淮安市天津路大运河桥施工监控实施大纲及实施细则.doc
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1、淮安市天津路大运河桥施工监控方案及监控细则东南大学施工监控组2007年12月淮安市天津路大运河桥主桥施工监控大纲与实施细则目 录施工监控实施大纲及实施细则40 编制说明41 施工控制实施大纲41.1 总 则51.2 监测工作的组织与分工51.3 施工监控计算61.4 箱梁施工挠度观测与标高控制71.5 箱梁控制截面应力观测101.6 温度变化对箱梁影响的观测112 施工控制实施细则112.1 施工监控计算实施细则112.1.1 监控计算说明112.1.2 监控计算方法122.1.3 监控计算内容122.1.4 监控计算考虑的因素132.1.5 立模标高的确定132.1.6 设计参数识别与误差分
2、析142.2 箱梁悬臂施工平面及高程控制实施细则142.2.1 箱梁施工测量网的建立142.2.2 基准点和梁段测点的埋设152.2.3 箱梁悬浇施工控制测量工作162.2.4 箱梁合龙的检测182.2.5 箱梁悬浇施工的线形控制182.2.6 影响箱梁挠度变形的主要因素192.2.7 注意事项202.3 箱梁施工应力监测实施细则212.3.1 混凝土应力监测截面与测点212.3.2 测试仪器与测点埋设222.3.3 监测方法和工作内容232.3.4 记录及数据整理232.3.5 其它事项242.4 主桥箱梁温度测试实施细则242.4.1 温度测试项目242.4.2 箱梁温度测试截面与测点24
3、2.4.3 测试方法与工作内容242.4.4 记录及数据整理252.5 施工控制组织体系252.6 施工控制技术体系272.7 施工控制工作信息传递282.8 监控质量保证措施282.9 施工监控仪器设备数量313 施工阶段划分与各阶段监控工作内容324 施工监控用表34施工监控实施大纲及实施细则0 编制说明为了确保淮安市天津路大运河桥预应力混凝土连续箱梁的顺利施工和工程质量,同时与设计计算相比较,验证设计计算的合理性及设计的可靠性,特编制了淮安市天津路大运河桥预应力混凝土连续箱梁施工控制文件,以指导连续箱梁施工的施工控制工作。施工控制文件编制的依据是:1. 淮安市天津路大运河桥预应力混凝土连
4、续箱梁施工图设计文件。2. 中华人民共和国交通部部标准,公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)。3. 中华人民共和国行业标准,公路工程质量检验评定标准(JTJ071-2004)。根据淮安市天津路大运河桥预应力混凝土连续箱梁的施工工艺和设计要求,编制的施工控制设计文件内容有:1. 施工控制实施大纲。2. 施工控制细则:包括箱梁悬臂施工平面及高程控制实施细则;主桥施工应力监测实施细则;主桥箱梁温度监控测试实施细则。3. 施工阶段划分与各阶段工作内容。4. 施工各阶段应力,变形及控制高程。1 施工控制实施大纲淮安市天津路大运河桥全长927.8m,主桥为76.5+143+76.5m的变截面混凝
5、土连续箱梁桥,引桥为21孔30m部分预应力混凝土组合箱梁,主墩采用分离式实体矩形墩身,整体承台,基础采用73根1.8m钻孔灌注桩群桩基础,其中12#墩桩长75m,13#墩桩长79m。过渡墩采用分离式矩形墩身,整体式盖梁,分离式承台,两个承台之间用系梁连接,基础采用钻孔灌注桩群桩基础,每个承台下设32根1.5m钻孔灌注桩基础,桩长30m。箱梁施工过程共经过两边跨、两次边跨及两中跨合龙后成桥。为了保证成桥后的平、纵线形与设计相吻合,对各施工阶段实施施工控制,特拟定以下实施大纲,使施工控制能切实有效地为施工控制服务。1.1 总 则1.11施工控制是根据淮安市天津路大运河桥上部主线桥箱梁设计的平、纵线
6、形要求对各梁段施工变位(或标高)实施控制、监测箱梁中轴线平面位置和对梁体主要断面进行应力跟踪测量的施工控制工作。1.12 施工控制的技术依据。(1)淮安市天津路大运河桥预应力混凝土连续箱梁施工图设计文件;(2)中华人民共和国交通部部标准,公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)。(3)中华人民共和国行业标准,公路工程质量检验评定标准(JTJ0712004)。1.13 实施大纲包括以下内容:施工控制工作的组织与分工;施工监控计算;箱梁施工挠度观测与立模标高及主梁标高控制;箱梁主要截面施工时应力观测;温度影响的观测。1.2 监测工作的组织与分工1.21 由监测单位会同指挥部、设计、施工及监理单
7、位有关人员组成施工控制组进行连续箱梁施工过程中的施工控制工作。施工控制组下设线形控制小组,负责进行施工控制的具体技术工作。1.22 施工控制组的工作职责为:(1)实施对线形控制小组的领导;(2)负责统一对外联系、资料收集和资料汇总工作。1.23 线形控制小组的工作职责为:(1)负责向施工控制组提交梁段立模标高;(2)负责监测施工过程中的挠度,应力及温度数据并进行分析计算,对应力和高程进行控制;(3)负责向施工控制组上报和整理、保管所有线形观测、计算分析资料和相关的试验资料;1.24 施工单位的配合事项:(1)开工前提交施工挂篮的结构图纸、挂篮重量(理论重量、实测重量)、挂篮前后支点反力及挂篮弹
8、、塑性变形等资料;提交边跨现浇段支架构造图。负责挂篮和现浇段支架测试工作,提交在挂篮和现浇段支架上施工临时设备(包括模板及附属物)、工具材料和人员的重量和分布状态。(2)配合进行梁段挠度、中轴线位置、墩沉降测点埋设和应力,温度测点埋设的现场工作。(3)配合进行梁段模板标高调整实施。组织专门测量人员完成施工过程中梁段变形和中轴线位置的测量。测试结果经监理签字后交指挥部,由指挥部下发至线形控制小组。(4)向指挥部提供预加力钢束张拉、锚固后实测数据,由指挥部下发至施工控制组。(5)施工控制前施工单位应提供挂篮设计样图、自重及加载试验曲线。1.25 监理单位的配合事项为:(1)检查各方面的实测数据。(
9、2)参与分析实测情况与设计文件要求是否一致。(3)核验调整措施的合理性与有效性。1.26 为了确保箱梁施工与箱梁控制的可靠性,施工单位事先要拟制周密的施工组织设计,并与设计、监理和施工控制组共同讨论、确定和实施。1.3 施工监控计算1.31 计算内容(1)线型控制计算。根据施工阶段及步骤,考虑临时荷载、温度荷载、预加应力荷载、混凝土收缩徐变等因素的影响,判断已完成施工线型是否满足设计要求,其次是根据现有桥梁状态对下一阶段施工线型进行预测,提供立模标高等施工参数。(2)应力控制计算。计算在各个施工阶段,在各施工荷载及临时荷载组合情况下主桥关键截面的应力值及安全程度,并与实测值进行比较,其次是对下
10、一阶段施工进行模拟计算,分析并预测关键部位的应力水平,对施工方案是否需要调整进行判断。1.32 结构计算(1)取用设计部门确定的设计状态作为监控计算初始状态。监控计算应对设计成桥状态进行复核验算,并进行优化,以确定最优的设计成桥状态,并以此作为监控计算依据。(2)根据桥梁的几何参数、结构参数和设计状态建立有限元模型。(3)计算控制参数的选择:选择混凝土箱梁的线型(即悬臂端的顶面标高)及梁体控制截面的应力等。(4)施工控制参数包括:结构各构件施工前后的标高变化和主墩偏位、各构件施工前后结构内力的变化、预应力束张拉顺序及张拉吨位的调整、结构体系转换时对结构参数的调整等。1.33 施工状态预测监控计
11、算的结果应与设计单位的计算结果进行核对,以保证施工安全。计算的主要内容为各施工阶段的结构内力、应力以及线型,同时提供悬臂浇筑梁段的立模标高。1.34 施工后的校核计算(1)本阶段施工完毕后,将计算结果与施工监测结果进行比较,若两者差别满足要求,则提出下阶段的施工控制参数以进行下阶段的施工;若不满足要求,则根据最新的实测监控参数进行结构分析并对本施工阶段控制参数的目标值进行必要的修正。(2)对每一阶段的施工都重复步骤1.32和1.33的内容。1.35 设计参数识别与误差分析(1)通过量测施工过程中实际结构的行为,分析结构的实际状态与理想状态的偏差;(2)用误差分析理论来确定或识别引起偏差的主要设
12、计参数,经过修正设计参数来控制桥梁结构的实际状态与理想状态的偏差;(3)采用自校正调节法进行控制。1.36 自校正调节法(1)采用最小二乘法根据实测值对结构中的设计参数与计算模型进行自校正,重新建立施工目标状态;(2)运用卡尔曼滤波器进行状态滤波与预测;(3)用最小二乘法进行最优化控制调节。1.4 箱梁施工挠度观测与标高控制1.41 准备工作(1)施工单位完成挂篮及托架试验。除安装检查外,重点进行挂篮变形测试,测试结果为挂篮和托架的结构荷载挠度曲线图,实测弹性及非弹性变形值。边跨现浇段支架试验要求相同,试验结果要告之施工控制组。(2)主桥轴线及桥墩位里程、高程均根据全桥三角网点和水准网点由施工
13、单位进行两次复测,由监理工程师进行复核。(3)线形控制小组要按施工进度划分的阶段,应用施工控制程序求得每一时段的梁体挠度,并转化为各梁段计算的立模标高,由监理工程师监督施工单位执行。(4)施工单位配合施工监控组设置桥墩沉降观测点。1.42 梁段测点(1)0号箱梁顶面水准点为箱梁悬臂浇筑施工的标高控制点。(2)从箱梁第1号节段开始,在梁段前端距端面15cm断面(桥纵向),沿横向布置3个箱梁顶面标高测点,其中中间测点主要用于连续梁水平轴线的测量控制。另两测点横向布置在箱梁腹板位置处。测点采用16钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢固,并要求竖直。测点(钢筋)露出箱梁混凝土表面1cm,测头磨平并用
14、红油漆标记。(3)测点的使用期为整个箱梁的施工过程,故应保证预埋测点质量并加以保护,不得损坏和覆盖。1.43 监测规定(1)对于每一个悬浇梁段应进行至少3种工况的标高观测,即挂篮就位及立模后、浇筑混凝土后、张拉完预应力钢束后。(2)除立模调整外,测量时间一般应在早晨太阳出来前(清晨七点左右)。(3)在每一工况测量前领取测量单,观测时应认真及时填写测量单中各项内容,各项内容均为原始记录。(4)在进行标高观测的同时,应进行中轴线位置观测,墩沉降观测,根据施工的进度情况,进行周期性观测。(5)在对梁段标高和中轴线进行测量时,若现场实测值与测量单上预测值对应误差为15mm(高程)、5mm(中轴线偏位)
15、时,应向监理和施工控制组(线形控制小组)汇报,在施工控制组人员认可和监理同意观测结果后方可结束测量。1.44 立模标高(1)立模标高由线形小组提出,交施工控制组会签,由施工控制组将箱梁立模标高通知单发至监理组,由监理组审核后转发至施工单位执行。立模工作结束后,由监理工程师把立模结果通知单返回施工控制组(线形控制小组)。(2)施工单位要根据施工控制组提供的立模标高通知单准确放样。立模标高放样结束经施工单位复测后,由监理检查合格并签字后才可进行下一步的工作。(3)线形控制小组应根据箱梁已浇梁段的重量、标高、预应力、混凝土强度、弹性模量等实测值(均由施工单位提供),考虑挂篮变形、支座变形、墩沉降和温
16、度影响,由施工控制程序进行分析计算后,提出下一梁段的立模标高值。1.45 合龙段观测(1)合龙段是箱梁施工的重点之一,更是线形控制的难点,故应高度重视。(2)合龙段观测除应符合1.31条至1.34条外,还应注意:合龙段相邻悬臂施工的最后梁段施工前,应对相应梁跨进行联测,以确定最后梁段悬臂施工的立模高程,保证合龙精度。合龙段的高程观测应按6种工况进行实测,即安装合龙挂篮前,浇筑混凝土前、后,张拉部分预应力钢束后,拆除临时支承后,张拉完所有预应力钢束后。(3)在现浇合龙段之前,线形控制小组对最大悬臂长度时温度变化及相应挠度变化进行24小时测量。(4)控制标准应按设计文件要求。若设计文件中无此要求,
17、则应按公路桥涵技术规范的规定要求执行。1.46 箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求(1)箱梁模板制作安装精度要求按公路桥涵施工技术规范有关条文执行。(2)箱梁梁段的精度要求 箱梁底、顶板中线误差 L/10000 箱梁顶面高程 L/5000 箱梁底、顶板和腹板厚度误差 +10mm,-0mm 箱梁顶板宽度误差 30mm箱梁底板宽度误差 20mm 箱梁高度误差 +5mm, -10mm 同跨对称点高程误差 L/5000(3)悬臂现浇合龙的主要精度悬臂合龙的中线位置误差不大于L/10000;悬臂合龙的高程差在L/5000之内。1.5 箱梁控制截面应力观测1.51 准备工作(1)施工控制组应根据监控技术要求确
18、定箱梁(包括桥墩)的观测截面,提供应变测点在截面上预设位置图给设计单位、施工单位、监理单位和指挥部。(2)施工控制组应对测试设备、应变传感器等进行室内试验,以保证各项性能指标均达到测试的要求。1.52 测点埋设(1)施工单位应根据监控单位提供的应变测点布置图,派出人力配合施工控制组完成传感器的埋设工作。(2)埋设传感器是关系到今后测点是否能正常工作的关键。施工单位在埋设应变计周围混凝土浇筑施工时,应避免在传感器上直接震捣,并特别注意不得损坏测试线与传感器的接头。(3)预埋工作结束后,施工控制组应及时进行现场测试,以检查传感器是否能工作。1.53 实测规定(1)应变测试一般在清晨进行定时观测,以
19、尽量消除温度变化的影响。(2)在下述工况时要及时进行应力观测。每一悬浇梁段结束后和预应力钢束张拉结束后;箱梁结构受力体系发生变化前、后;边跨和次中跨、中跨合拢前、后。(3)为了得到混凝土收缩徐变对截面应力的影响,可采用梁上无荷载变化的定时观测。(4)应认真填写截面应变观测记录。1.54 观测资料(1)施工控制组应及时整理、分析观测资料,并且与计算值进行比较。(2)实测值与计算值比较,主要观察箱梁截面应力(由应变值换算)变化是否正常,与施工进度情况是否一致。若有异常,应及时通告指挥部。1.6 温度变化对箱梁影响的观测1.61 箱梁施工阶段温度观测的目的(1)观测大气温度变化对箱梁悬臂施工时的挠度
20、影响,以便更准确地控制线形。(2)观测箱梁在施工期间,日照温差、骤然降温等对箱梁的影响。对于第(1)项采用梁节段上无荷载变化时梁的挠度跟踪观测方法;对于第(2)项,采用在选择的箱梁截面埋设的带温度测试功能的钢弦式应变传感器实现,测点布置同应力测点布置。1.62 准备工作与1.51条相同。1.63 根据1.61条,温度影响观测点共分两类。第一类测点为梁变形测点,可用1.42条中所及提的挠度测点。第二类测点为温度场监测点,其埋设要求与1.52条相同。1.64 观测温度观测方法按制定的本桥箱梁温度测试实施细则进行。2 施工控制实施细则2.1 施工监控计算实施细则在施工监控前应进行前期的结构分析计算,
21、在施工过程中应根据控制监测的实际计算参数进行计算分析。施工前期的计算是根据前期施工单位提供的施工方案对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析,确定桥梁结构施工过程中每个阶段的受力和变形的理想状态,以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为。施工过程中的结构计算是根据施工监测的数据进行分析处理,分析现阶段状态与理论状态之间的偏差原因,对计算数据进行参数识别、修正,使计算模型逐步与实际状态接近,误差能控制在设计容许的范围内,根据此模型计算成果预测下一施工阶段的施工参数。施工过程中的结构计算分析是一个不断对结构计算参数进行识别、修正的过程,贯穿于整个施工过程中。2.1.1 监控计算说明2.
22、1.11 本桥分析计算采用交通部公路科研所开发的桥梁专用软件GQJS进行,同时结合使用桥梁专用程序MIDAS/Civil,将本桥结构离散为空间梁单元结构进行计算,可互相校核,避免人为错误。2.1.12 对结构局部强度,如混凝土主梁合龙段局部应力分析等,采用通用有限元软件ANSYS进行。2.1.13 桥梁的施工步骤划分为基础及墩施工阶段、箱梁01块施工阶段、箱梁悬臂施工阶段(219块)、边跨现浇梁段施工阶段(22块)、边跨合龙段施工阶段(20块)、中跨合龙段施工阶段(21块)、桥面铺装等二期恒载施工阶段和运营阶段。根据施工步骤确定计算工况。2.1.2 监控计算方法2.1.21 本桥施工控制分析时
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