S217南镇至冷水滩公路复兴大桥施工监控方案1.doc

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1、目 录1 工程概况第1页2 施工监控的目的与意义第1页3 施工监控的内容、方法与对策第2页 3.1 监控内容第2页 3.2 监控方法第3页 3.3 监控对策第5页4 施工监控结构分析计算及立模标高的确定第6页 4.1 施工监控结构分析第6页 4.1.1 施工监控结构分析的原则第6页 4.1.2 施工监控的结构计算方法第7页 4.2 立模标高的确定第9页5 施工监控标准第9页6 现场监测与参数识别第10页 6.1 应力观测第10页 6.2 挠度观测第11页 6.3 温度观测第12页 6.4 混凝土弹性模量及容重的测量第14页 6.5 钢绞线管道摩阻损失的测定第14页7 阶段施工监控验收第15页8

2、 施工监控工作要求第15页9 施工监控组织第15页10 各方协调工作内容第17页11 施工监控表格第18页 11.1 施工监控表格类型第18页 11.2 施工监控表格编号规则第18页12 施工监控工作计划第19页 12.1 时间安排第19页 12.2 主要工作人员安排第19页 12.3 主要仪器和设备第19页13 施工监控报价第21页附表1 复兴大桥主桥施工监控指令表第22页附表2 复兴大桥主梁标高实测数据记录表第23页附表3 复兴大桥主桥标高实测值与理论值比较表第24页附表4 复兴大桥应力应变测试数据记录表第25页附表5 复兴大桥应力应变实测值与理论值比较表第26页附图1 复兴大桥左半幅温度

3、、应力应变测点布置图第27页附图2 复兴大桥右半幅温度、应力应变测点布置图第28页S217南镇至冷水滩公路复兴大桥施工监控方案1 工程概况某某复兴大桥是省道S217线跨越湘江的一座大型桥梁，由上、下行两幅组成，桥梁起点桩号K57+075.31，桥梁中心桩号K57+450.95，桥梁终点桩号K57+826.59，大桥总长751.28m。北岸引桥为1530m预应力混凝土T梁桥，主桥为4孔（56+290+56m）预应力混凝土变截面悬浇连续箱梁。桥台为埋置式桥台，桥墩为柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。桥梁全宽28m，半幅(1.75m+0.50m+10.75m+0.50m)，中央设1.0m分隔带，两外侧设置人

4、行道。桥面设1.039%的单向纵坡，横桥向设2%双向横坡。2 施工监控的目的与意义施工是设计意图实现的关键，好的桥梁设计必须要有高水平的桥梁施工技术来支持；另一方面，桥梁施工技术的发展为桥梁设计意图的实现提供了灵活多样的手段，为新结构、新材料的推广应用提供了充分的技术保障。桥梁施工技术包含施工设计计算、施工方法、施工工艺、施工设备、施工监控等诸多内容。其中，施工监控是施工技术的重要组成部分，并始终贯穿于桥梁施工中。桥梁施工，特别是大跨径桥梁的施工，是一个复杂的系统工程。在该系统中，设计图是目标，而从开工到竣工整个施工过程中，将受到许多确定和不确定因素的影响，包括设计计算假定、材料性能参数、施工

5、精度、施工荷载、大气温度等诸多方面的因素，这些因素总会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。因此，在施工过程中如何从受各种因素影响而失真的参数中找出相对真实之值，对施工状态进行实时监测、预测、调整，对设计目标的实现是至关重要的。复兴大桥主桥为56+290+56m预应力混凝土变截面悬浇连续箱梁桥，施工过程复杂，除了材料特性的离散性外，它还要受温度、湿度、时间等因素的影响，加上各节段混凝土的龄期、强度、持载历史等因素各不相同，这就会造成各阶段的内力和变形随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象，甚至出现超过设计允许的内力和变形，若不通过有效的施工监控实时跟踪、及时调整。就势必造成成桥状态的线

6、型和内力不符合设计要求。桥梁施工监控又是桥梁建设的安全保证，这一点对于大跨度桥梁更为突出。在施工过程中，由于每一阶段结构的内力和变形目标值是可以预计的，各施工阶段结构的实际内力和变形是可以监测得到的，这样就可以较全面地跟踪掌握施工进度和发展情况。当发现施工过程中监测的实际值与计算的预计值相差过大时，就要进行检查、分析原因，采取及时必要的措施，否则将可能出现事故。桥梁施工监测监控就是桥梁建设的安全系统，为确保桥梁施工安全，对施工过程进行监测监控是必不可少的。3 施工监控的内容、方法与对策3.1 监控内容施工监控的目的是要对成桥目标进行有效监控，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差对成桥目标

7、的影响，使施工中的结构状态处于最优状态，保证施工过程安全和成桥状态（包括内力和线型状态）符合设计、规范要求。1)应力监控。桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工监控要解决的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与理论计算应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之监控在设计和规范的允许范围之内。一旦结构应力超出允许范围，轻者会给结构造成危害，重者将会发生结构破坏。所以，它比变形监控显得更加重要，因此必须对结构应力实施严格监控。2)线形监控。桥梁结构的变形受到诸多因素的影响，会使桥梁结构在施工过程中的实际位置（立面标高，平面位置）偏离

8、预期状态，甚至导致桥梁难以顺利合拢，或造成成桥线形与设计目标不符。桥梁监控中的线形监控就是使桥梁结构在施工中的实际状态与预期状态之间的偏差监控在容许范围内，成桥线形状态符合设计要求。3)稳定监控桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。桥梁施工过程中不仅要严格监控变形和应力，而且要严格地监控施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。桥梁稳定监控主要通过稳定分析计算，并结合结构应力、变形情况来综合评定、监控其稳定性。此外，除桥梁结构本身的稳定性必须得到监控外，施工过程中所使用的支架、挂篮等施工设备的稳定性也应满足要求。4)安全监控桥梁施工过程中安全监控是桥梁施工监

9、控的重要内容，桥梁施工安全监控是上述变形监控、应力监控、稳定监控的综合体现。变形监控、应力监控、稳定监控取得了成效，安全监控也就得到了保障。3.2 监控方法桥梁施工是一个复杂的系统工程，桥梁施工的过程也是该系统的运行过程，施工过程中结构的受力状态、安全性能和成桥状态是桥梁施工监控的目标，在整个施工过程中，受许多确定和不确定因素的影响，会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。对施工状态进行实时监测、预测、调整，从而实现设计目标就成为桥梁施工监控的中心任务。因此，桥梁施工监控应将结构内力、线形作为状态向量，将立模标高、预应力钢筋张拉力等作为监控向量，监控流程如下：1)每一施工阶段（或节段）的

10、结构内力、变形进行监控测量。测量的内容包括结构高程及线形的变化，结构主要截面的应力状态，主要材料试验结果如混凝土的弹性模量、容重等，主要施工设备的重量、位置等。2)计算参数及结构状态的估计。需要估计的计算参数包括混凝土的弹性模量的变化规律、预应力损失、收缩徐变系数、构件日照温差的变化范围等，这些参数的估计可以采用基于结构静力分析的参数辨识方法。结构状态的估计是指从包含有量测误差的监控测量结果中进行状态向量的最优估计。3)结构模拟分析。通过结构倒退分析，基于计算参数的最优估计结果，计算出各施工阶段结构的理想目标状态，通过结构前进分析，计算出下一施工阶段（或节段）结构内力、标高的预测值。本项目结构

11、模拟分析拟采用Midas/Civil和桥梁博士等桥梁专用结构分析计算软件。4)比较各施工阶段（或节段）的目标状态与实际状态。如果二者的偏差超过事先确定的范围，根据监控论的基本理论和实际状态监控测量的结果，通过结构模拟分析计算，确定预应力钢筋的张拉力、预抬高量等监控量调整方法和调整量值，以使实际状态与目标状态尽可能接近。5)对每一个施工阶段（或节段）,按照上述流程进行监控测量、状态估计、模拟分析、监控量调整，直至桥梁施工完成，使每一施工过程状态及成桥状态均接近目标状态。桥梁施工监控可分为事后监控法、预测监控法、自适应监控法、最大宽容度法等。根据本桥的结构形式、施工特点及监控内容，拟采用预测监控法

12、。预测监控法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工阶段（节段）形成前后的状态进行预测，使施工沿着预定状态进行。由于预测状态与实际状态间免不了有误差存在，某种误差对是施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。这种方法适用于所有桥梁，而对于那些已成结构的状态具有不可调整性的桥梁施工监控必须采用此法。本桥为悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥，其已成节段的状态（内力、标高）是无法调整的，只能对施工的节段预测状态进行改变，因此本桥采用预测监控法中的随机最优监控法是比较合适的，随机最优监控法监控流程见图1。图1

13、 随机最优施工监控流程图3.3 监控对策本桥为悬臂浇注的连续梁桥，悬臂施工阶段是静定结构，合龙过程中如不施加额外的压重，成桥后内力状态一般不会偏离设计值很多，因此连续梁桥施工监控的主要目标是监控主梁的线形。对于混凝土连续梁桥，已施工梁段上出现误差时，只能通过张拉预备预应力束调整，而这一调整量是非常有限的，因此，一旦出现线形误差，误差将永远存在，只能通过立模标高消除已施工梁段的残余误差，有时调整需经过几个梁段才能完成。悬臂浇筑连续梁桥施工中标高监控的特点是，已完成梁段的误差无法调整，而未完成梁段的立模标高只与正装模拟计算有关，与已完成梁段的误差基本无关。根据这一特点本桥监控对策为：1)在进行施工模拟计算时必须充分考虑各种施工因素，特别要正确计算主梁的轴线坐标。2)由于没有高效的调整措施，必须合理制定施工步骤，使每个步骤的变形量减小，这样即使某个施工步骤产生误差，该误差在总体变形中所占比例就较小。4 施工监控结构分析计算及立模标高的确定4.1 施工监控结构分析大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法时，