斜拉桥施工监控方案及施工控制措施[优秀工程方案]

1、斜拉桥施工监控方案 及施工控制措施一、项目概况1.1、桥梁概况项目区位置,起终点,桥梁形式、跨径、桥面布置.主要结构构件:主梁、主塔、拉索等的 材料、形式、规格、约束状况等.1.2、施工控制概况(1)确保施工过程中的 结构安全,施工过程中和竣工后结构的 内力状况满足设计要求;(2)成桥的 线型、索力逼近设计状态;(3)精度 控制和误差调整的 措施不对施工工期产生实质性的 不利影响;(4)主梁合拢前两端标高误差、轴线偏差能够保证顺利合拢.(5)控制及监测精度 达到施工控制技术要求的 规定.1.3、监控依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)公路斜拉桥设计细则(JTG/T D65-01

2、-2007)公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01-2004)公路桥涵钢结构木结构设计规范(JTJ025-86)铁路桥梁钢结构设计规范(TB 10002.2-2005)公路桥涵施工技术规范( JTG/T F50-2011)公路工程质量检验评定标准(JTGF801-2012)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)工程测量规范(GB50026-2007)公路桥涵地基与基础设计规范JTG_D63-20071.4、目的 和意义由于各种因素的 随机影响,结构的 初始理论设计值难以做到与实际测量值完全一致,两者之间会存在偏差.若对偏差不加以及时有效的 调整,就会影响成

3、桥的 内力和线形.施工控制的 目的 ,就是根据实际的 施工供需,以及现场获取的 参数和数据,对桥跨结构进行实时误差分析和结构验算;对每一施工阶段,根据分析验算结果给出结构应力及变形等施工控制参数,分析并调整施工误差状态,建立预警体系对施工状态进行安全评价和控制.这样,才能保证结构的 受力和变形始终处于安全合理的 范围内,成桥后的 结构内力和线形符合设计要求.二、监控方案 与内容2.1 施工监控的 内容2.1.1 施工监控参数的 选取(1)索塔轴线、应力;通过施工过程中塔顶偏位的 几何测量和关键截面的 应力监测确保索塔的 线形及应力满足要求.(2)主梁线形、应力;通过调整拼装位置、索力等手段来确

4、保主梁高程、轴线等线形指标满足要求;主梁应力可以作为误差控制的 辅助指标和结构施工过程安全监测的 预警指标.(3)斜拉索索力;通过建立完善的 误差调整与参数识别体系并采用多种方式对索力进行监测来保证斜拉索索力误差满足要求.(4)主梁合拢前大气温度 与合拢端标高变化的 对应关系.2.1.2 施工监控计算内容(1)施工过程安全复核计算(2)拉索、主梁无应力制造线形/长度 的 复核计算(3)施工控制误差分析及参数识别(4)施工控制实时计算(5)重要临时结构的 计算2.1.3 施工监控现场实测参数(1)实际材料的 物理力学性能参数:混凝土、斜拉索、索塔或凝土的 弹性模量及容重(2)实际施工中的 荷载参

5、数:1) 恒载:a. 主梁自重 b.二期恒载(桥面铺装、人行道板,栏杆、路缘石、灯柱、过桥管线等)2) 施工荷载 3) 临时荷载2.2 施工监控的 实时监测体系2.2.1 实时监测内容及其分级将监测内容的 重要性等级和频率等级进行划分.例如:2.2.2 测点布置原则(1)斜拉索索力测点布置a.一般原则:根据理论计算,满足下式的 拉索均需设置索力测点.b. 对称布设.c. 全桥通测线形时,索力也全桥通测.(2)主梁线形测点布置 1) 一般原则:一个梁段上设置三个主梁线形测点,两个高程测点一个轴线测点,高程测点宜设置在悬臂端横隔板与外侧腹板交界处的 顶部,轴线测点设置在横向尽量靠中部的 位置.2)

6、 线形监测主要想放样或拉索索力控制提供参数时可仅对选弊端2-3个梁段进行监测.3) 用于误差分析、参数识别时全桥通测,每个梁段均监测.(3)索塔偏位测点的 布置索塔在施工过程应在新塔段或其模板上设置测点,索塔水平撑杆顶撑时为了 确保顶撑效果也应考虑在顶撑位置设置测点,索塔施工结束后应对索塔进行至少一次每个索塔节段的 通测.主梁施工阶段应在索塔塔顶设置偏位测点.(4)索塔应力测点的 布置索塔应力测点的 布置主要根据计算确定,并且尽量考虑在下塔柱、中塔柱、下横梁均设置测试断面.每个塔肢测试断面应考虑在索塔的 四个角点上均设置测点.(5)主梁应力测点的 布置主梁测试断面的 测点应确保顶底板载腹板与顶

7、板交界处,纵隔板与顶底板的 交界处,主梁中部设置测点以确保采集到应力的 峰值点.(6)温度 场监测的 测点布置斜拉桥的 施工监测中整个塔、梁、索各自的 温度 场比较接近,因此可以各自选择一个断面进行温度 场的 监测.索塔的 温度 场监测应至少在测试断面四个角点设置测点,主梁则应确保在顶板、腹板、底板均设置一定数量的 测点,拉索可以通过试验索来进行温度 场的 监测.2.2.3 本桥监测点布置及传感器选型2.3 施工监控的 技术指标体系2.3.1 各施工监测内容的 仪器及精度 要求指标(1)索力监测可采用动测法或在锚下安装压力传感器的 方法进行.索力监测仪器分辨率应达到0.1kN.常用的 穿心式传

8、感器与弦振式索力仪两种.前者主要应用于张拉阶段,后者用于张拉后索力监测.(2)线形监测可采用水准仪、经纬仪、测距仪、垂准仪、全站仪等测量仪器进行监测,仪器测距分辨率应达到1米米,测角分辨率应达到1.(3)应力监测可采用弦振式传感器、光纤式传感器和电阻应变式传感器,仪器分辨率应达到应变1.(4)温度 监测宜采用铂式热电阻温度 传感器和热电偶点温计,仪器分辨率应达到温度 0.1.2.3.2 施工控制技术要求和容许误差度 指标(1)几何控制技术要求(几何误差均指实测值与理论预测值间的 差异)控制工况主梁上下游高程测点平均值误差应小于悬臂长度 的 1/3000,当1/3000悬臂长度 小于40米米时,

9、按40米米进行控制,相邻梁段间平均相对偏差不得大于梁段长度 的 1/750;上下游高程相对偏差不大于15米米.主梁轴线偏位不得大于1/10000悬臂长度 ,悬臂长度 的 1/20000小于10米米时,按10米米进行控制;相邻梁段间相对轴线偏差不得大于1/5000梁段长度 .索塔偏位误差不得大于20%,当理论索塔偏位的 20%小于30米米时,可按照30米米来控制.索塔偏位不作为施工控制的 主要指标.(2)索力控制技术要求索力控制拉索上下游平均控制误差小于5%、(3)应力监测及其它技术要求采取措施保证原件损坏率不得大于20%.索塔应力测量 可考虑索塔施工期间每个节段测试一次,架梁阶段每个梁段测试一

10、次.索塔当应力水平达到80%材料允许强度 时或超过误差范围时应提供预警.应力监测结果应在测试断面浇筑30天后开始提供.主梁应力测量当应力水平达到60%材料允许强度 时或超过误差范围时应提供预警.应力监测结果应在每个梁段完成后开始提供.2.4 施工监控的 技术体系和组织体系2.4.1 施工监控的 组织体系2.4.2 施工监控的 技术体系设置控制目标前期结构分析计算预告阶段施工目标施工现场数据采集设计参数误差识别结构线形、应力、索力、截面尺寸等设计参数误差预测结构状态判别、综合评价是否按原计划继续施工理论与实测比较是否1. 查找原因2. 对施工方案进行调整并重新计算结构内力、变形3. 施工目标调整

11、分析4. 预告下阶段施工目标监测控制三、 施工计算与控制3.1、计算流程3.1.1设计计算的 校核施工控制首先将采用设计计算参数对施工过程进行分析,计算出控制目标的 理论值.理论值由主梁挠度 、主梁理论轴线、主梁截面理论应力、斜拉索理论索力等构成.这一阶段中将与设计计算进行相互校核,以确保控制的 目标不与设计要求失真.3.1.2施工控制计算这一阶段的 主要工作是在前一个阶段工作的 基础上,跟随着施工过程的 进行,根据现场的 实测参数、误差分析结果等对模型进行修改,并对现场的 施工目标进行必要的 调整.3.1.3仿真分析计算的 方法斜拉桥结构施工过程仿真计算方法主要包括倒拆分析法和正装分析法两种

12、.通测,正装计算比较直观、简便,施工过程中架设方案 有较大改变或施工参数有较大变化时,可以方便处理.而倒拆分析法的 计算稍微复杂些,但倒拆计算可以得出斜拉桥各施工阶段的 斜拉索索力和主梁的 架设线形等控制参数,因此在实际中也得到较多的 应用.3.2、控制的 原则3.2.1 受力要求.反映斜拉桥受力的 因素包括主梁、塔(墩)和索的 三大部分的 截面内力(或应力)状况.通常起控制作用的 是主梁的 上下缘正应力,在恒载已定的 情况下,成桥索力是影响主梁正应力的 主要因素,成桥索力小的 变化都会对其产生较大影响.而主梁的 应力与主梁截面轴力和弯矩有关,因为轴力的 影响较小且变化不大,所以弯矩是主梁中起

13、控制作用的 因素.塔的 情况与梁类似,只是索力对塔的 影响没有梁那么敏感,塔中应力通常容易得到满足.索力要满足最大最小索力要求,最大索力要求即钢丝强度 要求,最小索力要求即拉索垂度 要求.3.2.2 线形要求.线形主要是主梁的 标高.成桥后(通常是长期变形稳定后)主梁的 标高要满足设计标高的 要求.3.2.3 调控手段.对于主梁和塔(墩)内力(或应力)的 调整,最直接的 手段是调整索力.由于索力较小的 变化就会在主梁中引起较大的 内力(或应力)变化,而索力本身又有一定的 变化宽容度 (即最大最小索力确定的 索力允许变化范围),因此,索力调整为主要的 调控手段. 对于主梁线形的 调整,调整立模标

14、高是最直接的 手段.将参数误差以及索力调整引起的 主梁标高的 变化通过立模标高的 调整予以修正.索力调整和立模标高的 调整分两步完成,即先进行索力调整,目标主要是梁、塔截面的 弯矩;然后进行立模标高调整,还需加入已建梁段的 主梁标高.主梁弯矩控制截面可选为各施工梁段的 典型截面(一般为受拉索锚固点局部应力影响较小处),塔的 控制截面可只选塔底以及截面变化处等少数控制位置.主梁标高控制点可选为每施工梁段前端点.四、 施工控制实施的 主要结果4.1、施工过程控制结果4.1.1 施工阶段的 主梁标高及张拉索力的 控制结果4.1.2 主梁应力控制结果4.1.3 主塔偏位和应力的 控制结果4.2 主梁合拢的 控制后果4.2.1 索力监控成果4.2.2 线形监控成果4.3 成桥状态的 控制实现结果4.3.1 索力监控成果4.3.2 线形监控成果4.3.3 主梁纵向伸缩量 4.3.4 主梁应力监控成果附表五、 结论及建议斜拉桥的 施工中进行相应的 施工控制研究是对其施工安全、可靠进行的 重要保障,是提高施工质量的 重要技术手段.针对XX大桥的 设计