1、连续梁线型监控实施细则新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线DK18+235DK104+066连续梁线型监控监理实施细则编制： 审核： 审批： 日期： 年 月 北京铁科院兰新铁路甘青段监理站第一章 编制依据第一节 综合依据1.已编写批准的监理大纲、监理规划；2.与本专业工程相关的验收标准、设计文件和技术资料；3.建设单位的其他有关标准化管理体系文件与专业管理规定；4.铁路建设工程监理规范（TB10420-2007）。第二节 主要技术规范及设计文件1.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）；2.铁路桥涵工程施工安全技术规程(TB10303-2009)；3.高速铁路工程测量规范(TB10
2、601-2009)；4. 新建兰新铁路第二双线LXJL-1段桥梁施工图5、已批准的施工组织设计第二章 工程概况监理LXJL-1标段线路总长度102.406km，其中DK1+700DK18+325只包括站后工程，DK18+325DK104+066包括新线建设和站后工程。正线共设桥梁特大桥15座，大桥7座，中桥4座，桥梁总计26座。其中连续梁结构的桥见下表：序号项 目中心里程主要情况说明及连续梁1小里沟中桥DK19+843L- 50.22M，1联（12+16+12）连续钢构2八盘峡黄河特大桥DK37+974.322L- 1332.1 M，1联（70+2*100+70）连续钢构3黑沟特大桥DK50+
3、681L -548.42M，2（20+3X24+20）m连续钢构4西河镇湟水河特大桥DK56+571L-3610.54 M，1联（32-248+32）m连续梁，1联(40+64+40)m连续梁5河咀湟水河特大桥DK61+550.8L- 744.5M,1联（40+2X64+40）m连续梁6白川湟水河特大桥DK63+657L- 2118.57 M，1联（40+2X56+40）m连续梁7新庄湟水河特大桥DK71+213L- 2701.59 M，1联（40+64+40）连续梁，1联（40+64+40)连续梁8四道沟特大桥DK86+180.L-3176.37 M，1联（16+24+16）m连续钢构9巴州
4、沟特大桥DK93+406L- 1046.31 M，1联（32+2X48+32）m连续梁，1联（32+48+32）m连续梁，1联（32+48+32）m连续梁10米拉沟特大桥DK96+700L-975.96 M，1联（48+80+48）预应力连续梁11大阳山沟特大桥DK102+915L- 1488.59 M，1联2（40+56+40）m连续梁1联（40+64+40）m连续梁1联（40+56+40）m连续梁12东炮沟大桥DK103+965L- 220.82 M，1联（40+2X64+40）m连续梁第三章 线型监控第一节 线型监控必要性1、施工线形控制线形控制是超静定结构施工过程质量控制的重要手段；是
5、理论与实践紧密结合的学科；专业性很强。该类桥梁的形成要经过一个复杂的过程，施工工序和施工阶段较多，各阶段相互影响，且这种相互影响又有差异，这就造成各阶段的内力和位移随着混凝土浇筑过程变化而偏离设计值的现象，甚至超过设计允许的内力和位移，若不通过有效的施工控制及时发现、及时调整，就可能造成成桥状态的梁体线形与内力不符合设计要求或在施工过程中结构的不安全。鉴于此，施工单位一定要聘请第三方作为线形控制的实施单位。（1）施工控制的必要性对超静定桥跨结构(多跨连续梁或连续刚构)，其成桥的梁部理想的几何线型与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过施工时的浇筑过程的控制以及主
6、梁标高调整来获得预先设计的应力状态和几何线型，是连续梁桥施工中非常关键的问题。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素(如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等)的随机影响，事先难以精确估计，而且在实际施工过程中由于施工在测量等方面产生的误差，会使实际结构的原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。尤其值得注意的是，某些偏差(如主梁的竖向挠度误差)具有累积的特性。若对偏差不加以及时有效的调整，随着梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离设计值，造成合龙困难或影响成桥的内力和线形。特别是采用悬臂施工技术的大跨度桥梁，
7、施工中的不合理误差状态如不能及时地加以识别和处理，主梁的应力有可能发生积聚而超出设计安全状态发生施工事故。所以在施工中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整是十分重要的。已建成的桥梁中就出现过施工控制不好，造成桥梁内力分配不合理、主梁线形不和顺的情况，影响了桥梁的使用。（2）施工线形控制的原理桥梁的施工控制是一个施工量测判断修正预告施工的循环过程，为了能够控制桥梁的外型尺寸和内力，首先必须安排一些基本的和必要的量测项目，其内容包括主梁各施工工况的标高、主梁部分控制断面的应力、结构温度场、气温以及对混凝土材料的一些常规试验。在每一工况返回结构的量测数据之后，要对
8、这些数据进行综合分析和判断，以了解已存在的误差，并同时进行误差原因分析。在这一基础上，将产生误差的原因予以尽量消除，给出下一个工况的施工控制指令，在现场施工形成良性循环。（3）施工控制的目的施工控制的目的，就是根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数据，对桥跨结构进行实时理论分析和结构验算；对每一施工阶段，根据分析验算结果给出其主梁端的挠度(每阶段施工梁段定位标高)等施工控制参数，分析施工误差状态，采用应力预警体系对施工状态进行安全度评价和灾害预警。这样，才能保证结构的受力和变形始终处于安全的范围内，成桥后的结构内力和线形符合设计要求。2、施工控制的内容 对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土
9、连续梁桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数实测值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果进行误差分析、预测和对下一节段立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。大跨度连续梁桥施工控制的任务就是对桥梁施工过程实施控制，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态符合设计要求。桥梁施工控制的内容围绕施工任务而展开，总体上讲，桥梁施工控制的具体内容有以下几个方面：1）几何变形控制不论采用什么样的施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形(挠曲)，并且
10、结构的变形将受到诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合龙，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围和成桥线形状态符合设计要求。与桥梁工程质量的优劣需用其质量检验评定标准来检验一样，施工控制的结果也需要有一定的标准，即误差容许值来评判。桥梁施工控制中的几何控制总目标就是达到设计的几何状态要求，最终结果的误差容许值与桥梁的规模、跨径的大小、技术难度等有关，目前还没有统一的规定，应根据具体桥梁的施工控制需要具体确定。同时，为保证几何控制总目标的实现，每道工序
11、的几何控制误差允许范围也需事先研究、确定出来2）应力控制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控制要明确的重要问题。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，使之在容许的范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样容易发现，若应力控制不够将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏，所以，它比线形控制显得更加重要。必须对结构应力实施严格监控。目前对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定。3）稳定控制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。
12、因此，桥梁施工过程中不仅要严格控制变形和应力，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。 目前桥梁的稳定性已经引起了人们的重视，但主要注重于桥梁建成后的稳定计算。对施工过程中可能出现的失稳现象还没有可靠的监测手段，尤其是随着桥梁跨径的增长，受动荷载或突发情况的影响，还没有建立有效、成熟的快速反应系统，因此，很难保证桥梁的施工安全。目前主要通过稳定分析计算(稳定安全系数)，并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。施工中，除桥梁结构本身的稳定性必须得到控制外，施工过程中所用的支架、挂篮、吊装系统等施工设施的各项稳定系数也应满足要求。4）安全控制桥梁施工过程中的安全控制是桥梁施工
13、控制的重要内容，只有保证了施工过程中安全，才谈得上其它控制与桥梁的建成。其实，桥梁施工安全控制是变形控制、应力控制和稳定控制的综合体现，只有桥梁的变形、应力和稳定得到了控制，其安全也就得到了控制(由于桥梁施工质量问题引起的安全除外)。由于结构型式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况，确定其安全控制的重点。第二节 线型监控内容1、施工过程中监理控制1）控制方法介绍由于桥梁的结构型式、施工特点及具体施工内容的不同，其施工控制的方法也不尽相同。总的来讲，桥梁施工控制可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容法等。事后控制法是指在施工中，当已成结构状态与设计要求不
14、符时，即可通过一定手段对其进行调整，使之达到要求。而预测控制法则是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，使施工沿着预定的状态进行。由于预测控制与实际状态之间误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测中予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。自适应控制法的基本思路是当结构的实测状态与模型计算结果不符时，通过将误差输入到参数识别算法中去调节计算模型参数，使模型的输出结果与实测结果一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。经过反复辨识从而对施工过程进行有效控制。最大宽容
15、法是指在设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度，即误差的容许值。这种做法虽然减少了控制的难度，但会产生其它的一些问题。连续梁桥是一施工量测识别修正预告施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，因此施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，从而对结构未来状态作出预测。大跨度预应力混凝土连续梁桥通常采用悬臂浇筑这种典型的自架设施工方法。由于连续梁桥在施工过程中的己成结构(悬臂节段)状态是无法在事后进行调整的，因此，在大跨度连续梁桥的悬臂施工中一般采用预测控制法和自适应控制法进行控制。与斜拉桥不同，连续梁桥在梁段
16、浇筑完成以后出现的误差，除张拉预备预应力束外，基本上没有调整的余地，而只能针对己有误差在下一未浇筑梁段的立模标高上做出必要的调整。所以，要保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是要以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工块件的预抛高值(立模标高)。2）自适应控制方法自适应控制法也称参数识别修正法。它是在系统的运行过程中，通过系统识别或参数估计，不断地修正参数，使设计输出与实际输出相符，从而实现对目标系统的控制。一般来讲，一个自适应系统是一个具有一定适应能力的系统，它能够认识环境条件的变化(如负荷变化，风、雨等气候条件的变
17、化等)并自动校正控制动作，使系统达到最优或接近最优的控制效果。采用自适应性控制法进行控制的对象通常是那些存在不定性的系统，在控制系统的运行中，通过不断地量测系统的输入、状态或性能参数，逐渐了解和掌握对象。然后根据所得的过程信息，按照一定的设计方法，作出控制决策去更新控制器的结构、参数或控制作用，以便在某种意义下使控制效果达到最优或次最优，或达到某个项目预期的目标。3）预测控制方法预测控制是一种控制算法。它用来描述过程动态行为的信息，是直接从生产现场检测到过程响应，且不需要事先知道过程模型的结构和参数的有关先验知识，也不必通过复杂的系统识别来建立过程的数学模型，而是根据某一优化指标设计系统，确定
18、一个控制量的时间系列，使未来的一段时间内被调量与经过柔化后的期望轨迹之间的误差为最小。而且预测控制算法采用的是不断在线滚动优化，且在优化的过程中不断的通过实测系统输出与期望模型输出的误差进行反馈校正，所以能在一定程度上克服由于预测模型误差和某些不确定性干扰的影响，使系统的鲁棒性得到增强。由于预测控制具有实现容易、对模型要求低，在线计算方便、控制性能优、稳定性好等优点，因此适用于连续梁桥施工这类复杂过程的控制。预测控制法的算法机理可以用预测模型、滚动优化、反馈矫正等三个要素来表征，这三个要素反映了预测控制的本质特征。预测模型滚动优化反馈校正2、施工控制的具体内容：验算施工过程中各断面的应力；提供
19、施工过程中各阶段立模标高；提供合龙后桥面的标高；优化施工方案；对于桥梁的横向和局部应力、变形提供参考意见；对于施工工艺提供参考意见；对于施工中出现的问题和意外事故会同有关部门提出处理的参考方案。（7）施工控制误差分析误差分析是施工监控的难点，也是施工监控三大系统中相对最不成熟的部分，主要原因是测试数据较少而影响因素较多的矛盾引起的。例如，引起主梁标高较低的因素较多，诸如混凝土超方、挂篮变形较大、预应力张拉力不够、临时荷载引起、日照影响等等，在诸多的因素中，仅仅通过标高测量或者应变测量是很难判断出原因的。所以，为了得到更准确的分析，必须增加测点，增加测试工况，增加测试内容，这无形中就增加了监控的
20、成本。在目前情况下，如何在保证结构安全、保证线形和顺的前提下节约成本是我们追求的目标。这就要求我们在监控过程中善于抓主要矛盾，忽略次要矛盾。既要满足设计要求，又要节约费用。下面将连续梁桥可能碰到的误差、误差的严重程度以及解决方法分析如下：1）结构刚度误差引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面截面尺寸的变化，都对刚度有所影响。对于对称悬臂施工的连续梁桥来说，如果整体刚度提高，虽然浇筑混凝土过程中主梁变形量会减少，但是，张拉预应力束的过程中变形量也会减少。所以，结构刚度误差对施工控制质量的危害不大。2）浇筑混凝土误差浇筑混凝土误差，即超方现象是浇筑混凝土过程中难以克服的误差
21、，产生的原因有两方面。一方面是浇筑混凝土时，由现场施工负责人估计顶、底板混凝土厚度而产生的误差，另一方面是由模板变形和混凝土容重变化而产生的误差。混凝土超方对连续梁桥施工阶段的内力和线型影响较大，特别是两侧出现不平衡超方时，影响就更大。当结构悬臂伸长时，危害急剧增加。在施工过程中，通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的，也是可行的。对悬臂施工的连续梁桥来说，由于两悬臂端对称荷载对结构的影响比单侧荷载要小的多，所以，施工中出现两侧不平衡荷载时，可以考虑在轻的一侧增加重量，只要保持平衡，影响不会太大。3）桥面临时荷载影响桥面临时荷载的影响类似于混凝土超方，既存在对称荷载，也存在单侧荷载。桥面临
22、时荷载可分为两类，第一类相对固定，如卷扬机、压浆机、吊梁机、施工简易房等；第二类比较随机，如桥面上堆放的钢筋、型钢、锚具等。由于桥面荷载随机性较大，只能通过实地观察，估计桥面荷载的重量以及位置，在计算数据中考虑。如果能准确估计第一类荷载的重量，并且随时记录第二类荷载堆放的时间和重量，是能够在计算中消除此类误差的。由于临时荷载是随机的，如果把每一种荷载影响作为荷载工况输入跟踪计算，并不方便。一般情况下，可先进行试算，将各种荷载影响的结果算出，作为修正值现场修正会比较方便。当结构处于悬臂状态时，桥面临时荷载的影响效果同浇筑混凝土的超方现象。由于它是随机的，所以较难掌握。在施工过程中，加强施工管理，
23、除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。在计算中要考虑临时荷载的影响，特别是在挂篮定位时要将不平衡的临时荷载影响排除。4）挂篮变形误差浇筑混凝土过程中，挂篮会发生变形，这包括纵向变形和横向变形，也包括弹性变形和非弹性变形。挂篮非弹性变形对施工控制质量有较大影响，特别是后支点挂篮，由于无拉索帮助，挂篮受力较大。前支点挂篮由于拉索帮助，其纵梁的受力得到很大改善，但是，对于宽桥，前支点挂篮优点不明显，其主要受力在横向，所以前支点挂篮的横向受力更为重要。5）温度影响温度影响是施工控制中较难掌握的因素，这主要是因为温度始终变化无常，而且在同一时刻，结构各部分也存在温
24、差。所以，在结构计算中一般不把温度影响作为单独工况，而是将温度影响单独列出，作为修正。温度测量也比较困难，一般情况下，只能测气温，而气温和结构温度是有很大差别的。温度影响产生桥梁挠度变化有两种情况：均匀温差、箱梁内外侧的相对温差。温度变化虽然随时存在，但其对施工控制的危害主要表现在挂篮定位时，选择夜间或者早晨进行挂篮定位比较合适。温度影响变化无常，每座桥都有各自特点，所以施工控制前必须加强观测，及时掌握规律，尽可能排除温度影响。如果能掌握温度引起挠度的变化规律，可以将挂篮定位安排在任意的时间进行，对于加快施工进度是有好处的。6）预应力束张拉力误差预应力束张拉误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误
25、差引起，另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括：管道摩阻力。锚具损失。温度损失。钢丝松弛。徐变损失。悬浇阶段的预应力束是连续梁桥承受负弯矩的主要构件，如果预应力不足，会引起主梁混凝土开裂，严重的会引起结构的破坏。消除预应力误差的方法，一方面加强张拉力的控制，严格标定千斤顶和油表，消除张拉误差；另一方面疏通管道，减少管道摩阻力。7）施工方案变化施工控制是个连续的过程，任何后期荷载的影响或者施工方案的改变都会影响桥梁的线形和内力，所以，当施工方案确定后，一般情况下，施工程序不再改变，如果要改变施工方案，监理要进行详细的审查，则施工控制程序也将作相应调整。施工方案的改变对施工控制影响比较大，它
26、不但影响主梁的线型，同时对结构内力也有影响。施工方案的改变主要是管理上的问题，必须加强施工上的管理，对施工中出现的问题要有预见性，施工控制小组也要对此提出方案，避免出现措手不及的情况。施工方案临时改变的情况必须尽量避免。第三节 线型监控监理控制要点1、监理控制流程从挂篮的前移定位至预应力钢束张拉完毕是本桥施工的一个周期，每个周期中有关施工控制监理工程师都必须掌握的步骤如下：按照预报的挂篮定位标高定位挂篮，由施工单位测量定位后的挂篮标高，并向控制小组、监理提供挂篮的定位测量结果；立模板、绑扎钢筋；浇筑混凝土前，测量所有已施工梁段上的高程测点，复测挂篮定位标高，报施工控制小组和监理；施工控制小组分
27、析测量结果，如需调整，给出调整后的标高；浇筑完混凝土后第二天测量所有已施工梁段上的测点标高，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，提供给施工控制小组；按铁路工程检验评定标准检查断面尺寸，提供给施工控制小组并向施工控制小组提供梁段混凝土超重的情况；张拉预应力钢筋后，测量所有已施工梁段上的高程测点，并提供施工控制小组；施工控制小组分析测量结果，根据上一施工周期梁底标高测量值和应力、温度等测量结果计算、预报下一施工周期的挂篮定位标高。工作程序的关键是：每个施工循环过程的结束都必须对已完成的节段进行全面的测量，分析实际施工结果与预计目标的误差，从而及时地对已出现的误差进行
28、调整，在达到要求的精度后，才能对下一施工循环做出预报。监理工程师检查同意后进入下道工序施工。控制流程图技术流程图施工测量误差分析修改设计参数结构计算实施流程图梁段施工结束结构计算误差分析现场测试监控单位提供立模标高监理工程师核查施工单位下一梁段施工开始 2、测量内容灌注混凝土前模板标高测量每灌注一段混凝土，测量每一梁段在灌注砼前后、张拉后本梁段的标高。在合拢段施工过程中，测量合拢段临时锁定前、张拉前后的标高，以及与其相关的各梁段标高。在梁部的施工过程中密切关注墩顶的位移变化情况。各梁段测量及模板调校的时间均宜安排在清晨或者傍晚。按验标要求，主梁悬臂浇筑时，施工控制精度如下（监理复查项）：A、底
29、模预拱度偏差3 mm；B、相邻两墩悬臂端相对高差：20mm。C、悬臂段顶面高程允许偏差+15，-5 mmD、梁端轴线偏位：15mm；E、合拢段相对高程差15mm；3、有关数据的修正混凝土试块的弹性模量及容重。挂篮、托架及膺架的变形量（应消除其非弹性变形，取其弹性变形）；挂篮的实际重量。记录挂篮的弹性变形曲线。实测钢绞线的弹性模量及截面积。根据桥梁的施工安排，选定一天中最低的温度作为合拢时的温度，提供给监控单位和设计单位，以核查。各梁段及体系转换实际工期；桥面施工及铺轨的工期。4、立模标高的计算各梁段立模标高按下式计算：Hn=hn+h1+h2+h3其中hn为考虑线路坡度后的设计高程h1为本节段的
30、设计调整值 h2为挂篮的弹性变形(每节段应修正)h3 为前一梁端调整存在的误差。（以该梁段张拉后的计算值为准）本节段挂篮弹性变形实测按下式计算：（本次采用试验的参考值，计算值仅为校核用） h2=(Hn-1前- Hn-1后)- (Hn前- Hn后)Hn-1前为n-1截面立模后节段顶面实际高程Hn-1后为n-1截面灌注砼后节段顶面实际高程Hn前为n截面立模后节段底面实际高程Hn后为n截面灌注砼后节段底面实际高程注：以上公式中，h1、h2、h3正号表示向上调整，负号表示向下调整。在线控表中h1、h2、h3正负号意义相同。5、对施工监控的工作及对施工工艺的要求1）主梁悬臂施工主梁悬臂施工是施工监控过程
31、中工作量最大，也是时间最长的阶段，在这个过程中，施工监控单位必须有专人常驻现场，实时监控并指导施工。在这个过程中，监理对以下几点必须进行重点检查：挂篮、模板、施工机具的重量及形心位置；挂篮使用前须进行压载试验，提供弹性及非弹性变形；挂篮移动到位、浇筑混凝土和张拉预应力束工况均须进行监控测试；每阶段挂篮定位数据由监控单位提供； 挂篮定位须在早晚进行，以消除日照影响；主梁应力测试断面设在每个挂篮施工段的根部。2）主梁合龙施工的监测主梁合龙施工是施工监控过程中的关键阶段，在这个阶段必须做到以下几点：施工单位尽早提供合龙方案，包括合龙时的挂篮重量；监控单位提供合龙混凝土配重重量；根据合龙温度调整合龙施加的水平推力；在劲性骨架中埋设应变测点； 浇筑合龙混凝土观测应变和标高的变化；合龙段混凝土的
