某拱桥施工监控方案.docx
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某拱桥施工监控方案.docx
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某拱桥施工监控方案
拱桥施工监控方案
目 录
1、施工监控项目概况.........................................................................................................3
1.1 主要材料.................................................................................................................3
1.2 设计要点.................................................................................................................3
1.3 技术指标.................................................................................................................4
1.4 拱箱施工方案.........................................................................................................4
2、桥梁监控规范.................................................................................................................5
3、施工监控的目的与意义.................................................................................................5
3.1 施工监控的目的.....................................................................................................5
3.2 监控目标.................................................................................................................5
4、施工监控内容.................................................................................................................5
4.1 结构计算分析.........................................................................................................6
4.2 结构尺寸检查.........................................................................................................6
4.3 主桥结构施工监测.................................................................................................6
4.4 主跨结构设计参数识别.......................................................................................10
4.5 施工控制误差分析...............................................................................................10
4.6 实时跟踪分析.......................................................................................................11
5、施工监控管理系统.......................................................................................................12
5.1 管理系统...............................................................................................................12
5.2 分工职责...............................................................................................................12
5.3 管理系统流程.......................................................................................................13
6、施工监控实施安排.......................................................................................................13
6.1 监控准备工作.......................................................................................................13
6.2 监控进程...............................................................................................................13
拱桥施工监控方案
6.3 软硬件设备清单...................................................................................................13
6.4 技术人员安排.......................................................................................................14
6.5 监控报告...............................................................................................................14
-1-
拱桥施工监控方案
1、施工监控项目概况
大桥为双幅混凝土拱桥。
起点桩号:
K4+839.953,止点桩号:
终点桩号
K5+057.033,全桥长 217.08 米 。
主桥结构为净跨 100 米的钢筋混凝土箱板拱桥,引桥为 13 米简支空心板,桥
跨组合为 4×13m(两路)+100m+3×13m(碾子湾)。
桥梁宽度:
单幅桥:
4.0m 人行道
+14.0m 车行道+1.0m 绿化带=19m;两幅桥间距 3m,全桥宽 41m。
1.1 主要材料
1) 混凝土:
预制拱箱、横隔板、接头、填缝、现浇顶板及肋间横系梁均采用
C40。
拱座、桥墩、盖梁、挡块、垫石、拱上立柱、拱上立柱盖梁、横系梁及预制空
心板及台帽采用 C40,栏杆、人行道、搭板采用 C30,主拱台台身、桥墩基础采用
C25,桥台台身及基础采用 C25 片石砼。
2)普通钢筋:
采用符合 R235 级和 HRB335 级钢筋,钢筋直径≥16mm 的钢筋采
用等直螺纹连接,连接区段内的接头率不大于 50%。
3)钢板:
均采用 Q235 钢。
4)伸缩缝:
SSFB-80 型伸缩缝。
5)支座:
主桥拱上立柱上设 140×140×21mm 板式橡胶支座,交接墩主桥向处
设 140×140×23mm 四氟板式橡胶支座;引桥交接墩引桥向和桥台上设
200×150×44mm 四氟板式橡胶支座,一般桥墩上设 200×150×42mm 板式橡胶支座。
四氟板式橡胶支座上设 3mm 不锈钢板。
6)桥面铺装:
6cmC40 细石混凝土嵌缝找平,上铺 8cmSMA 沥青桥面铺装。
7)桥面排水:
采用 ф10cmPVC 排水管。
1.2 设计要点
1)主桥为钢筋混凝土箱形拱桥,净跨径 L0=100m,净矢高
f0=18.18m,f0/L0=1/5.5,拱轴系数 m=1.756。
引桥两路岸为 4 跨 13m 跨预制吊装
简支空心板梁,碾子湾转盘岸为 3 跨 13m 跨预制吊装简支空心板梁,下部结构桥墩
采用每幅四柱式圆形墩,扩大基础,桥台采用重力式“U”型桥台,基础为扩大基础,
主拱台采用实体式。
2) 每幅桥由两个独立的拱圈(拱座连在一起)组成,每个拱圈由 5 个拱箱组成
全桥共 4 个拱圈 20 片拱箱,位于拱圈外侧的两片拱箱为边箱,中间的 3 片为中箱。
每个拱圈拱背总宽度为 8.14m,拱腹总宽度为 8.06m,拱圈总高度 1.9m;其中预制
拱箱边箱拱背宽 1.55m,拱腹宽 1.58m,中箱拱背宽 1.44m,拱腹宽 1.58m,预制拱
箱高 1.8m,另有 10cm 顶板现浇层;预制拱箱顶板厚 10 厘米,底板厚 20 厘米,边
箱的外侧边腹板厚度为 12 厘米,其它腹板为 10 厘米,拱箱横隔板厚 12 厘米。
拱箱
分五段预制,采用无支架缆索吊装。
吊装后只需进行箱段之间的纵横连接和浇筑纵
缝砼及顶板现浇层砼。
主拱圈根据吊装施工和构造上的要求配筋。
3)为了安装方便,将拱箱拱脚段预制长度加长 10cm,所以注意在浇筑拱座时
拱座与拱箱的接触面内嵌 10cm~15 厘米。
5)预制拱箱按拱顶预拱度 0.20m,其它位置预拱度值按拱轴系数降低至
m'=1.543 的拱轴线进行分配。
6) 拱上建筑由拱上立柱、盖梁和纵向布置的桥面板组成。
7)全桥设 4 道伸缩缝,布置在两桥台台口(缝宽 6cm)和交接墩位置(缝宽
6cm),均采用 SSFB-80 型型钢伸缩缝。
8) 拱箱边箱拱段最大吊装重量为 51t,中箱拱段最大吊装重量为 48t。
9)单肋合拢时计算得到的拱肋横向稳定系数为 10.3,大于规范规定的 4~5,
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拱桥施工监控方案
所以可以采用单基肋合拢施工方式。
10)、两岸桥台采用重力式“U”型桥台,基础采用扩大基础。
考虑桥台与道路
相接,将桥台总宽度为 58 米,取消桥上横向的 3 米间距。
该桥台较宽,在两幅桥台
相接处及单幅桥的中心处各设一道 2 厘米的变形缝,共 3 道。
1.3 技术指标:
1)设计基准期:
100 年。
2)设计荷载:
公路-I 级,人群荷载 2.875kN/m2 。
3)桥梁宽度:
单幅桥:
4.0m 人行道+14.00m 车行道+1.0m 绿化带=19m。
两幅桥
间距 3m,全桥宽 41m。
4)竖曲线:
该桥无竖曲线,纵坡 i=-1.2%。
5)平曲线:
全桥位于直线段。
6)桥面横坡:
单幅桥单向横坡 1.5%。
7)抗震设防烈度:
VII 度
1.4 拱箱施工方案
加快施工进度,设计采用两组主索左右半桥同时安装。
因主拱座置于中风化完
整基岩上,能承受较大的推力,为施工方便(减少来回移索次数),不考虑半幅桥拱
圈完全对称安装。
安装按图2中节段编号由小到大的顺序进行,左右半幅桥编号相同
节段可同时安装,也可先后进行,但左右半幅桥的安装进度应不超过一片单肋,以
使索塔受力与设计计算基本一致,确保施工安全。
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42
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主锚碇轴线
(左半幅轴线)
桥 轴 线
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主锚碇轴线
(右半幅轴线)
P4P5
跳蹬河
两路岸 图 2:
拱箱吊装顺序示意图 碾子湾岸
全桥共 4 个拱圈,每个拱圈共 5 片拱肋,每个拱圈的第 1 片单肋合拢调整好拱
肋轴线和标高后,拧紧接头螺栓,吊、扣索松而不解(保持 10~20%左右索力),
收紧拱肋浪风,并进行拱肋纵向接头焊接;接头焊接完成后,解除起吊索,暂时保
留扣索。
再进行第二片肋的吊装,解除第一片肋的扣索并利用其进行扣挂,合拢调
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拱桥施工监控方案
整好拱肋轴线和标高后,拧紧接头螺栓,吊、扣索松而不解 (保持 10~20%左右索
力),收紧拱肋浪风,并进行已安装完成的第二片肋纵向接头及与第一片肋的横向连
接接头的焊接;焊接完成后,才能解除吊、扣索。
但每个拱圈双肋合拢,纵横向接
头焊接完成后,可解除吊、扣索用于后续拱肋的安装,但必须保留两肋风缆索。
然
后安装第三片拱肋,第三片拱肋和该拱圈的第 4、5 片拱肋的安装皆可不设置风缆,
利用倒链葫芦和木契块连接于已安装拱肋上来保证横向稳定和调整横轴线。
每个拱圈的 5 片拱肋安装完毕,纵横向焊接全部完成后,解除扣索和该拱圈的
全部风缆索,该拱圈拱肋安装完毕。
最后浇注纵横接头及顶板现浇层混凝土,整体
化拱圈。
2、桥梁监控规范
本次桥梁监控参考以下规范。
1) 《XX大桥施工图设计文件》。
2) 《XX大桥拱箱悬索吊装方案设计图》。
3) 《XX大桥拱箱吊装施工技术方案》
4) 《城市桥梁养护技术规范》(CJJ99-2003)
3、施工监控的目的与意义
XXX 大桥主拱结构分五段预制,采用无支架缆索吊装。
大跨径桥梁施工阶段的
应力和变形是非常复杂的,设计阶段的理论分析和模拟计算不可能完全反映工程实
际的施工受力状态,因为材料参数、环境因素和施工误差是事先难以预测的,因此
对桥梁施工各个阶段进行全过程监控是十分必要的。
3.1 施工监控的目的
桥梁施工监控的目的和意义就是保证施工过程中结构的安全性、桥梁分段顺利
合拢、桥梁成桥受力状态及合拢后桥面线形良好。
1)根据施工检测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算,并在施工过程中
根据施工监测的成果对误差进行分析、预测,从而通过对施工方案进行调整,以此
来保证施工沿着预定轨道进行。
2)无论是挠度观测值还是截面应变观测值中都包含温度不均匀产生的影响。
因此,能过对关键截面的温度梯度分布进行监测,消除系统误差的影响。
3)采用挠度和应力双控参数对整个施工过程进行检测,能够有效地实现施工
控制,使结构的外观形状和内力均符合设计、施工规程的要求。
保证大桥顺利合拢
及运营后结构内力和线形良好,同时为以后同类型桥梁的结构行为研究提供指导。
3.2 监控目标
桥梁施工监控的目标,就是根据施工检测所得的结构参数真实值进行施工阶
段计算,根据施工监测的成果对误差进行分析、预测,以此来保证施工沿着预定轨
道进行,从而保证主梁合拢后桥面线形和结构内力符合设计要求,保证施工过程中
结构的安全性、桥梁顺利合拢、桥梁成桥受力状态及合拢后桥面线形良好。
然而,
由于实际施工过程中各种条件的变化,结构在成桥时桥梁的内力和线形和设计总存
在一定的误差。
根据以往的该类桥型施工监控经验,在保证结构施工和营运内力安
全的前提下,结构在成桥状态的线形与设计相比,高程线型最大偏差≤2cm。
桥轴线
偏差<1cm;横向扭转<1cm。
4、施工监控内容
桥梁的施工控制是一个预告——量测——识别——修正——预告的循环过程。
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拱桥施工监控方案
在闭环反馈控制基础上,再加上一个系统辨识过程,整个控制系统就成为自适应控
制系统。
切实有效的施工控制方案必须建立一套科学、合理、系统的控制流程,需
根据桥梁的特点,确定施工控制流程。
施工控制的要求首先是确保施工中结构的安
全,其次是保证结构的内力合理和线形平顺。
为了达到上述目的,施工过程中必须
对桥梁结构内力和主梁标高进行双控。
由于桥梁在施工过程中,已成结构的几何状态是无法事后调整的,所以施工控
制主要采用事前预测和事中控制法,主要体现在施工控制结构仿真分析、施工监测
(包括结构变形与应力监测)、施工误差分析与后续施工状态预测、梁段模标高调整
等几个方面。
4.1 结构计算分析
结构分析是结构施工控制的主要工作内容之一,该项工作根据施工过程与成桥
运营情况来完成各施工状态及成桥后的内力与位移计算,进而确定出结构各施工阶
段的内力与位移理论值。
计算可考虑施工的进程、时间、相应状态临时荷载、环境
温度、截面的变化、结构变化、混凝土的收缩与徐变、预加应力等因素。
可确定预
测下一施工状态及施工成桥状态的内力与位移。
结构施工过程结构分析采用倒退分
析与前进分析两种方法。
结构施工过程结构行为分析采用非线性有限元法。
该项分
析包括如下几项内容:
1) 桥梁结构的检算复核:
复核结构初始状态的预拱度;确定各施工理想状态的
内力与位移;
2) 通过比较确定出结构最大内力与位移的相应状态;
3) 施工过程中的稳定性计算:
确定最不利状态,提出相应的抗失稳措施;
4) 给出有关施工的建议。
本桥梁整个施工过程划分为主墩浇筑施工、主肋预制吊装、主拱合拢施工、拱
上建筑施工、桥面二期恒载施工等主要的阶段,施工控制应在施工前依据设计图纸
和初步施工方案对结构进行初步的结构整体应力验算和理想状态分析。
在实际的施工过程中,则按照具体的施工方案,考虑施工机具荷载变化、临时
材料堆放荷载、结构温度变化、节段施工尺寸偏差等影响,根据混凝土弹模、容重
测试的结果以及结构实测几何变位资料,对计算模型进行修正,逐工况进行前进分
析计算,验算结构在各个施工工况下的整体应力与位移。
4.2 结构尺寸检查
结构的截面尺寸如与设计有较大误差,将影响截面的刚度与结构的自重,现场
将进行结构尺寸的复查与资料收集整理,为理论分析计算提供实时参数。
4.3 主桥结构施工监测
施工监测为施工控制提供必要的反映施工实际情况的数据与信息。
为桥梁施工
安全顺利进行提供保证。
在主梁的的不同施工工况过程中,需要观测主拱的挠度,
为控制分析提供实测状态,同时,在立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后前后也需
要观测其主拱的挠度变化和相应的应力变化,以便与分析预测值比较,并为状态修
正提供依据。
在进行这些观测的同时,还需要进行梁体温度观测,以便考虑温度的
影响。
本桥监控的主要内容为以下部分:
4.3.1 结构线形及位移监测
为确保主拱结构的安全,对主拱结构的线形及位移监测应贯穿于整个施工过程
中。
4.3.1.1 工作内容
1)拱肋轴线的控制。
在两岸的拱肋轴线上适当高程位置(利用两岸地形条件)各
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拱桥施工监控方案
设一个拱肋轴线观测站,观测本岸吊装节段上弦顶面拱肋轴线;拱肋吊装前,在每
节段拱肋轴线上顶面贴上用白漆打底划红漆的三角标志;拱肋轴线观测需在每段拱
肋安装及合拢调整阶段进行。
2)拱肋各扣点在各阶段的标高控制。
拱肋标高观测需在每段拱肋安装、调索
及合拢索松索过程中进行观测。
3) 对主拱圈的拱脚进行变形监测,以监测拱座的变位状况。
4) 对主拱圈的各分段接头进行线形与位移变化监测。
5) 对主拱圈的各控制截面线形与位移变化监测。
6) 对桥台的水平变形和基础的沉降变形监测。
线形监测分为竖直面内的线形及位移监测与水平面内的线形及位移监测两个部
分。
为全面掌握主拱结构的变位情况,较好地控制测量误差,宜用高精度的全站仪
对测点的三维坐标 X、Y、Z 进行监测。
4.3.1.2 桥台测点布置
在桥台上布置变形测点,对桥台的水平变形和基础的沉降变形监测,确保设计
意图的顺利实施。
测点埋设钢筋头,钢筋头底端埋入桥台内部与钢筋点焊接牢固,钢筋头高出格
台表面约 5cm,用红油漆标记。
4.3.1.3 主拱圈测点布置
高程控制点布置在各控制截面及各节段离块件前端侧面,测点埋设钢筋头,钢
筋头底端深入到腹板与顶板的交接出,并与顶板的上下层钢筋点焊接牢固,钢筋头高
出混凝土表面约5cm,用红油漆标记。
4.3.1.4 观测时间与项目
标高观测的任务是反映各工序前后或某一特定时段内主梁挠度的实际情况。
应
分别在节段吊装前后对拱肋的标高进行观测。
每次观测均应对已布测点进行观测。
以这些观测值为依据,进行有效的施工控制。
观测采用高精度水准仪,标高信息按
月报告。
4.3.1.5 主要仪器设备
图 4-1:
徕佧 DNA03 精密电子水准仪图 4-2:
徕佧 TCR180A 高精度全站仪
4.3.2 主拱结构应变(力)监测
主跨结构应变(力)监测是施工控制的一个重要监测内容,不仅可以对施工实
际荷载情况进行检验,而且可以通过对结构应变(力)的定期定时监测,一旦发现
结构应力超限,立即向施工控制领导小组提出危险预警及处理建议,从而达到结构
安全施工的目的。
该项观测在每一施工阶段都要进行,并贯穿整个施工过程。
4.3.2.1 测试仪器
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拱桥施工监控方案
图 4-3:
JTM-V5000 型振弦式应变计图 4-4:
JTM-V1000 型测力计
4.3.2.2 测点的布置
考虑到该桥梁在结构形式,在主拱结构中布设应变计,对主拱拱脚、L/2、截
面进行应变(力)监测。
4.3.2.3 应力计的埋设
应力监测采用预埋(或者表面粘贴方式),按预定的测试方向固定在主筋上,
测试导线引至混凝土表面。
施工过程中注意对应力计和引出导线的保护。
该项观测
在每一施工阶段都要进行,并贯穿整个施工过程。
图 4-5:
拱肋测点纵向设置图
图 4-6:
拱肋测点横向设置图(单幅)
4.3.2.4 应力的观测
应力观测应在每一施工阶段都要在每一节段施工过程中,主梁合龙及二期恒载
施工完毕也应进行应力、应变监测。
原始数据采集要求如下:
(a)采集时间尽可能选择在早晨7:
00-9:
00以前,在记录表上标明年、月、
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拱桥施工监控方案
日期及时间;
(b)每周至少采集一次数据,并注明施工阶段;
(c)砼计、温度计原始数据要同时采集,实测应力才有效;
(d)砼计稳定后才能读数,温度
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