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线性控制
233省道兴化段下官河大桥
施工监控方案
编制单位江苏交通高级技工学校
交通工程试验室
编制日期二○一一年十一月
江苏交通高级技工学校交通工程试验室
目录
1工程概况..................................................................................................1
1.1桥梁概况.............................................................................................................1
1.2技术标准.............................................................................................................1
1.3施工流程.............................................................................................................2
2施工监控的依据及目的..........................................................................2
2.1施工监控依据.....................................................................................................2
2.2施工监控目的.....................................................................................................3
3施工监控内容与方法..............................................................................3
3.1监控工作思路.....................................................................................................3
3.2监控工作主要内容.............................................................................................3
3.2.1设计复核.....................................................................................................3
3.2.2施工全过程监测.........................................................................................4
3.2.3施工全过程控制.........................................................................................4
3.2.4其他合理化建议.........................................................................................5
3.3监控工作总体流程.............................................................................................5
3.4四条理论线形计算.............................................................................................6
3.4.1施工过程模拟.............................................................................................6
3.4.2结构验算...................................................................................................10
3.4.3四条理论线形的计算...............................................................................10
4施工监测实施细则................................................................................11
4.1支架预压监测...................................................................................................12
4.2挂篮预压监测...................................................................................................12
4.3结构变位、应力和温度观测...........................................................................12
4.3.1主梁挠度监测...........................................................................................12
4.3.2主梁应力监测...........................................................................................15
4.3.3结构几何形状与梁端纵向位移监测.......................................................16
4.4各阶段监测要点...............................................................................................16
4.4.1主梁0#块施工阶段................................................................................16
4.4.2主梁悬臂施工阶段...................................................................................17
4.4.3边跨支架现浇施工阶段...........................................................................17
4.4.4边跨合拢段施工阶段...............................................................................17
233省道下官河大桥施工监控方案
4.4.5体系转换阶段...........................................................................................17
4.4.6中跨合拢施工阶段...................................................................................17
4.4.7桥面系施工阶段.......................................................................................18
4.4.8监测内容一览表.......................................................................................18
5施工控制实施细则................................................................................19
5.1设计参数的修正...............................................................................................19
5.2预告主梁下阶段立模标高...............................................................................20
5.3施工监控预警系统...........................................................................................22
5.3.1安全预警...................................................................................................22
5.3.2常见异常监测数据处理...........................................................................22
5.3.3冬季施工预案...........................................................................................22
5.4常见问题及应对策略.......................................................................................22
6监控精度与实施要求............................................................................24
6.1控制精度和原则...............................................................................................24
6.1.1控制指令执行原则...................................................................................24
6.1.2控制精度要求...........................................................................................24
6.2实施中的总体要求...........................................................................................24
7施工监控组织机构及工作程序............................................................25
7.1组织机构...........................................................................................................25
7.2各单位分工.......................................................................................................26
8施工监控提交成果................................................................................28
8.1提交成果形式...................................................................................................28
8.2文件传递路线...................................................................................................28
9拟投入的人员及仪器设备....................................................................29
9.1拟投入的监控人员...........................................................................................29
9.2拟投入的仪器设备...........................................................................................30
233省道下官河大桥施工监控方案
1工程概况
1.1桥梁概况
下官河大桥平面位于直线上,桥梁与下官河航道正交。
下官河现状为ⅴ级
航道,目前无规划要求,通航净空45×5m,桥位处河口宽204m,桥位处及上下
游河道顺直规整。
下官河大桥主桥以35+60+35m布跨,主桥中心即为桥梁中心
和航道中心,35+60+35m主桥上部结构采用三跨变高度预应力砼连续箱梁,引
桥上部结构采用25m标准跨径装配式预应力砼连续箱梁。
主桥下部结构采用直
立式墩、柱式墩、钻孔灌注桩基础;引桥下部结构采用柱式墩、肋板式台,钻
孔灌注桩基础。
下官河大桥主桥采用上下行分幅设计,全宽26m,单幅桥宽12.9m,两桥之
间间隙20cm。
主桥上部结构为35+60+35m变截面预应力砼连续箱梁,采用单箱
单室截面,单箱底宽6.75m,两侧悬臂长3.075m,全宽12.9m。
箱梁顶面设置
单向2%横坡,通过箱梁腹板高度调节。
跨中梁高1.9m,支点处梁高3.6m,腹
板厚0.5~0.7m,顶板厚0.28m,底板厚0.26~0.54m。
横隔板分别设在中支点、
边支点和中跨跨中,厚度分别为2.0m、1.2m和0.4m,各横隔板均设置了人孔
以方便施工。
箱梁0#块节段长9m,在支架上浇筑。
两侧各有7个悬浇节段,节段长度为
4×3.2m、3×3.9m,采用挂篮悬浇施工,悬浇梁段最大节段重量为95.4t,挂
篮控制重量45t。
每幅主桥共有3个合拢段,即两个边跨合拢段和1个中跨合
拢段,合拢段长均为2m,在吊架上浇筑,吊架控制重量20t。
边跨现浇段长3.92m,
在支架上现场浇筑。
箱梁为双向预应力结构,设纵向预应力束、竖向预应力筋,仅在端、中横
梁处设横向预应力筋。
纵向和横向预应力管道均采用镀锌金属波纹圆管,竖向
预应力管道采用高频钢管,预备束采用塑料波纹管,全桥示意图如图1所示。
图1全桥示意图
1.2技术标准
①道路等级:
一级公路;
②荷载等级:
公路-I级;
③桥面宽度:
0.5m(护栏)+11.5m(行车道)+0.9m(护栏)+0.2m(分
割带)+0.9m(护栏)+11.5m(行车道)+0.5m(护栏)
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④桥面横坡:
单向2%;
⑤设计洪水频率:
1/100
⑥地震动峰值加速度:
0.10g,抗震基本烈度VII度
⑦高程体系:
1985国家高程基准;
⑧坐标体系:
1954北京坐标系;
⑨主桥采用6cmC40水泥砼+10cm沥青砼;
⑩通航标准:
V级航道,最高通航水位2.64m,最低通航水位0.24m。
1.3施工流程
205国道下官河大桥采用悬臂浇筑方法施工,主要的施工流程如下:
1)施工桩基础、承台、桥墩及桥台。
2)支架现浇墩顶0#块,张拉0#块顶、腹板预应力束;
3)0#块安装挂篮,挂篮悬浇1、1’号梁段混凝土,张拉相应顶板、腹板预应
力束、竖向预应力钢束及横向预应力钢束;
4)挂篮前移,对称悬臂浇筑2~7、2’~7’号梁段箱梁主体,张拉各梁段相
应顶板、腹板钢束、竖向预应力钢束;
5)边跨支架9#梁段现浇;
6)边跨合拢8#梁段,张拉边跨预应力;
7)拆边跨支架,解除主墩临时锚固,完成体系转换;
8)中跨合拢8’#梁段,张拉预应力束;
9)施工桥面系,成桥。
2施工监控的依据及目的
2.1施工监控依据
本大桥施工监控依据下列有关文件、规范进行:
[1]江苏省交通科学研究院.233省道兴化城东镇至333省道段改扩建工程施工
图设计(第四册)[R].
[2]施工监控合同[R].2011-10
[3]公路工程质量检验评定标准[S].JTGF80/1—2004.
[4]公路桥涵施工技术规范[S].JTG/TF50-2011
[5]工程结构可靠度设计统一标准[S].GB50153—92.
[6]公路工程结构可靠度设计统一标准[S].GB/T50283—1999.
[7]公路工程技术标准[S].JTGB01—2003.
[8]公路桥涵设计通用规范[S].JTGD60—2004.
[9]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].JTGD62—2004.
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233省道下官河大桥施工监控方案
[10]公路圬工桥涵设计规范[S].JTGD61—2005.
2.2施工监控目的
桥梁施工监控有两个方面的主要任务,一是使结构在建成时达到设计所希
望的几何形状,二是使结构在建成时达到合理的内力状态,同时在施工过程中
保证结构的安全。
在桥梁设计中,各施工阶段均有其理想的设计标高和内力值,但实际施工
中受各种因素的干扰,可能导致成桥线形与内力状态偏离设计要求,甚至合拢
困难,给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件和经济性等方面带来不同程
度的影响。
因此,有必要对施工全过程实施有效的施工监控,确保成桥线形、
内力最大程度符合设计要求。
施工控制的目的就是通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测,并根据
监测结果对设计的施工过程进行相应的调整,使桥梁建成时最大可能地接近设
计状态。
3施工监控内容与方法
3.1监控工作思路
当桥梁在施工过程中,出现施工状态偏离理想的设计状态时,如不加以控
制和调整,就会造成结构线形和内力偏离设计成桥状态,严重者将危及结构安
全。
桥梁施工控制是一个施工→预告→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确保施工中结构的安全,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。
目前在施工控制方面采用的主要是自适应控制的思路。
其基本原理是当结
构测量到的状态与模型计算结果不相符时,通过将误差输入到参数辩识算法中
去调节计算模型的参数,使模型的输出结果与实际测量到的结果一致,得到了
修正的计算模型参数后,重新计算各施工阶段的理想状态。
这样,经过几个工
况的反复辩识后,计算模型就基本上与实际结构相一致了,在此基础上可以对
施工状态进行更好的控制。
由于经过自适应过程,计算程序已经与实际施工过
程比较吻合,因而可以达到线形控制的目的。
3.2监控工作主要内容
3.2.1设计复核
在施工控制开始前,对施工图设计文件进行全面复核计算。
包括桥梁上部
结构尺寸的拟定、配筋设计等,根据设计资料及有关规范的理想参数,对成桥
阶段及各施工阶段的设计变位、内力及预拱度等进行计算,并与设计计算资料
进行校核比较。
按JTGD60-2004与JTGD62-2004对桥梁结构在施工及成桥状
态下的应力和挠度进行验算,并与设计单位核对计算结果。
3
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3.2.2施工全过程监测
基于连续梁桥的内力特点与施工方式,为保证结构施工安全,使成桥内力
和线形符合设计要求,应对其施工全过程进行有效的监测,主要包括以下四个
方面内容:
①主梁各节段控制点高程;
②主墩(承台)沉降;
③主梁关键截面应力(应变);
④主梁主要截面温度场;
⑤边跨现浇段在边跨预应力张拉时,梁端纵向位移监测,与边跨支架适应
性能判定。
在各施工阶段,对结构各控制截面应力、挠度变形值和截面温度分布进行
跟踪监测,同时与理论计算结构进行对比分析,如发现截面应力和挠度变形偏
差较大、甚至超出强度安全控制指标等,应暂停施工,查明原因。
3.2.3施工全过程控制
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。
因此,
桥梁每个施工工况的变位一般不会恰好达到理想的设计状态,大多数情况下或
多或少将会出现施工状态偏离理想的设计状态。
这就需要根据施工过程监测数
据的反馈信息,进行误差分析与判定并进行状态预测与修正。
与监测内容相对
应,施工控制主要包括以下几个方面的内容:
①根据前期施工梁段的结构反应,如实测变形、应力等,对主梁自重、刚
度、预应力的设计参数进行误差分析与识别,并对结构的状态进行修正。
②控制挂篮及模板定位标高,预测桥梁每个节段的立模标高,并最终控制
成桥线形。
③对混凝土超方、减方现象、截面几何尺寸、轴线偏位、桥梁施工临时荷
载等影响桥梁线形与结构安全的行为进行控制。
④当确认监测截面应力超限时,发出施工预警。
⑤支座垫石工程质量和支座安装可靠性监控。
支座垫石施工非常重要,建
议采用嵌入法施工,即在墩身施工完成后,在墩顶开槽至主筋处,安放钢筋,
立模然后浇注混凝土,使混凝土和钢筋同时抗剪。
支座组装时其底面与顶面(埋
置于墩顶和梁底面)的钢垫板,必须埋置密实。
垫板与支座间平整密贴,支座四
周不得有0.3mm以上的缝
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