支架法現(xiàn)澆混凝土拱橋施工監(jiān)測(cè)方案一、編制依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T3650-2020《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2017《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》GB50026-2020《結(jié)構(gòu)混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50152-2018《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ166-2016項(xiàng)目支架法現(xiàn)澆混凝土拱橋設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告、施工組織設(shè)計(jì)《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》（國(guó)務(wù)院令第279號(hào)）二、施工監(jiān)測(cè)與控制目的確保全橋施工完成后，主拱結(jié)構(gòu)線形、橋面系線形符合設(shè)計(jì)理想線形，主拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力（應(yīng)力）分布與設(shè)計(jì)理想內(nèi)力狀態(tài)一致，避免因施工偏差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力異常。主拱圈澆筑及成型過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工支架內(nèi)力與變形，保障支架受力安全（應(yīng)力不超過(guò)材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%）、變形合理（沉降量≤設(shè)計(jì)允許值），防止支架坍塌或過(guò)度變形影響主拱圈質(zhì)量。全橋上部結(jié)構(gòu)施工期間，通過(guò)監(jiān)測(cè)主拱結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形，及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)實(shí)際受力行為，預(yù)判施工風(fēng)險(xiǎn)（如應(yīng)力超限、變形異常），為施工方案調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐，確保大橋安全順利建成。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值對(duì)比，識(shí)別主拱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)（如抗彎剛度、抗壓剛度）真實(shí)值，修正計(jì)算模型，為同類橋梁設(shè)計(jì)與施工積累經(jīng)驗(yàn)，提升技術(shù)管控水平。三、施工控制內(nèi)容（一）主拱圈澆筑階段支架受力分析結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地形、支架類型（軍用墩、萬(wàn)能桿件、碗口支架）及主拱圈設(shè)計(jì)參數(shù)，采用MidasCivil有限元軟件建立支架-主拱圈組合模型，分析不同澆筑順序（分段對(duì)稱澆筑、全斷面分層澆筑）下支架內(nèi)力分布，確定最優(yōu)澆筑方案：分段長(zhǎng)度：按主拱跨徑1/8-1/12劃分，跨徑L=50m時(shí)，分段長(zhǎng)度5-6m，避免單段澆筑重量過(guò)大導(dǎo)致支架局部應(yīng)力超限；分層高度：每層澆筑厚度≤300mm，分層間隔時(shí)間≥混凝土初凝時(shí)間（一般≥6h），確保下層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后再澆筑上層，減少支架累計(jì)變形。計(jì)算各澆筑階段支架關(guān)鍵桿件（軍用梁弦桿、萬(wàn)能桿件節(jié)點(diǎn)、碗口支架立桿）內(nèi)力值，明確控制應(yīng)力限值（Q235鋼桿件應(yīng)力≤160MPa，碗口支架立桿應(yīng)力≤120MPa），施工中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超限時(shí)立即暫停澆筑，調(diào)整澆筑順序或加固支架?？紤]混凝土收縮徐變（按GB50010-2010要求，收縮終極值≤4.0×10??，徐變系數(shù)終極值≤2.0）、環(huán)境溫度（溫度變化±5℃時(shí)，計(jì)算支架熱脹冷縮變形）及臨時(shí)荷載（施工人員、機(jī)械設(shè)備重量按2.5kN/m2計(jì)）對(duì)支架受力的影響，優(yōu)化模型參數(shù)，提高分析精度。（二）支架卸落程序確定采用“仿真模擬+現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證”方式確定卸落程序：有限元模擬：按“從跨中向拱腳對(duì)稱卸落、分級(jí)同步卸落”原則，劃分3-5級(jí)卸落荷載（每級(jí)卸落量≤總卸落量1/5），計(jì)算每級(jí)卸落后主拱圈內(nèi)力（彎矩、軸力）及位移，確保主拱圈應(yīng)力不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%（C50混凝土壓應(yīng)力≤20MPa），位移變化均勻（每級(jí)位移≤5mm）；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)：在拱頂區(qū)段選取10m范圍支架進(jìn)行卸落試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)卸落過(guò)程中支架反力變化及主拱圈變形，驗(yàn)證模擬結(jié)果，調(diào)整卸落分級(jí)參數(shù)。明確卸落設(shè)備選型與操作要求：軍用墩、萬(wàn)能桿件支架采用砂筒卸落，砂筒直徑≥150mm，砂料選用干燥中砂（含泥量≤3%），單砂筒承載能力≥2倍計(jì)算荷載；碗口支架采用可調(diào)頂托卸落，頂托調(diào)節(jié)量每級(jí)≤10mm，操作時(shí)對(duì)稱同步進(jìn)行，每級(jí)卸落后靜置30min，監(jiān)測(cè)主拱圈變形穩(wěn)定后再進(jìn)行下一級(jí)卸落。（三）拱上建筑施工階段結(jié)構(gòu)分析按拱上建筑施工順序（立柱→蓋梁→橋面鋪裝），分階段建立主拱-拱上結(jié)構(gòu)組合模型，計(jì)算各階段主拱控制截面（拱腳、L/8、L/4、3L/8、拱頂）內(nèi)力與位移，復(fù)核與設(shè)計(jì)值偏差（內(nèi)力偏差≤10%，位移偏差≤15%），偏差超限時(shí)分析原因（如支架卸落殘留變形、混凝土強(qiáng)度不足），制定調(diào)整措施（如增設(shè)臨時(shí)支撐、放緩施工進(jìn)度）。確定預(yù)拱度設(shè)置值：預(yù)拱度=恒載引起的主拱變形+活載引起的主拱變形+支架彈性變形+混凝土收縮徐變變形，其中恒載變形按主拱圈自重計(jì)算，活載變形按公路-Ⅰ級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，支架彈性變形通過(guò)預(yù)壓試驗(yàn)測(cè)定，確保成橋后主拱線形符合設(shè)計(jì)要求（豎向線形偏差≤L/1000，L為主拱跨徑）。施工中每完成一個(gè)拱上結(jié)構(gòu)單元（如1跨立柱蓋梁），復(fù)核主拱實(shí)際位移與內(nèi)力，對(duì)比理論值，修正后續(xù)施工階段計(jì)算參數(shù)，預(yù)測(cè)下階段結(jié)構(gòu)行為，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)控制、實(shí)時(shí)調(diào)整”。（四）誤差分析與參數(shù)識(shí)別誤差來(lái)源分類與分析：測(cè)量誤差：全站儀測(cè)距誤差≤2mm+2ppm，水準(zhǔn)儀高程誤差≤2mm/1km，通過(guò)多次復(fù)測(cè)（同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)復(fù)測(cè)3次，取平均值）減小誤差；材料參數(shù)誤差：混凝土彈性模量實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值偏差（設(shè)計(jì)值E=3.45×10?MPa，實(shí)測(cè)值偏差≤±5%），通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試塊試驗(yàn)（每50m3混凝土制作1組彈性模量試塊）修正；施工誤差：支架搭設(shè)垂直度偏差（≤1%）、主拱圈澆筑厚度偏差（±10mm），通過(guò)過(guò)程管控（支架驗(yàn)收、澆筑厚度檢測(cè)）降低影響。結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析：采用控制變量法，分析主拱抗彎剛度（EI）、抗壓剛度（EA）及混凝土收縮徐變參數(shù)變化對(duì)主拱內(nèi)力與位移的影響程度，確定敏感參數(shù)（EI變化10%時(shí)，主拱彎矩變化≥8%），重點(diǎn)監(jiān)測(cè)與識(shí)別?；谧钚《朔ń?shí)測(cè)值與理論值誤差方程，通過(guò)Matlab軟件進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，確定主拱真實(shí)剛度值（如EI真實(shí)值=1.05×EI設(shè)計(jì)值），修正計(jì)算模型，使理論值與實(shí)測(cè)值偏差≤5%。（五）合攏段施工方案優(yōu)化監(jiān)測(cè)合攏前主拱圈線形（拱頂標(biāo)高偏差≤20mm）、溫度分布（主拱圈上下緣溫差≤10℃）及應(yīng)力狀態(tài)，若線形偏差超限時(shí)，采用“壓重調(diào)整+頂推微調(diào)”方式修正：壓重：在拱腳或L/4截面加載沙袋（每袋重量50kg），加載量按偏差值1.2倍計(jì)算，逐步加載至線形達(dá)標(biāo)；頂推：在合攏口兩側(cè)設(shè)置千斤頂（額定頂推力≥1000kN），分級(jí)頂推（每級(jí)頂推力≤200kN），頂推過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主拱應(yīng)力，避免局部應(yīng)力超限。確定合攏溫度窗口（設(shè)計(jì)合攏溫度±3℃，一般選取夜間22:00-次日6:00，溫度變化≤2℃/h），合攏段混凝土澆筑前1h測(cè)量溫度，符合要求后快速澆筑（澆筑時(shí)間≤3h），并覆蓋保溫被養(yǎng)護(hù)，減少溫度應(yīng)力導(dǎo)致的合攏段裂縫。四、施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容（一）主拱結(jié)構(gòu)線形及位移監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：拱腳：每個(gè)拱腳設(shè)置2個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（沿順橋向、橫橋向）和1個(gè)豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用Φ20mm不銹鋼預(yù)埋件，埋入拱腳混凝土深度≥100mm；主拱圈控制截面（L/8、L/4、3L/8、拱頂）：每個(gè)截面設(shè)置3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（左半幅、右半幅、中線），采用全站儀棱鏡（帶強(qiáng)制對(duì)中裝置），棱鏡底部與主拱圈鋼筋焊接固定，確保穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)方法與頻率：豎向位移：采用DS05級(jí)水準(zhǔn)儀，按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度（往返較差≤4√Lmm，L為測(cè)段長(zhǎng)度km），每完成1個(gè)澆筑階段或卸落階段監(jiān)測(cè)1次；水平位移：采用LeicaTS60全站儀（精度2″），按邊角網(wǎng)測(cè)量方法，每3天監(jiān)測(cè)1次，合攏前1周加密至每天1次；測(cè)量時(shí)間：嚴(yán)格在早晨日出前2小時(shí)內(nèi)完成（6:00-8:00），避免溫度變化導(dǎo)致主拱圈變形影響測(cè)量精度，每次測(cè)量記錄大氣溫度（精確至0.5℃）。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理：豎向位移：計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量，拱頂沉降量≤L/500（L=50m時(shí)，≤100mm），相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降差≤5mm；水平位移：順橋向位移≤20mm，橫橋向位移≤10mm，超限時(shí)分析原因（如拱座基礎(chǔ)沉降、支架偏移），采取加固措施（如拱座注漿加固、支架增設(shè)攬風(fēng)繩）。（二）主拱結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：在主拱圈拱腳、L/8、L/4、3L/8、拱頂截面各布設(shè)4個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)（截面上下緣、左右側(cè)），采用埋入式混凝土絕對(duì)應(yīng)力計(jì)（精度±0.1MPa，量程0-50MPa），澆筑時(shí)與主拱圈鋼筋固定，確保應(yīng)力計(jì)軸線與主拱受力方向一致（壓應(yīng)力計(jì)軸線沿主拱切線方向，拉應(yīng)力計(jì)軸線垂直切線方向）。監(jiān)測(cè)方法與頻率：采用頻率儀采集應(yīng)力計(jì)讀數(shù)，換算應(yīng)力值（按應(yīng)力計(jì)標(biāo)定曲線，頻率變化1Hz對(duì)應(yīng)應(yīng)力變化0.2MPa）；澆筑階段：每澆筑1層監(jiān)測(cè)1次；卸落階段：每級(jí)卸落后監(jiān)測(cè)1次；拱上建筑施工階段：每完成1跨監(jiān)測(cè)1次；合攏后1個(gè)月內(nèi)每周監(jiān)測(cè)1次，之后每月監(jiān)測(cè)1次。應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)：混凝土壓應(yīng)力：C50主拱圈施工階段壓應(yīng)力≤22MPa（設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%），成橋后壓應(yīng)力≤25MPa（設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%）；混凝土拉應(yīng)力：施工階段拉應(yīng)力≤1.5MPa（設(shè)置普通鋼筋時(shí)），嚴(yán)禁出現(xiàn)裂縫（用裂縫寬度儀檢測(cè)，裂縫寬度≤0.15mm）；溫度修正：根據(jù)主拱圈溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（采用熱電偶溫度計(jì)，每截面布設(shè)3個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)），修正溫度應(yīng)力（溫度每變化1℃，C50混凝土應(yīng)力變化0.015MPa），確保監(jiān)測(cè)應(yīng)力為真實(shí)受力應(yīng)力。（三）施工支架應(yīng)力監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：軍用墩、軍用梁：在拱頂區(qū)段軍用梁弦桿、腹桿及軍用墩立柱各布設(shè)3-5個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用粘貼式鋼弦式應(yīng)力計(jì)（精度±0.5MPa，量程0-300MPa）；萬(wàn)能桿件：在拱腳區(qū)段萬(wàn)能桿件節(jié)點(diǎn)、橫桿、豎桿各布設(shè)2-3個(gè)應(yīng)力點(diǎn)，采用應(yīng)變片（BF120-3AA型，靈敏系數(shù)2.10±0.02）；碗口支架：在L/4區(qū)段最高碗口支架（高度10.8m）立桿、橫桿各布設(shè)2個(gè)應(yīng)力點(diǎn)，采用無(wú)線應(yīng)變傳感器（采樣頻率1Hz，傳輸距離≥100m）。監(jiān)測(cè)方法與頻率：采用靜態(tài)應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù)，澆筑前測(cè)取初始讀數(shù)，澆筑過(guò)程中每30分鐘監(jiān)測(cè)1次，支架卸落時(shí)每級(jí)卸落后監(jiān)測(cè)1次；計(jì)算支架桿件實(shí)際應(yīng)力，Q235鋼桿件應(yīng)力≤160MPa，碗口支架立桿應(yīng)力≤120MPa，超限時(shí)立即停止作業(yè)，采取加固措施（如增加斜撐、更換高強(qiáng)桿件）。（四）專項(xiàng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)混凝土收縮試驗(yàn)：按主拱圈混凝土配合比制作100mm×100mm×500mm收縮試塊（每組3塊），采用混凝土收縮儀（精度±0.01mm），在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20±2℃，濕度95%）下，從成型后1d、3d、7d、14d、28d、60d、90d監(jiān)測(cè)收縮值，繪制收縮曲線，確定收縮終極值，修正計(jì)算模型中收縮參數(shù)。支架預(yù)壓荷載試驗(yàn)：碗口支架平臺(tái)試壓：選取L/4區(qū)段10m×10m支架平臺(tái)，按設(shè)計(jì)荷載1.2倍（含主拱圈自重、施工荷載）分級(jí)加載（每級(jí)加載量20%，持荷1h），采用水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)支架沉降（每級(jí)加載后測(cè)讀3次，沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)≤0.1mm/h），確定支架彈性變形（一般≤L/10000）及殘余變形（≤彈性變形10%）；拱頂區(qū)段支架試壓：對(duì)軍用墩-軍用梁組合支架，按拱頂段主拱圈重量1.1倍加載（沙袋均布堆放），監(jiān)測(cè)支架關(guān)鍵桿件應(yīng)力及整體沉降，驗(yàn)證支架承載能力（安全系數(shù)≥1.2）及穩(wěn)定性（側(cè)向位移≤5mm），不合格時(shí)加固支架（如增設(shè)橫向聯(lián)系）。五、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理與反饋建立“實(shí)時(shí)采集-數(shù)據(jù)處理-分析反饋-方案調(diào)整”閉環(huán)管理機(jī)制：數(shù)據(jù)采集：采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（如無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)），實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至項(xiàng)目部監(jiān)控中心，異常數(shù)據(jù)（超限時(shí)）自動(dòng)報(bào)警（聲光報(bào)警+短信通知）；數(shù)據(jù)處理：每日整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制位移-時(shí)間曲線、應(yīng)力-時(shí)間曲線，對(duì)比理論計(jì)算值，分析偏差原因，形成《每日監(jiān)測(cè)報(bào)告》；反饋調(diào)整：每周召開(kāi)監(jiān)測(cè)分析會(huì)，通報(bào)監(jiān)測(cè)結(jié)果，若出現(xiàn)應(yīng)力超限（超設(shè)計(jì)值10%）或位移異常（單日變化量≥10mm），立即暫停施工，組織專家論證，制定整改措施（如支架加固、調(diào)整澆筑順序），整改完成后復(fù)核監(jiān)測(cè)，合格后方可復(fù)工。監(jiān)測(cè)資料歸檔：施工期間妥善保存監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)、儀器標(biāo)定證書(shū)、監(jiān)測(cè)報(bào)告等資料，竣工后按《公路工程竣工文件編制辦法》整理歸檔，包含監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)臺(tái)賬、分析報(bào)告及整改記錄，保存期限≥工程竣工后5年。六、附則本方案未盡事宜，參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T3650-2020、《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》GB50026-2020等現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，若國(guó)家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更新，本方案相關(guān)要求同步調(diào)整。本方案由項(xiàng)目部技術(shù)部負(fù)責(zé)解釋，施工過(guò)程中