表，查看张拉施工是否到位施工、监理检查张拉仪器如千斤顶等标定情况，查看仪器工作状况施工、监理对设计参数进行核查修正，排除设计参数差异影响监控三节段间错台或漏浆引起外观不良挂篮在调模后未锁死或模板变形引起，应加强挂篮质量控制及工人操作培训，浇筑混凝土前对挂篮进行详细检查施工四箱梁翼缘线形不良翼缘局部预设的挂篮变形与底板不同，施工应根据实测结果另行考虑该值，且注意保持操作的稳定性施工、监控五箱梁横向变形差异较大挂篮横向设计刚度不够，考虑适当改良挂篮施工六浇筑砼后梁体变形大，挂篮变形超预期胀模、超方等现象出现，建议更加注意模板刚度，梁体截面尺寸控制施工七体系转换时梁体变形异常体系转换应均衡，边界条件应符合设计要求施工八支架上砼浇筑后实测变形与预测差异预压应充分，合理选取弹性变形值施工九梁体出现裂缝等意外情况暂停施工、核查施工记录施工、监理分析裂缝形式，初步判定裂缝性质施工、监理、设计、监控检查预应力张拉情况〔如张拉时间、张拉力等〕施工、监理核查桥梁施工荷载等临时荷载情况施工、监理详细核查设计文件设计、监控十中跨合拢张拉后箱梁底板局部砼崩落设计时跨中合拢段位置应力水平适中，防止过高压应力储藏设计加强跨中合拢段及前3～4个节段底板防崩钢筋的设置，将底板横向钢筋伸进腹板内与腹板主筋绑扎成整体或点焊等构造措施设计、施工续表5-1桥梁常见问题及应对策略序号常见问题应对策略实施单位十中跨合拢张拉后箱梁底板局部砼崩落适当延长跨中预应力张拉周期，防止集中张拉施工十一合拢段张拉后顶板纵向裂缝细化合拢程序，采用合理合拢顺序设计、施工加强合拢段砼的养护施工十二支架意外情况发生暂停施工、核查施工记录施工、监理分析意外原因，初步判定事故性质施工、监理、设计、监控核查桥梁施工荷载等临时荷载情况施工、监理检查支架的连接方式是否与设计意图一致监控、施工、监理详细核查设计文件设计、监控假设发现问题及时启动预警措施。5.3预警体系主梁C50素混凝土容重取26kN/m3，弹性模量取34500MPa。C50按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)施工阶段容许压应力：；容许拉应力：使用阶段容许压应力：；容许拉应力：小于0容许主压应力：；容许主拉应力：根据施工预警的轻重缓急程度，施工监控采用二级预警机制，即一般预警和紧急预警。一般预警的主要目的是把监控工程中发现的一些问题和异常情况及时传递给个参建单位，提出相应的改良建议，合理的指导施工，以便更好的控制桥梁施工质量。一般预警主要在以下几种情况下发出：〔1〕实测挂篮本身的变形值超过20mm时；〔2〕当外观检查发现梁体出现裂缝时；〔3〕标高误差超过标准规定的限值时；〔4〕桥面横向各点的标高误差超过标准规定的限值时；〔5〕当发现现场施工流程有误或存在其他不合理的操作时。紧急预警是当通过监测数据发现结构有重大平安隐患的时候发出的，主要有以下几种情况：〔1〕控制截面测试的压应力超过标准允许的限值时；〔2〕控制截面测试的拉应力超过标准允许的限值时；〔3〕当发现出现结构性裂缝，且裂缝长度、宽度等不断开展，处于不稳定状态时；〔4〕预应力张拉过程中梁体出现异常响应，致使结构出现崩裂时。一般预警由监控单位以书面形式写明情况，并分析原因和提出改良意见，交监控领导小组讨论；紧急预警由监控领导小组组织召开各方会议，研究和商讨处治方案。特别地，在关键施工阶段需加强其应力及线形位移等内容的监测，并及时对数据进行分析，指导下步施工，提高施工的平安性。6施工监控具体内容根据太浦河特大桥主桥的结构特点和采用的施工工艺特点，施工期的监控将主要包括以下几方面的内容：(1)应力监控：包括主梁应力控制关键截面；(2)位移监控：包括主墩沉降和梁段控制点的变形；(3)温度监控：包括各应力控制截面的温度变化情况；(4)挂篮预压监控：通过观测挂篮变形，予以指导梁段标高的调整。(5)支架预压监控：通过观测支架变形，予以指导梁段标高的调整。6.1应力监测6.测试方法和仪器考虑要适合长期施工过程观测并能保证足够的精度，选用长期性、稳定性较好，精度较高的振弦式砼应变计和配套的振弦式读数仪进行应力测试，如图6-1和图6-2所示。特别需指出的是，实测应力值实际上不仅包括由结构重力、预应力及混凝土收缩徐变引起的弹性应力，而且还包括了很大一局部由于收缩、徐变等因素引起的非弹性应力，因此，必须对其进行修正。图6-1振弦式读数仪图6-2振弦式应变计6.测点布设太浦河特大桥主桥应力监测截面共16个〔单幅桥4个〕图6-3所示。每个截面应力测点布置见图6-4所示。全桥应力测点共计64个。图6-3太浦河特大桥主桥左右幅应力测试截面总体布置示意图图6-4截面应力测点布置图6.测试时间(1)在应变计安装完成后开始第一次读数；(2)砼浇筑完成后48小时进行第二次读数；(3)预应力张拉完成后进行第三次读数；(4)后续在每个监测工况前后读数。上述读数尽可能安排在早晨完成，并注明测试时间、天气和大气温度状况。6.考前须知(1)混凝土应变计是精密仪器，不能受到剧烈撞击、震动或由高处坠落地面；(2)安装时将应变计的轴向对准测试截面的轴线方向，用铁丝将其绑扎于周围钢筋上，将传输电缆编号，并引出结构外表；(3)应变计在安装前应进行检查，并一次读数，安装完毕后再进行一次读数，确保安装后应变计处于完好的正常工作状态；(4)砼浇筑过程中要防止振捣棒或重物击中应变计和导线，以免损坏或改变应变计的安装位置；(5)砼浇筑初凝后应立即对应变计进行读数，测试其是否正常，否那么应采取在外表重新粘贴应变计等相应补救措施，确保应变计测试数据的可靠性和正确性；(6)注意对应变计引出的电缆插头保护，每次测试拔出或插入电缆插头时注意插头及标签的保护，防止损坏；(7)读数仪在使用前必须检查电池组的电压，使其在工作电压范围内，假设低于工作电压范围必须更换电池组；(8)传感器的插头插入读数仪插孔后，读数仪中的激发器开始鼓励传感器中的钢弦震动约3秒后才稳定，此时方可测量；(9)每次测试拔出或插入电缆插头时应注意保护，防止损坏。每次测试完毕，需及时套紧防水套筒，防止插头受潮造成短路而无法测试。6.2位移监测6.测试方法和仪器梁段挂篮定位控制点标高采用精密水准仪进行测量。通过测出砼浇筑前立模标高，再测出后续工况梁顶控制点标高变化量，最终得出各工况梁段控制点绝对标高。为消除日照温差引起的梁体的不规那么变化，线形测量选择在温度变化小、气候稳定的时间段进行，并尽可能缩短测量工作持续的时间。6.测点布设为实时监测主梁在整个施工过程中的线形，更好的对连续梁桥的施工过程主梁标高进行监控，该桥主梁标高测试控制截面56个〔单幅桥〕，见图6-7所示；箱梁每截面各布置7个测点，顶板4个、底板3个，具体位置见图6-5所示。其中：1#~3#为底板立模测点；4#~5#为顶板立模测点；A~C点为施工阶段底板变形观测点；D~G点为施工阶段顶板变形观测点；为监测施工过程中的根底承台的不均匀沉降和累计沉降，在主墩承台布置32个承台沉降观测点〔假设承台顶被水淹没，将结合现场实际情况设置到0号块或其他适宜位置〕，每个承台4个测点，如图6-6所示。图6-5主梁位移测点布置示意图图6-6主墩承台沉降测点布置图6-7主梁位移测试截面位置图6.位移观测的根本要求(1)用相同的图形(观测路线)和观测方法；(2)使用同一仪器和设备；(3)固定的观测人员；(4)在根本相同的环境和条件下工作；(5)观测时间一般为凌晨，并尽可能缩短测量工作持续的时间；(6)每次观测的测站要根本上固定，持尺人员应受过专门的训练；(7)工作基点要每个月复测一次。6.精度分析水准测量采用DZ-02工程水准仪加FS-1测微器。其精度为每公里标准偏差为，换算成每测站中误差为，采用多布设工作基点的方法为提高相对精度，工作基点至少每月较核一次，每个工作基点到达所观测测点不超过4站，距离小于100米，水准观测的限差为一般取1/2倍的限差作为误差允许值。注意在同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。当环线闭合差超过极限时，应先重测可靠性低的某些测段直到闭合差在极限之内。综上所述，位移测量精度为：直接水准测量高程： ；沉降(工况差)： ；挠度(工况差)： 。6.测试时间要求严格安排在凌晨时间段内观测完成，特别是对于挠度(高程)观测，必须严格到达，要求记录开始和终了的环境温度，如观测时间超过1小时，要求每小时记录一次环境温度。6.3温度监测6.测试方法和仪器所有应力测点中均带有温度传感器，在应力测试的同时采用VW-102读数仪进行温度监控。温度监控分辩率0.1℃。6.测点布设同应力监控测点。6.测试时间要求温度测量要求与应力测量同步。工况发生变化时进行相应测量。对于某些特殊工况的连续观测及某些特殊要求另行通知。6.4挂篮变形监测挂篮预压是大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工工艺的关键之一。挂篮预压的主要目的是取得挂篮弹性变形与荷载的线性关系，消除挂篮的非弹性变形，为各梁段施工调整值确实定提供依据，确保合拢精度。由于本桥悬臂浇筑用的挂篮各构件为拼装而成，构件之间存在间隙，这种间隙引起的挂篮的非弹性变形在理论计算中无法确定，因此需要通过挂篮预压试验来消除这种非弹性变形的影响，并测出挂篮的弹性变形曲线，以获得标高控制数据。挂篮预压重点关注下前横梁和下后横梁变形，各设置3个测点，挂篮堆载应尽量接近箱梁受力模式，观测测点需保护好不被堆载沙包覆盖。翼缘板两侧各布设一个测点，位于节段线位置，距离梁边缘。挂篮试验应采用分级加载、分级卸载的方法。预压加载最大值为最大浇筑块件重量的1.2倍。每级加载稳定后(一般持续时间不少于三十分钟)，方可进行各测点的变形观测；预计满载2小时，且每隔30分钟观测一次，连续3次变形值在1mm以内认为稳定，即可开始卸载。每次数据测读时应记录加载量级、变形值、测试时间、日期、大气温度和天气情况等。请施工单位认真做好挂篮的预压试验，预压试验的方案由施工单位自行设计，并经现场监理审批。6.5支架预压监测测试目的：验证支架的平安性以及观测施工荷载对支架影响。由于杆件之间存在间隙，这种间隙引起的支架非弹性变形在理论计算中无法确定，因此需要通过支架预压试验来消除这种非弹性变形的影响，并测出支架的弹性变形值，根据预压成果形成立模指令。6.6立模标高确实定在主梁的悬臂浇筑施工过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比拟符合实际，而且加以正确的控制，那么最终桥面线形较为良好；如果考虑的因素和实际情况不符合，那么最终桥面线形会与设计线形有较多的偏差。众所周知，立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形(挠度)。其计算公式如下：式中：—i节段立模标高；—i节段设计标高； —由i节段自重及以后各梁段自重在i节段产生的挠度总和；—由i节段预应力及以后各节段预应力在i节段产生的挠度总和；—砼收缩、徐变在i节段产生的挠度总和；—施工临时荷载在i节段引起的挠度；—使用荷载在i节段引起的挠度；—挂篮变形值。其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘出挂篮荷载—挠度曲线，进行内插而得。而、、、、五项在施工控制计算中加以考虑。6.7监测工况根据设计图纸提供的施工工序和主桥上部结构专项施工方案初步确定监测工况，如施工阶段有变化，那么相应调整。太浦河特大桥主桥监控工况见表6-1，根据三跨连续梁桥的施工特点，其整个施工过程大致可分为三个阶段：桥墩及现浇梁段〔0#、1#块〕施工阶段本阶段的主要任务是建立各种测量数据的初始值，预埋箱梁根部应力及温度测试传感器，读取初读数，并按工况对已埋测点进行应力、温度和位移测量。注: 施工单位在浇筑混凝土前应按设计要求进行支架预压，并提供预压后支架非弹性变形值、弹性变形值。循环悬臂浇注施工阶段采用标准的连续梁桥三阶段观测法，即以挂篮的前移定位至梁段内预应力筋张拉完成为一个施工周期，在每周期内，于挂篮前移后，浇筑混凝土后和预应力筋张拉后各观测一次。1〕按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，挂篮定位必须在午夜0点至清晨7点之间完成，测量定位挂篮标高并记录温度，经监理签认后，向监测监控工程组提供挂篮的定位测量结果。监测监控工程组分析测量结果，如需调整，给出调整后的挂篮定位标高。2〕浇注混凝土前，测量悬臂前端梁段的高程测点，并对施工单位挂篮定位标高进行复测。注: 施工单位在浇筑混凝土前应进行挂篮预压，并提供预压后挂篮标高。3〕浇筑完混凝土后第二天测量最接近悬臂前端的三个梁段上的高程测点，测量本梁段端部梁底和预埋在梁顶的测点标高，建立测点与梁底标高的关系，测量控制截面测点应力，由监控计算、整理。4〕监理方检查断面尺寸准确性，并统计浇筑混凝土过程中浇筑方量，向监测监控工程组提供梁段混凝土超重的情况。5〕张拉主梁内预应力筋，测量最接近悬臂前端的三个梁段上的高程测点，测量控制截面测点应力。6〕监测监控工程组根据上一施工周期标高测量值、应力测量值进行计算，预报下一施工周期的挂篮定位标高。7〕预报标高报监理签收，并转给各相关单位，如预报标高与原设计值存在较大偏差应经设计单位与控制单位会签后确定；8〕监理将上述预报标高最后核定后下指令交施工单位执行。合龙及合龙后施工阶段1〕在浇注边跨现浇段施工完成后，测量所有已浇注梁段高程测点、测量控制截面测点应力；2〕在中跨合龙前一天进行悬臂端测点标高24小时连续观测，每两小时观测一次，记录悬臂端标高随时间的变化曲线，控制截面应力及温度；3〕对本阶段其余工况，测量所有已浇注梁段高程测点、测量控制截面测点应力。表6-1太浦河特大桥主桥施工监控工况工况号工况描述测试时机选择监测内容主梁标高根底沉降应力温度1各墩0＃、1#梁段施工梁段混凝土浇筑后第二天√√√√2梁体内预应力束张拉完成后√√√3挂篮对称悬浇2＃梁段挂篮定位√4梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√5梁体内预应力束张拉完成后√√√6挂篮对称悬浇3＃梁段挂篮定位√7梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√8梁体内预应力束张拉完成后√√√9挂篮对称悬浇4＃梁段挂篮定位√10梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√11梁体内预应力束张拉完成后√√√12挂篮对称悬浇5＃梁段挂篮定位√13梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√14梁体内预应力束张拉完成后√√√15挂篮对称悬浇6＃梁段挂篮定位√16梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√17梁体内预应力束张拉完成后√√√续表6-1太浦河特大桥主桥施工监控工况工况号工况描述测试时机选择监测内容主梁标高根底沉降应力温度18挂篮对称悬浇7＃梁段挂篮定位√19梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√20梁体内预应力束张拉完成后√√√21挂篮对称悬浇8＃梁段挂篮定位√22梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√23梁体内预应力束张拉完成后√√√24挂篮对称悬浇9＃梁段挂篮定位√25梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√26梁体内预应力束张拉完成后√√√27挂篮对称悬浇10＃梁段挂篮定位√28梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√29梁体内预应力束张拉完成后√√√30挂篮对称悬浇11＃梁段挂篮定位√31梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√32梁体内预应力束张拉完成后√√√33挂篮对称悬浇12＃梁段挂篮定位√34梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√35梁体内预应力束张拉完成后√√√36挂篮对称悬浇13＃梁段挂篮定位√37梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√38梁体内预应力束张拉完成后√√√39边跨合拢梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√40梁体内预应力束张拉完成后√√√41撤除边跨跨挂篮后√√√42体系转换撤除墩梁临时锚固后√√√43中跨合龙前一天连续观测√√44中跨合拢梁体内混凝土浇筑后第二天√√√√45梁体内预应力束张拉完成后√√√46撤除中跨挂篮后√√√续表6-1太浦河特大桥主桥施工监控工况工况号工况描述测试时机选择监测内容主梁标高根底沉降应力温度47桥面铺装桥面铺装及附属设施安装√√√√附注：挂篮的弹性和非弹性变形由是施工单位考虑，并由施工单位完成挂篮定位。6.8监测仪器上述用于施工监测仪器材料表见表6-2。表6-2太浦河特大桥主桥监控测试主要仪器材料编号分项子项用量备注单项小计1混凝土应变计混凝土应变计24只×496只具有温度传感功能混凝土应变计导线40m/只×963840m三芯屏蔽电缆线2应变读数仪VW-101型振弦读数仪1台1台3集线箱VW-201型集线箱1台1台4精密测量设备精密水准仪1台1台变形观测尺1把1把5位移测点高程位移测点标志392个×41568个6应变传感器标定架SCS-25型标定架2台2台7位移测量测站/1个1个7施工控制精度要求7.1立模标高允许偏差(1)立模应在一天中温度相对稳定(一般在日出前)的时段完成；特别情况下如需在白天温度变化较快的时间段内立模时，监控单位将根据温度变化情况，在立模指令中给予一适当的调整值。(2)立模标高允许误差：±5mm。7.2阶段控制目标与允许偏差(1)当前梁段预应力张拉完成后已施工梁段高程允许偏差±15mm；(2)已施工梁段中线水平方向允许偏差±10mm；(3)边、中跨合拢时合拢口两侧的允许高差±20mm；(4)箱梁上下缘应力控制在标准允许的范围内。7.3成桥状态允许偏差(1)箱梁顶底面高程允许偏差±20mm；(2)合拢后同跨对称点高程差±20mm；(3)主梁中线水平方向允许偏差±10mm8施工监控组织机构与管理监测、监控是一项集测试、计算、分析、决策于一体的智能行为，必须要有完善的组织上的保证。考虑到太浦河特大桥主桥施工工艺的难度和复杂性，我院将针对本工程成立院内专家参谋组，由专家参谋组组长负责监测监控专家参谋组会议的招集，对施工监测监控重大技术问题提供建议，以指导监控工程组完成施工控制工作。除上述监测监控组织机构的保证之外，在监测监控工程组下设应力测量小组、温度测量小组和变形测量小组，并成立监控计算与分析小组，以负责施工控制中监测数据分析和施工过程跟踪计算等具体技术问题。图8-1为监控组织机构及其工作关系图。图8-1监控组织机构及其工作关系专家参谋组：负责对施工监测监控重大技术问题提供建议，协助监测监控工程组完成施工控制工作。技术负责人：参加各方协调会议，负责施工监测与监控重大技术问题审定。工程负责人：负责监测监控方案和大纲的编写和签字认可，负责监测、监控总报告的编写，参加各方协调会议，负责施工监测与监控一般技术问题审核，负责监测监控月报的审核与送报。现场负责人：制定监测监控大纲，负责3个测量小组的具体领导，负责各小组监测现场数据和监控计算数据的汇总，负责监测、监控月报的编写。位移测量小组：负责位移测量小组的工作：保证位移测点埋设准确，负责关键工况下位移测试的抽样复核监测。应力测量小组：负责应力测量小组的日常工作，保证应力测点埋设准确，应力实测结果数据及时、可靠，负责监测、监控报告中应力数据的提供。温度测量小组：负责温度测量小组的日常工作，保证温度测点埋设准确，温度实测结果数据及时、可靠，负责监测、监控报告中温度数据的提供。负责施工期间气象资料的收集与整理。监控计算小组：负责监控计算小组的日常工作，进行验证计算、跟踪计算和识别设计参数误差，并进行有效预测和优化调整分析，保证监控计算数据的及时、合理、可靠。负责施工控制指令表的具体提出和监控月报中理论计算结果的提供。9施工监控进度方案及质量保证措施9.1施工控制与监测进度方案监控单位将根据业主的要求安排进驻施工现场时间，具体可视施工单位的施工进度情况确定，一般在上部结构挂篮施工时开始现场工作。现场监测将严格按照施工监控方案中的要求进行各方面的工作，保证技术人员的投入，努力与各参与单位保持良好的协作与沟通，及时向建设单位汇报工程进展情况及工程问题的处理方案建议，确保大桥平安竣工。工期目标是工程的一个主要指标，为了保证工程按预订日期完成，投标人将采取科学的管理方法和合理的资源配备，严格的规章制度，以求得资源的最大利用率，确保这一目标的实现。9.2监控工作的质量保证措施为了高质量、高效率的完本钱工程，本投标人在检测中将始终以“全面质量保证体系〞为根底；以“高标准、高要求、高起点、上台阶〞为创优质工程的指导思想；以“推广应用新技术、强化检测技术管理〞为技术保障；以“奖优罚劣、违章停岗〞为鼓励机制。保证工程质量符合业主单位的要求，争创样板工程。质量保证的具体措施如下：投入本工程工作的管理人员技术水平高、管理能力强、工作经验丰富，技术人员技术精、责任心强、吃苦耐劳，并且有一整套行之有效的管理体系和制度，使之成为一个目标一致、业务责任高、注重实效的专业团队。所用仪器设备不仅性能良好，量程、精度符合要求，而且通过设备管理制度明确规定了量值溯源(计量检定)、使用、保养、维修的制度要求，规定了专门的设备管理人员和责任人，以确保设备始终处于良好的状态，确保数据的准确性。建立以工程负责人为核心的质量保证体系，对工程检测实行全过程控制，保证质量目标的实现；抓好质量教育，树立“质量第一〞的思想，全面推行持证上岗作业制度。所有检测人员必须经过操作岗位的技能培训，严格考核，不合格人员不得上岗作业；正确处理好质量、进度和本钱三者的关系，当三者发生矛盾时，必须首先服从质量，做到好中求多、求快、求省，始终把工程质量放在首位；实行工程全过程的质量目标管理，把工程的总目标分解成工序工程质量目标，并落实到人。检测过程中，各项工作都必须以质量目标为中心，实施全面的、全过程的管理，把各方面的管理工作转到“质量第一〞的轨道上来。认真贯彻“预防为主〞和“事前把关〞的质量管理方针，以工序质量控制为核心，通过设置工序控制点，进一步强化工序质量的自检、互检和交接检的管理，做到自检和专检相结合，普检和抽检相结合，确保严格按照工程合同、监控方案和有过关标准、标准、规程的要求，组织好监控工作，把各种可能发生的质量事故消灭在萌芽状态；对易发生质量问题的检测环节，要制定预防措施并进行定期检查，必须指派经验丰富的作业人员定岗检测；10各参建单位职责范围施工控制是一项技术含量较高、现场工作复杂、需要各方紧密配合才能做好的工程，建议由建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和施工控制单位参加。建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、施工控制单位等分别出领导同志或技术负责人一人，组建施工控制领导小组，其中建设单位任组长单位。10.1建设单位(1)制定桥梁施工总体方案及分阶段工作方案；(2)负责施工、监控过程中重大技术方案、施工工艺、重要试验的审定；(3)定期召开五方协调会议，协调相互间的工作，研究、解决存在的问题；(4)催促各参建单位履行各自的职责，对各方的工作质量进行考核；(5)对监控单位提交的监测监