滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案山東廣信工程試驗檢測集團有限公司二0一五年六月目 錄目錄1．工程概況?????????????????????????????????12.施工監(jiān)控的依據(jù)???????????????????????????????23．施工監(jiān)控概述???????????????????????????????33.1施工監(jiān)控的目的???????????????????????????33.2施工監(jiān)控的意義???????????????????????????33.3施工監(jiān)控一般原則??????????????????????????43.4施工監(jiān)控控制方法??????????????????????????54．施工監(jiān)控主要內(nèi)容??????????????????????????????85．施工監(jiān)控實施細則??????????????????????????????95.1施工仿真計算????????????????????????????95.2施工監(jiān)控有關(guān)的基礎(chǔ)資料試驗數(shù)據(jù)的收集????????????????115.3施工監(jiān)控測量參數(shù)??????????????????????????115.4施工監(jiān)控測試工況??????????????????????????186．施工控制的精度、原則與總體要求???????????????????????196.1控制精度和原則???????????????????????????196.2實施中的總體要求??????????????????????????207．施工監(jiān)控數(shù)據(jù)管理程序???????????????????????????21附錄：施工控制表格樣本????????????????????????????22山東廣信工程試驗檢測集團有限公司滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案1．工程概況滬通鐵路是我國鐵路網(wǎng)沿海通道中的重要組成部分，是魯東、蘇北與蘇南、上海、浙東地區(qū)間最便捷的鐵路運輸通道，也是長三角地區(qū)快速軌道交通網(wǎng)的重要組成部分。線路北起江蘇省南通市平東站，經(jīng)過南通西站，在通沙汽渡處越過長江，向南經(jīng)過張家港、常熟、太倉站后接入京滬鐵路安亭站，全長137km。滬通長江大橋為滬通鐵路的控制性工程，位于江陰長江大橋下游45km、蘇通長江大橋上游40km，與通蘇嘉城際鐵路、錫通高速公路共通道建設(shè)。項目地理位置如圖 1.1所示。圖1.1滬通長江大橋地理位置滬通長江大橋全長11.072km，大橋北岸為南通市，南岸為張家港。其中，陸域鐵路南引橋（60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)為跨越沿江公路的三跨連續(xù)剛構(gòu)梁橋。具體橋型布置示意如圖1.2所示。此連續(xù)剛構(gòu)橋采用直腹板單箱單室箱型截面，梁體下緣按圓曲線變化。箱梁跨中梁高4m，支點梁高8m。主梁頂寬12.2m，頂板厚0.3m；底寬6.2m，底板厚0.5m～0.9m；腹板厚分為0.5m～1.0m。全聯(lián)梁共設(shè) 7道橫隔板，邊支點橫隔板厚 1.5m，中支點橫隔板厚 2×1.3m，中跨跨中橫隔板厚 0.8m。主梁0號塊梁段長14m，中跨合龍段長2m，邊跨現(xiàn)澆直線段梁長3.9m，1～4#塊長3m，5～8#塊長3.5m，9～13#塊長4m。0號塊采用托架施工，中山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第1 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案跨掛籃懸臂澆筑施工梁段為 12個，邊跨掛籃懸臂澆筑施工梁段為 14個節(jié)塊，直線段施工依靠掛籃及邊墩搭設(shè)平臺施工。主橋箱梁采用縱向預(yù)應(yīng)力體系。其主要橫斷面形式如圖 1.3所示。6000 10000 6000圖1.2（60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋型示意圖圖1.3（60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋主要橫斷面示意圖施工監(jiān)控的依據(jù)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范（試行）》TB10621-2009；《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》TB10002.1-2005；3.《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》TB10002.3-2005；4.《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》鐵建設(shè)[2010]241號文；《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》鐵建設(shè)[2010]241號文；6.《鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）懸臂澆筑施工技術(shù)指南》TZ324-2010；7.《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》TB10752-2010；8.《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》TB10424-2010；“新建上海至南通鐵路（南通至安亭段）滬通長江大橋工程施工圖”中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司，2014年5月山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第2 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案3．施工監(jiān)控概述3.1施工監(jiān)控的目的對大型橋梁而言，理想的幾何線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計有關(guān)，而且還依賴于科學(xué)合理的施工方法。如何通過對施工過程的控制，在建成時得到預(yù)先設(shè)計的內(nèi)力狀態(tài)和幾何線形，是橋梁施工中非常關(guān)鍵和困難的問題。施工監(jiān)控的目的就是通過在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，評估各主要施工階段主要構(gòu)件的變形及應(yīng)力變化狀態(tài)是否符合設(shè)計要求，判斷施工過程是否安全，結(jié)構(gòu)是否正常工作；而當(dāng)出現(xiàn)較大誤差時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進行誤差調(diào)整，并對設(shè)計的施工過程進行重新安排，從而保證橋梁建成時最大可能地接近理想設(shè)計狀態(tài)，同時也確保施工期間的結(jié)構(gòu)安全、施工質(zhì)量和施工工期。（58+2×90+58）m連續(xù)剛構(gòu)為典型的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，這種橋型大都采用墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，特點主要表現(xiàn)為墩、梁、基礎(chǔ)三者固結(jié)為一個整體共同參與受力。連續(xù)剛構(gòu)橋作為大跨度的超靜定結(jié)構(gòu)，所采用的施工方法、材料性能、立模標(biāo)高等都直接影響成橋的線形與受力，且施工現(xiàn)狀與設(shè)計的假定總會存在差異，為此必須在施工中采集需要的數(shù)據(jù)，及時掌握結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)，并通過計算，對懸臂澆筑主梁的立模標(biāo)高和內(nèi)部應(yīng)力給以監(jiān)測與控制，以滿足設(shè)計的要求。對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋來說，施工控制就是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進行施工階段計算，確定出每個懸澆節(jié)段的立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果對誤差進行分析、預(yù)測和對下一立模標(biāo)高進行調(diào)整，以此來保證成橋后橋面線形、合攏段兩懸臂端高程的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。施工控制的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。3.2施工監(jiān)控的意義施工監(jiān)控就是對橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)受力、變形及穩(wěn)定進行監(jiān)測控制，使施工中結(jié)構(gòu)處于最優(yōu)狀態(tài)。施工監(jiān)控是施工質(zhì)量控制體系的重要組成部分，是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要手段，施工監(jiān)控的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：設(shè)計圖紙的要求是大橋的成橋目標(biāo)，在為實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)而必須經(jīng)歷的施工過程中，通過施工監(jiān)控，可對施工狀態(tài)進行實時識別（監(jiān)測）、調(diào)整（糾偏）、預(yù)測，使施工處于有效的控制之中，確保設(shè)計目標(biāo)安全、順利實現(xiàn)是至關(guān)重要的。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第3 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案通過對橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)受力、變形及穩(wěn)定進行監(jiān)測控制，使施工中的結(jié)構(gòu)處于最優(yōu)狀態(tài)。監(jiān)控單位配合監(jiān)理，輔助業(yè)主，指導(dǎo)施工，解決橋梁施工質(zhì)量控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題。通過施工監(jiān)控，可取得在成橋后無法得到的橋梁部分“參數(shù)”，建立橋梁資料檔案，為后期橋梁的管理與養(yǎng)護提供依據(jù)。通過施工監(jiān)控，可以得到僅靠荷載試驗無法取得的橋梁恒載應(yīng)力，為科學(xué)地評價橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)提供更全面的資料。通過嚴(yán)格管理，加強保護，使施工監(jiān)控中埋設(shè)的大量應(yīng)力傳感器存活下來，在橋梁通車運營后，可以通過定期測量這些應(yīng)力計的應(yīng)力情況，與成橋時進行比較，可以分析評估橋梁的現(xiàn)狀。3.3施工監(jiān)控一般原則橋梁施工控制是要對成橋目標(biāo)進行有效控制，修正在施工過程中各種影響成橋目標(biāo)的參數(shù)誤差對成橋目標(biāo)的影響，確保成橋后結(jié)構(gòu)受力和線形滿足設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制計算除了必須滿足與實際施工方法相符合的基本要求外，還需考慮諸多相關(guān)的其他因素。（1）施工方案由于連續(xù)剛構(gòu)橋的恒載內(nèi)力與施工方法和架設(shè)程序密切相關(guān)，施工控制計算前應(yīng)首先對施工方法和架設(shè)程序做一番較為深入的研究，并對主梁架設(shè)期間的施工荷載給出一個較為精確的數(shù)值。對于本橋而言，采用對稱懸臂澆筑方法施工。計算圖示連續(xù)剛構(gòu)橋需經(jīng)過懸臂施工和數(shù)次合龍，在施工過程中結(jié)構(gòu)體系不斷地發(fā)生變化，因此在各個施工階段應(yīng)根據(jù)符合實際狀況的結(jié)構(gòu)體系和荷載狀況選擇正確的計算圖示進行分析、計算。結(jié)構(gòu)分析程度采用平面結(jié)構(gòu)分析方法基本可以滿足總體線形、內(nèi)力控制需要，但對于構(gòu)造復(fù)雜、箱形梁懸臂長度較大的橋梁，還需輔以必要的空間或者局部分析。非線性影響非線性對中小跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的影響可以忽略不計，但對于大跨徑則有必要考慮非線性的影響。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第4 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案預(yù)加應(yīng)力影響預(yù)加應(yīng)力直接影響結(jié)構(gòu)的受力與變形，施工控制中應(yīng)在設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，充分考慮預(yù)應(yīng)力的實際施加程度?；炷潦湛s、徐變的影響整個監(jiān)測控制過程中必須計入混凝土收縮、徐變對結(jié)構(gòu)變形的影響。溫度溫度對結(jié)構(gòu)的影響是復(fù)雜的，通常的做法是對季節(jié)性溫差在計算中予以考慮，對日照溫差則在觀測中采取一些措施予以消除減小其影響。施工進度施工控制計算需按實際的施工進度以及確切的預(yù)計合龍時間分別考慮各部分的混凝土徐變變形。3.4施工監(jiān)控控制方法連續(xù)剛構(gòu)橋是施工→量測→識別→修正→預(yù)告→施工的循環(huán)過程，其實質(zhì)就是使施工按照預(yù)定的理想狀態(tài)（主要是施工高程）順利推進，而實際上不論是理想分析得到的理想狀態(tài)，還是實際施工都存在誤差，所以施工控制的核心任務(wù)就是對各種誤差進行分析、識別、調(diào)整，對結(jié)構(gòu)未來狀態(tài)做出預(yù)測。連續(xù)剛構(gòu)橋在梁段澆筑完成后出現(xiàn)的誤差除張拉設(shè)備預(yù)應(yīng)力索外，基本沒有調(diào)整的余地，而只能針對已有誤差在下一未澆梁段的立模高程上做出必要的調(diào)整。所以，要保證控制目標(biāo)的實現(xiàn)，最根本的就是對立模高程做出盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測，即主要依靠預(yù)測控制。無論施工過程如何，總是以最終橋梁成型狀態(tài)作為目標(biāo)狀態(tài)，以此來控制各施工塊件的預(yù)拋高值（立模高程）。鑒于連續(xù)剛構(gòu)橋已完成節(jié)段的不可調(diào)整的特點以及施工中對線形誤差的糾正措施有限，控制誤差的發(fā)生就顯得極為重要，所以，采用自適應(yīng)控制法對其進行控制是必要且有效的。自適應(yīng)控制法的基本思路是當(dāng)結(jié)構(gòu)的實測狀態(tài)與模型計算結(jié)果不符時，通過將誤差輸入到參數(shù)識別算法中去調(diào)節(jié)計算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實測結(jié)果一致，得到修正的計算模型參數(shù)后，重新計算各施工階段的理想狀態(tài)。經(jīng)過幾個階段的反復(fù)辨識后，計算模型就基本與實際結(jié)構(gòu)一致，從而對施工過程進行有效控制。連續(xù)剛構(gòu)橋施工工藝流程如圖 3.1所示。連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制流程如圖 3.2所示。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第5 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案搭設(shè)墩旁托架、預(yù)壓、安裝底模安裝側(cè)模底模、側(cè)模制造安裝底板、腹板鋼筋，預(yù)應(yīng)力波紋管鋼筋加工成型、波紋管準(zhǔn)備安裝內(nèi)模安裝封端模板封端模板制造安裝頂板鋼筋檢查簽證澆筑箱梁梁體混凝土并養(yǎng)護拆除端模板、外模、內(nèi)模預(yù)應(yīng)力束張拉、壓漿制束、穿束、錨具、千斤頂、油泵、油表準(zhǔn)備及校驗配套拆除底模測量檢查檢查驗收資料整理圖3.1連續(xù)剛構(gòu)橋施工工藝流程圖山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第6 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案前期結(jié)構(gòu)分析計算主梁高程、懸臂端撓度、有效預(yù)應(yīng)力、溫度、彈性模量、預(yù)告變位和立模標(biāo)高收縮徐變系數(shù)施工主模高程誤差測量預(yù)應(yīng)力張拉誤差彈性模量誤差誤差分析 溫度影響徐變影響計算圖式誤差修正設(shè)計參數(shù)結(jié)構(gòu)計算圖3.2連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制流程圖流程說明：（1）施工單位應(yīng)在進行0#號塊施工前一周將施工圖紙、施工進度計劃、掛籃參數(shù)（重量和偏心距）提供給監(jiān)控方，以便進行結(jié)構(gòu)建模和計算。（2）立模標(biāo)高（監(jiān)控指令）：在施工方提供施工進度計劃后提供0號塊立模標(biāo)高，其余梁段在預(yù)應(yīng)力張拉后及時提供下一梁段立模標(biāo)高。（3）預(yù)埋測點件：在0號塊、1/4截面所在梁段、合攏段澆注前一天通知監(jiān)控方，預(yù)埋傳感器。（4）施工：施工單位在施工過程中應(yīng)對預(yù)埋傳感器進行保護。（5）測量：見施工監(jiān)控實施細則。（6）誤差分析：進行理論變形與實測變形的比較，分析誤差產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的措施。采用誤差分析理論（卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最小二乘法、灰色理論等方法）進行誤差理論與分析。（7）根據(jù)誤差理論結(jié)果，對參數(shù)進行敏感性分析，提出合理的修改參數(shù)計算參數(shù)，保證施工的順利進行。（8）修改計算模型，重新進行結(jié)構(gòu)分析，給出下一段的立模標(biāo)高。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第7 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案4．施工監(jiān)控主要內(nèi)容大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控主要包括兩個方面的內(nèi)容：變形監(jiān)測控制和應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測控制。變形控制就是嚴(yán)格控制每一節(jié)段箱形梁豎向撓度及其橫向偏移，若有偏差并且偏差較大時，就必須立即進行誤差分析并確定調(diào)整方法，為下一節(jié)段的施工更為精確做好準(zhǔn)備工作。應(yīng)力應(yīng)變的控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應(yīng)力， 尤其是合龍時間的控制，使其不致因內(nèi)力過大而偏于不安全，甚至在施工過程中造成破壞。連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制主要體現(xiàn)在施工控制模擬結(jié)構(gòu)分析、施工監(jiān)測（包括結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力監(jiān)測等）、施工誤差分析以及后續(xù)施工狀態(tài)預(yù)測幾個方面。具體包括以下幾個方面。①施工過程控制模擬分析：按照設(shè)計要求、施工工序安排以及設(shè)計所提供的基本參數(shù)，對施工過程進行符合性分析，復(fù)核設(shè)計計算所確定的成橋狀態(tài)和施工狀態(tài)，得到各施工狀態(tài)以及成橋狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力和變形等控制性數(shù)據(jù)，包括：各施工工況以及成橋狀態(tài)下狀態(tài)變量的理論數(shù)據(jù)（主梁高程、橋墩墩頂位移、墩臺沉降以及控制截面應(yīng)力應(yīng)變）；監(jiān)控數(shù)據(jù)理論值（主梁各節(jié)段立模標(biāo)高）。②監(jiān)控所需基礎(chǔ)資料、試驗數(shù)據(jù)收集：基礎(chǔ)資料、數(shù)據(jù)包括：混凝土 3d、7d、14d、28d、90d的彈性模量試驗以及按規(guī)定要求的強度試驗，鋼筋混凝土重度，懸臂澆筑節(jié)段混凝土方量以及實際斷面尺寸；鋼絞線的實際彈性模量和截面面積；氣候資料：晴雨、氣溫等；實際工期與未來進度安排；掛籃支點反力及其他施工荷載在橋上的布置位置與數(shù)值， 掛籃荷載試驗資料；鋼絞線管道摩阻損失的測定等。③施工監(jiān)控工況劃分：橋墩施工每20m為一個工況。主梁每梁段施工為一工況，為了改善施工過程中的掛籃和混凝土主梁的受力，每階段分成4個工況，每梁段施工工況又分為4步：掛籃前移并定位立模、主梁混凝土澆筑一半、澆筑全部混凝土和預(yù)應(yīng)力張拉。④施工過程中結(jié)構(gòu)變位、應(yīng)力、溫度觀測 :主要包括：主梁撓度、平面位置觀測；橋墩沉降測量；截面鋼筋應(yīng)力或混凝土應(yīng)變測試；溫度場觀測；溫度對結(jié)構(gòu)變形和受力影響的測量；裂縫觀測。⑤實時將實測值和理論值進行比較，出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的情況及時預(yù)警。⑥誤差分析與識別：根據(jù)實測及理論分析結(jié)果，對出現(xiàn)的施工誤差進行分析與識別，特別注意：掛籃高度對高程的影響；梁段自重誤差對結(jié)構(gòu)的影響；梁和墩的剛度誤差對結(jié)構(gòu)的影響；混凝土收縮、山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第8 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案徐變對結(jié)構(gòu)的影響；混凝土彈性模量對結(jié)構(gòu)的影響；施工荷載變動對結(jié)構(gòu)的影響；溫度場對結(jié)構(gòu)的影響；預(yù)應(yīng)力誤差對結(jié)構(gòu)的影響。⑦誤差預(yù)測根據(jù)既有施工情況，對后續(xù)施工誤差進行預(yù)測，以便做出施工狀態(tài)調(diào)整的決定。⑧預(yù)告主梁下一節(jié)段施工立模標(biāo)高 。在誤差分析、預(yù)測與調(diào)整基礎(chǔ)上，給出主梁下一節(jié)段施工立模標(biāo)高指令。⑨出現(xiàn)較大施工誤差時進行的重大設(shè)計修改，如設(shè)計參數(shù)作重大修改、合龍施工方案做重大調(diào)整。5．施工監(jiān)控實施細則5.1施工仿真計算復(fù)核設(shè)計計算所確定的成橋狀態(tài)和施工狀態(tài) ,即對施工過程進行實時仿真計算。為較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實際施工歷程，按照施工和設(shè)計所確定的施工工序，以及設(shè)計所提供的基本參數(shù)，對施工過程運用前進分析法進行正裝計算， 得到各施工狀態(tài)以及成橋狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力和變形等控制數(shù)據(jù)。主要步驟為：1、確定結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)。主要包括：中跨、邊跨的大小、橋面線形、橋墩的高度、橫截面信息、材料信息、約束信息、預(yù)應(yīng)力索信息、混凝土徐變信息、施工臨時荷載信息、二期恒載信息、體系轉(zhuǎn)換信息等。2、基礎(chǔ)、橋墩和0號塊澆筑完成。計算已澆筑部分在自重和外加荷載作用下的變形和內(nèi)力。3、在每一個橋墩上對稱地依次懸臂澆筑各個塊件，直到懸臂澆筑完成，掛籃拆除。計算每一次懸臂澆筑時結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力。每一階段計算均按照上一階段結(jié)束時結(jié)構(gòu)變形后的幾何形狀為基礎(chǔ)。4、進行邊跨合龍、中跨合龍，計算這幾個主要階段結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。5、橋面鋪裝。計算二期恒載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形。具體分析程序系統(tǒng)如圖5.1。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第9 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案開始數(shù)據(jù)輸入激活本階段單元和節(jié)點建立并修改本階段結(jié)構(gòu)剛度矩陣剛度矩陣分解激活本階段結(jié)構(gòu)上的預(yù)應(yīng)力束本階段所增塊件自重與施工荷載的內(nèi)力與位移計算本階段預(yù)加力效應(yīng)（內(nèi)力及位移）混凝土徐變收縮內(nèi)力與位移計算預(yù)加力損失計算預(yù)應(yīng)力損失卸載效應(yīng)（內(nèi)力與位移）計算預(yù)應(yīng)力損失卸載效應(yīng)（內(nèi)力與位移）計算階段內(nèi)力與位移匯總截面特性修正階段內(nèi)力與位移匯總內(nèi)力、位移及預(yù)加力沿程分布寫入外設(shè)結(jié)束圖5.1施工仿真分析程序流程圖山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第10 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案5.2施工監(jiān)控有關(guān)的基礎(chǔ)資料試驗數(shù)據(jù)的收集1、混凝土齡期為3、7、14、28、90天的彈性模量試驗以及按規(guī)定要求的強度試驗。如施工現(xiàn)場改變水泥品種批號或砂石集料及配合比時須做一套試驗。2、氣候資料：晴雨、氣溫等。3、實際工期與未來安排。4、掛籃支點反力及其他施工荷載在橋上布置位置與數(shù)值。以上數(shù)據(jù)由相關(guān)單位提供。5.3施工監(jiān)控測量參數(shù)施工掛籃靜力荷載試驗方案（施工、監(jiān)理單位協(xié)助）采用液壓千斤頂加載法，荷載按最大懸臂段相應(yīng)混凝土重量加上模板、工作平臺重量的1.2倍分三級進行加載試驗，測試各部件的受力狀態(tài)及吊點的撓度。具體靜力載荷試驗方案見本橋施工方案內(nèi)容?；炷翉椖！⑷葜氐臏y定和強度的確定（施工、監(jiān)理單位協(xié)助）（1）混凝土彈性模量的測試在澆筑梁體0#段、6#段以及12#段的施工現(xiàn)場制作三個30cm×30cm×150cm的試件進行現(xiàn)場測試。例如，某橋混凝土齡期為3天、7天、14天、28與混凝土的彈性模量Eh的變化，如圖5.3示。（2）混凝土容重的測試為反映橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土實際情況，采用（1）中混凝土的彈性模量試件，進行稱重測試。（3）混凝土強度試驗在澆筑梁體0#段施工現(xiàn)場各制作3組試塊，跟隨構(gòu)件露天養(yǎng)生，在工地試驗室測試（具體試驗應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定）。圖5.2 某橋彈性模量測試曲線山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第11 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案橋墩施工監(jiān)測1）高橋墩承臺沉降不均觀測主墩承臺的四個角位置，各布設(shè)一個永久性沉降觀測點，測點位置先在承臺便于觀測的可靠位置處；另外在橋墩頂部橋面中心線、左右腹板各設(shè)一個測點，測點位置選在墩頂、底便于觀測的可靠位置處。墩頂、底觀測點應(yīng)測出相對坐標(biāo)，以便于監(jiān)測墩身壓縮量。選擇附近的高程控制點作為工作基點（點位應(yīng)堅固） ，由高程控制網(wǎng)定期復(fù)測。觀測方法視現(xiàn)場條件采用幾何水準(zhǔn)或三角高程測量。 幾何水準(zhǔn)按二等水準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)做往返閉合觀測，并采取相應(yīng)措施：設(shè)置固定的置儀點和立尺點， 使往返測和復(fù)測在同一路線上；使用固定的儀器、標(biāo)尺；儀器至標(biāo)尺距離不超過 40m，每站前后視距差不大于 0.3m，累積視距差不超過 1m。采用高精度水準(zhǔn)儀測量其空間位置的變化，據(jù)以判斷其沉降不均的程度。（2）墩身關(guān)鍵截面應(yīng)力墩選取承臺以上 1.5米和0#段以下2.5米的墩身截面埋設(shè)鋼弦應(yīng)變計進行應(yīng)力監(jiān)控（可用外掛應(yīng)變計帶溫度補償?shù)模?。（3）標(biāo)高、墩頂位移測試（施工單位配合）墩選取承臺以上 1米斷面、0#段以下2米斷面，并按墩高不同，均勻選擇 1～3個斷面埋設(shè)長期觀測點采用全站儀進行監(jiān)測，提供預(yù)設(shè)測點的空間坐標(biāo)。觀測時間盡量做到同一時間，以保持測試條件的一致。溫度變化明顯時，觀測的數(shù)據(jù)應(yīng)考慮溫度變位的影響。該項測試數(shù)據(jù)的采集由施工單位在監(jiān)控單位的指導(dǎo)下進行， 數(shù)據(jù)的最終分析由監(jiān)控單位完成。4）測試斷面及測點布置主橋橋墩變形控制，在橋墩施工過程中，按預(yù)測分析結(jié)果，進行關(guān)鍵截面應(yīng)力、墩身垂直度、變位及其溫度場進行控制，對樁基沉降、墩身壓縮變形值要精確測控，同時結(jié)合結(jié)構(gòu)分析、計算以確定實際（強迫）位移值，以便最終確定0#塊件立模標(biāo)高。橋墩應(yīng)變測點布置如圖5.3示，每個墩對墩頂、墩底兩個控制截面，每個截面安裝4個振弦應(yīng)變計，合計24個。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第12 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案注：為應(yīng)變觀測點圖5.3 橋墩應(yīng)變測點布置圖主橋箱梁線形監(jiān)控（1）線形監(jiān)控觀測點的埋設(shè)如圖5.4所示，在每號塊箱梁節(jié)點斷面頂板前端（距兩端 5cm）布設(shè)對稱的 7個測控點，其中 1、5兩個測點位于梁段頂板前緣兩側(cè)（據(jù)邊界 5cm），2、4兩個測點分別位于測試斷面內(nèi)據(jù)邊界 160cm位置處，中間點 3測點兼作平面線形監(jiān)控測點，底板 6、7測點布置于距腹板邊界 50cm處；節(jié)點斷面測控點布置在距節(jié)點 10cm的斷面內(nèi)。測控點采用鋼質(zhì)測量樁，樁頂面高出混凝土面 10mm，在澆筑混凝土?xí)r焊接好，觀測點的埋設(shè)應(yīng)保證本身的穩(wěn)定性，同時不妨礙掛籃的前移。塊段前端底板與腹板相交處各設(shè)一點（底板設(shè)點目的是方便澆筑混凝土前測量） 。1220115524503456 7260620注： 為線形觀測點圖5.4 線形監(jiān)控觀測點布置圖山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第13 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案（2）線形監(jiān)控的周期與測量方法連續(xù)箱梁掛籃懸臂澆注每一個箱梁塊可分為掛籃前移并定位立模、主梁混凝土澆筑一半、澆筑全部混凝土和預(yù)應(yīng)力張拉四個階段，在每一個階段均需對施工箱梁上的監(jiān)控點進行觀測。觀測方法采用精密幾何水準(zhǔn)測量法。首先利用距離較近的高等級水準(zhǔn)點與兩墩上的0號點組成附和水準(zhǔn)路線進行觀測，目的是使兩墩上的0號基準(zhǔn)點保持統(tǒng)一的高程系統(tǒng)且具有較高的精度；然后再利用各自墩上的0號點與各塊觀測點組成閉和水準(zhǔn)路線進行觀測。日常進行的測量是各塊觀測點撓度觀測，考慮0號點在各自墩上受橋重力影響，因此每隔一段時間（兩周）應(yīng)進行一次0號基準(zhǔn)點的復(fù)測，并對0號點高程進行修正。在實際測量中，每天即使是同一工況，受外界日照影響，箱梁頂面和箱體內(nèi)部存在溫差，致使箱梁呈現(xiàn)下?lián)希ò滋焱饨鐪囟雀撸潴w內(nèi)部低）或上撓（晚上外界溫度降的快，箱體內(nèi)部散熱慢，溫度高）。為避免這種影響，選擇合適的觀測時間段尤為必要，因此各種工況觀測前應(yīng)進行一次24小時撓度跟蹤測量，以便尋找在某一溫度下，撓度變形最小。根據(jù)施工測量經(jīng)驗，每天凌晨3：00—7：00左右梁體溫差最小，撓度變形最小，基本處于穩(wěn)定階段，因此固定這段觀測時間，溫度的影響也就降到最小。掛籃前移并定位立模測量，由于掛籃自身重量和懸臂長度作用，使箱梁出現(xiàn)下?lián)?，考慮下?lián)系男熳冃魏褪┕し奖?，一般?yīng)在掛籃前移3小時后進行測量。節(jié)段主梁混凝土澆筑一半后，懸臂箱梁受重力影響出現(xiàn)下?lián)献冃?，相對來說與理論值相差不大。節(jié)段主梁混凝土全部澆注后，懸臂箱梁受重力影響呈下?lián)献冃?，除墩身附近實測值與理論值相差較大一些外，遠離墩身處吻合較好。預(yù)應(yīng)力張拉后，對0號塊產(chǎn)生向下壓力，而對梁端則呈現(xiàn)上撓現(xiàn)象?？紤]箱梁受力后上撓的徐變性，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力張拉3小時后再進行測量。主橋箱梁應(yīng)力測量（1）監(jiān)測內(nèi)容及目的箱梁控制截面應(yīng)力監(jiān)測包括箱梁控制截面混凝土正應(yīng)力、主應(yīng)力檢測兩個方面的內(nèi)容。通過對箱梁控制截面混凝土正應(yīng)力的監(jiān)測， 可以觀察施工過程中的箱梁截面混凝土正應(yīng)力是否在設(shè)計要求范圍內(nèi)；觀察預(yù)應(yīng)力鋼束張拉、錨固、恒載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等荷載作用下的箱梁混凝土正應(yīng)力變化情況等。 對箱梁混凝土主應(yīng)力監(jiān)測，可以了解橋梁合攏建成后主應(yīng)力是否在設(shè)計要求的范圍內(nèi)。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第14 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案（2）檢測方案①控制截面正應(yīng)力Ⅰ、懸臂根部截面正應(yīng)力監(jiān)測本橋在懸臂施工階段，主梁最不利截面為懸臂根部截面，支點截面、中跨跨中、 1/4跨，邊跨最不利截面，選取其進行正應(yīng)力監(jiān)測。懸臂根部現(xiàn)場埋設(shè)監(jiān)測的應(yīng)力、應(yīng)變元件，全橋共10個觀測截面埋設(shè)內(nèi)埋式鋼弦應(yīng)變計 68個。根據(jù)需要，在開始的2個懸灌施工段施工中與每個施工段懸灌后和預(yù)應(yīng)力張拉后個進行一次觀測，從3、3＇施工段起，在各施工段完成、掛籃前移到位后進行一次觀測，即時提供檢測數(shù)據(jù)。Ⅱ、主橋合攏橋梁應(yīng)力狀態(tài)實際變化監(jiān)測在合攏后，除懸臂根部截面外，跨中合攏截面也是最不利截面，此時主梁根部截面和跨中截面均為監(jiān)測控制斷面。 因此合攏前后結(jié)構(gòu)由施工雙懸臂體系經(jīng) 3次體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁體系，其應(yīng)力狀態(tài)變化復(fù)雜。且隨著混凝土收縮、徐變的完成及內(nèi)應(yīng)力的調(diào)整，全橋的應(yīng)力、線形均有一定程度的變化；通過施工監(jiān)測掌握這種變化是了解成橋應(yīng)力、線形情況的需要。最后一次測量是在成橋試驗前。此時大致是在全橋合攏后 3個月，施工控制目標(biāo)高程達到時。②箱梁混凝土主應(yīng)力連續(xù)橋主梁箱梁混凝土主應(yīng)力，選取在邊跨進行測試，具體位置有待與設(shè)計等方面協(xié)商（一般的講，最不利位置在靠近橋墩側(cè)1/4L截面附近0彎矩截面位置的箱梁內(nèi)外側(cè)腹板的中性軸處）。因此選取其進行主應(yīng)力監(jiān)測。2）施工傾覆力矩監(jiān)測施工中主梁雙懸臂梁體的幾何尺寸、比重、施工荷載等施工過程的隨機差異不可避免地出現(xiàn)，T構(gòu)梁懸臂重量不平衡并導(dǎo)致影響結(jié)構(gòu)安全性的傾覆力矩，這種傾覆力矩在施工合攏前的幾個施工段時尤其令人擔(dān)心。施工規(guī)范對此進行了明確規(guī)定。傾覆力矩監(jiān)測是保證結(jié)構(gòu)體系安全的需要。通過在空心墩頂設(shè)置應(yīng)力觀測截面，監(jiān)測每個施工段懸灌后的截面應(yīng)力變化，并于 6、6＇施工段后報告每施工段懸灌后傾覆力矩監(jiān)測值。在傾覆力矩即將達到報警線時予以報警。并及時與設(shè)計單位、施工單位聯(lián)系以采取調(diào)整措施，以控制和消除傾覆力矩，確保施工結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量。在穩(wěn)定性復(fù)算中已經(jīng)考慮了設(shè)計允許最大偏差時的穩(wěn)定性。3）測試斷面及測點布置山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第15 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案①箱梁正應(yīng)力測試箱梁正應(yīng)力測試斷面布置在懸臂施工各“T”的懸臂根部和跨中及1/4截面，具體布置如圖5.5、5.6、5.7所示。②箱梁主應(yīng)力測試在測試截面的箱梁中性軸處各布設(shè)一個應(yīng)變花以測試其在不同工況下的主應(yīng)力變化。③主梁變形測試施工監(jiān)控使用的測量測點可同時考慮箱梁撓度觀測和箱梁軸線觀測的需要， 一般在箱梁各梁段前端布置。每一組（每個梁段）設(shè)置 5個測點，其順橋向布置在距懸臂施工的梁段前端 15cm，橫橋向布置在箱梁梁體中線處及兩個腹板的外緣。1 2 3 4 56 7 8 9 101 2 3 4 56 7 8 9 10圖5.5 箱梁應(yīng)力測試斷面布置圖123.14.1343.24.23.34.356注：為應(yīng)力觀測點圖5.6 4、7斷面箱梁應(yīng)力測試點布置圖山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第16 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案1 23 45 6注： 為應(yīng)力觀測點圖5.7 其它斷面箱梁應(yīng)力測試點布置圖溫度測量溫度的影響總體上可分為兩種， 一是晝夜溫差，二是季節(jié)溫差。前者是指太陽每日的起落對橋梁各部位的日照變化對梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生伸縮變形影響， 后者則是由于長期的晝夜變化， 使梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生基本均勻的伸長、縮短等。溫度變化，特別是日照溫差的變化，對主梁撓度的影響尤為顯著。溫度測量可以提供梁各測溫斷面溫度短期變化曲線和季節(jié)性溫差曲線，為各測試數(shù)據(jù)的控制分析提供由于溫度影響而導(dǎo)致的修正量。將一天中溫度變化較小的早晨作為控制所需實測數(shù)據(jù)的采集時間。主梁的溫度測試截面與應(yīng)力測試截面相同， 以便于計算分析。主梁的溫度場測試在一年中1月份和7月份的某幾天進行，其中每天分幾個時間段進行測量，以取得全年最低氣溫和最高氣溫時溫度場的分布。為了便于施工測試資料的分析，應(yīng)測量出具有代表性的某一天或幾天24小時內(nèi)結(jié)構(gòu)溫度變化情況結(jié)合主梁線形測量結(jié)果，總結(jié)出結(jié)構(gòu)日照溫差變形規(guī)律。溫度測試主要選取圖5.6中的2-2、3-3、5-5、6-6、8-8、9-9斷面，每個測試斷面布置8個測點，共安裝溫度傳感器48個，控制截面上的測點布置情況如圖5.8所示。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第17 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案1 2 34 56 87注：為溫度觀測點圖5.8 箱梁溫度測試點布置圖5.4施工監(jiān)控測試工況根據(jù)大橋現(xiàn)場監(jiān)測的特點，現(xiàn)場監(jiān)測的信息管理任務(wù)繁重，必須保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及時，滿足結(jié)構(gòu)分析、預(yù)報、判斷的現(xiàn)場要求。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測特點，監(jiān)測的具體流程根據(jù)施工階段及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的劃分，按表5.1所列測試工況進行：施工監(jiān)控測試工況表5.1序號施工狀態(tài)監(jiān)控內(nèi)容1橋墩施工過程中變位、應(yīng)力2澆筑混凝土前變位、應(yīng)力3張拉縱向預(yù)應(yīng)力前、后變位、應(yīng)力4合攏段施工前、后變位、應(yīng)力5體系轉(zhuǎn)換前、后變位、應(yīng)力6橋面系鋪裝前、后變位、應(yīng)力7其他重要工況變位、應(yīng)力每個周期中有關(guān)施工控制的具體步驟如下：①澆注混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力前，測量所有已施工結(jié)構(gòu)上的高程測點，經(jīng)監(jiān)理簽認后報施工監(jiān)控小組，監(jiān)控小組用監(jiān)測儀監(jiān)測主要截面的混凝土應(yīng)力分布；②施工控制小組分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的結(jié)論；山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第18 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案③澆注完混凝土，張拉預(yù)應(yīng)力后第二天測量所有已施工結(jié)構(gòu)上的測點標(biāo)高， 經(jīng)監(jiān)理簽認后提供施工控制小組；控制小組用振弦應(yīng)變儀測控制截面的混凝土應(yīng)力分布；④按《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》檢查斷面尺寸， 經(jīng)監(jiān)理簽認后提供給施工控制小組并向施工控制小組提供混凝土等材料超重的情況。6．施工控制的精度、原則與總體要求6.1控制精度和原則1、 施工安裝精度要求對于連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑梁段的允許偏差和檢測方法原則見表 6.1—表6.3。連續(xù)剛構(gòu)懸臂澆筑梁段的允許偏差和檢測方法表6.1序號項目允許偏差(mm)檢驗方法1懸臂梁段頂面高程+15-52合龍前兩懸臂端相對高差合龍段長的1/100，且不大于15mm測量檢查3梁段軸線偏位154相鄰梁段錯臺5主墩質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表6.2項次檢查項目允許偏差備注1混凝土強度合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)（Ma）2軸線偏位10mm3傾斜度1/3000墩高且不大于20mm4墩頂高程±20mm預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表6.3項次檢查項目允許偏差備注1有效預(yù)應(yīng)力誤差（-5%，+5%）2同斷面各束錨下有效預(yù)應(yīng)力偏差（-2%，+2%）2、 成橋狀態(tài)施工控制達到的誤差目標(biāo)成橋后橋面應(yīng)平順，橋面軸線中心偏位： 10mm；橋長偏差+30mm，-100mm；橋頭高程銜接±3mm，主橋高程L≤200m時為±20mm，L＞200m時為L/10000mm，同跨對稱點高程差：L≤200m時為±20mm，L＞200m時為L/10000mm。3、 應(yīng)力控制水平主梁應(yīng)力：各個施工過程軸向 +彎曲應(yīng)力值與理論值的偏差不應(yīng)超過上限值。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第19 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案4、 監(jiān)控參數(shù)誤差限值在實際施工中，由于各種因素的影響，控制參數(shù)實測值與理論值會產(chǎn)生差異，通過有效的監(jiān)控，這種差異不會很大， 但考慮到某些非確定性因素的影響， 確定差值的上限，對保證全橋結(jié)構(gòu)安全、控制效果及監(jiān)控的順利進行是十分必要的。監(jiān)控參數(shù)及其在各個施工階段差值限值可按表 6.4取用。監(jiān)控參數(shù)誤差限值表表6.4結(jié)構(gòu)部位控制參數(shù)單位上限控制截面應(yīng)力MPa±1.5梁段高程mm±20主梁同一斷面左右兩點高差mm±20軸線偏差mm±10縱向位移mm±20水平變位mm±30主墩高程mm±20控制截面正應(yīng)力MPa±1.56.2實施中的總體要求1、嚴(yán)格控制施工臨時荷載。測試時橋面吊車必須開至 0#梁段位置，材料堆放要求定點、定量。2、測量工作由施工方和監(jiān)控方平行進行，以便于在現(xiàn)場及時校對，同時由監(jiān)理方進行監(jiān)測。3、所有觀測記錄須注明工況（施工狀態(tài)） 、日期、時間、天氣、氣溫、橋面特殊施工荷載和其他突變因素。4、每一施工工況完成后，由有關(guān)方進行測試，確認測量結(jié)果無誤后方可進行下一工況的施工。5、測試工作必須回避日照溫差的影響。6、每個梁段各施工工況結(jié)束之后，有關(guān)方把數(shù)據(jù)匯總至監(jiān)控方，由監(jiān)控方進行數(shù)據(jù)分析后，下達下一梁段的控制指令表。7、控制指令表經(jīng)有關(guān)方簽認后方可執(zhí)行，才能進行下一梁段的施工。山東廣信工程試驗檢測集團有限公司 第20 頁 共26 頁滬通長江大橋工程陸域鐵路南引橋（ 60+100+60）m連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控方案7．施工監(jiān)控數(shù)據(jù)管理程序1）收集現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)為監(jiān)控的主要內(nèi)容，要求測試數(shù)據(jù)務(wù)必準(zhǔn)確，切實反映結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，因此對測試數(shù)