贵州XX高速公路XX标XX特大桥施工监控实施细则Word格式文档下载.docx
- 文档编号:6621620
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:34
- 大小:132.08KB
贵州XX高速公路XX标XX特大桥施工监控实施细则Word格式文档下载.docx
《贵州XX高速公路XX标XX特大桥施工监控实施细则Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《贵州XX高速公路XX标XX特大桥施工监控实施细则Word格式文档下载.docx(34页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
5监控组织体系和实施体系25
5.1组织体系25
5.2实施体系26
5.3监控人员安排及项目管理27
6 施工监控配合29
7本标段施工监控主要仪器设备配置31
8监控技术方案保证措施32
9附录33
1工程概况
XX特大桥是贵州省XX高速公路第3合同段一座变截面连续刚构混凝土箱梁桥。
左幅共7联:
(4×
30)+(4×
30)+(5×
30)+(70+120+70)m。
前六联上部结构采用预应力混凝土T梁,先简支后连续;
下部结构桥台采用柱式台,26#墩采用空心墩,其余桥墩采用柱式墩,第7联为预应力连续刚构桥,28#~30#采用薄壁空心高墩,29#、30#为双肢墩,下部结构28#墩为分离式承台接群桩基础,29、30#墩均为整体式承台接群桩基础,31#桥台采用桩基础。
右幅共7联:
30+(4×
下部结构桥台采用柱式台,26#墩采用空心墩,其余桥墩采用柱式墩,第7联为预应力连续刚构桥,28#~30#采用薄壁空心高墩,29#、30#为双肢墩,下部结构28#墩为分离式承台接群桩基础,29#、30#墩均为整体式承台接群桩基础,31#桥台采用桩基础。
左右幅1号桥台及5、9、13、18、23号桥墩及28号桥墩T梁侧采用GYZF350×
88型四氟滑板式橡胶支座;
28号过渡墩箱梁侧,31号桥台采用GPZⅡ3000型盆式橡胶支座。
3、7、11、15、16、29、13、18、23号桥墩31号桥台采用160伸缩缝,28号过渡墩采用240伸缩缝。
荷载设计等级:
公路-Ⅰ级;
桥面净宽2×
净9.75m。
主桥箱梁顶面宽9.75m,底面宽6.50m。
中跨两侧桥墩支座处箱梁高度为3.00m,跨中箱梁高度为3.00m,其间梁底下缘按照圆曲线变化。
边跨支座处梁高3.00m,跨中箱梁高度3.00m,其间也是按照圆曲线变化。
主桥整体布置图见图1.1。
单位:
cm
图1.1XX特大桥整体布置图
2监控目的及依据
2.1主要目的
XX特大桥为大跨度连续刚构桥结构,其施工过程复杂,施工周期长,影响因素多,技术含量高。
对于预应力混凝土大跨度连续刚构桥来说,采用悬臂施工法有许多优点,但桥梁的形成都要经过一个复杂的过程。
在施工过程中如何保证主梁竖向线形偏差及轴线偏移不超过容许范围、如何保证合龙后的桥面线形良好、如何避免施工过程中主梁出现过大的应力等问题,如何保证施工状态与设计状态最大程度吻合等均需进行施工监控监测来解决。
此外,设计是在对结构参数按照规范等取值进行的理论计算,设计时难于精确估计结构的实际状态。
实际施工时,各种施工误差(如截面误差、材料容重误差、弹性模量误差、张拉误差等)和施工步骤的改变以及偶然施工荷载的作用都会引起桥梁结构线形与内力的改变,影响结构在施工和成桥时的状态和结构的安全。
而施工监控是根据施工现场实测结果所得的结构参数真实值进行施工阶段计算,确定每个节段的立模标高,并在施工过程中根据施工监测成果进行误差分析、预测和对下一立模标高进行调整,从而保证成桥后线形、合龙精度及结构内力符合规定值的要求。
实行桥梁监控措施,是加强过程安全质量管理,防止重大事故发生的有力手段。
对施工过程中结构的受力和变形进行有效的监测和控制,通过施工过程的数据采集和优化控制,在施工中做到把握现在、预估未来、避免施工差错,从而保证结构的安全性并尽可能缩短工期和节省投资。
从而为该桥的成功、顺利修建提供技术支持,为该项目桥梁的顺利投入运营提供可靠的依据。
2.2施工监控依据
1)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
2)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
4)《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
5)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)
6)《贵州省六盘水至盘县高速公路第3合同段XX特大桥施工图纸》(湖南交通规划勘察设计院)
7)相关设计资料、相关设计规范、规程、标准和文件。
3施工监控主要内容
3.1主要内容
(1)检查验算桥梁结构及布筋是否满足规范要求
施工前进行结构检算。
根据设计图纸和现场前期收集的设计、施工资料和荷载等参数,进行施工过程和成桥状态计算,并对设计成桥状态按规范进行成桥荷载组合计算,对结构强度、刚度进行验算,确保结构安全在规范允许范围之内。
验证施工方案的可行性,得到初步的施工过程理论轨迹和架设前的主要施工控制参数。
检查并验算布筋是否满足规范要求。
(2)大体积混凝土及主梁温度测试及水化热监控
大体积混凝土工程施工过程中,在内部因素(温度收缩、水化收缩、弹性模量增长、抗拉强度增长)、外部环境条件(气温变化、风速、湿度)、基础约束条件及施工工艺等多种因素的共同影响下,可能产生三类裂缝:
表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝。
为确保大体积混凝土结构施工质量,必须根据工程的实际情况,准确进行温度预测,详尽地进行温度应力分析,合理地制定温控方案,才能避免、防止裂缝的产生。
由于混凝土结构的热传导性能较差,周围环境温度的变化和阳光照射不同等原因,将会使其表面温度和内部温度形成较大的温度梯度。
温度测点的布置将要反映这种梯度的变化。
本桥大体积混凝土监控主要为0号块的现浇施工过程中的温度控制及测量。
(3)高墩垂直度监控及基础沉降变形测量
高墩垂直度监控测量采用坐标法,测试仪器为GTS(±
1秒)型全站仪。
仪器架设在岸上,后视高程控制基准点,再瞄准主墩各测点的棱镜,测出各测点的三维坐标,从而算出主墩的实测偏位。
主墩的各测点以施工单位的施工放样测点为准。
基础沉降变形测量采用直接测量的方法,在两个主墩墩底截面各设置4个沉降观测点,根据基准点标高用水准仪测出沉降观测点的标高,从而得到主墩的沉降值。
(4)上部悬浇过程预拱度及应力监控
1提供悬浇施工时挂篮定位标高
主梁立模标高是主梁线形的基础,一旦确定,主梁的线形就基本确定。
因此立模标高是决定成桥线形的最重要的因素。
成桥合理线形和施工过程中计算完成后,就可以确定主梁施工预拱度,从而可求得立模标高。
梁段立模标高设置原则:
H施=H0-fs+fm+fg
H施—主梁梁顶立模标高;
H0—主梁梁顶设计标高,即成桥状态设计线形;
fs—从梁段安装到成桥状态累计位移,向下为负;
fm—主梁的活载预拱度,取活载最大位移的1/2;
fg—挂篮变形产生的挠度。
成桥状态设计线形为考虑3年收缩徐变后的成桥线形,挂篮变形产生的挠度通过挂篮加载试验来获得。
2验算及跟踪施工过程中各断面的应力
在节段施工之前,应对节段施工过程中结构的应力进行预测,并作为节段施工过程控制的目标,在节段施工完毕之后,需要根据实际的测试和测量结果,得出一组消除各种误差因素后结构的实际状态数据,并与预测值进行对比分析,找出差值,对计算模型进行修正,并重新计算作为后续施工的依据。
如果实测值与计算值有较大差异,需要采用最小偏差理论分析原因并在后续施工过程中考虑采取适当的调整措施。
3预应力控制
检查钢束伸长量、锚下应力、锚口损失值、锚具压缩量及钢束内缩值、孔道压浆密实度。
选择2根预应力束作预应力孔道摩阻试验。
测量预应力张拉过程中主梁关键截面梁体应力变化。
4主梁曲线线形监控并提供合龙方案及桥面铺装标高
在计算模型中考虑主桥曲线线形,分析其对桥梁线形的影响。
严格按照施工监控流程对主梁线形进行监控,根据监控计算提供合龙方案及桥面铺装施工标高。
(5)箱梁横向应力及变形监控
在部分测试断面顶板布置横向应力测点,以观测主梁横向应力。
在部分节段布置箱梁扭转测点,以观测箱梁扭转变形。
(6)优化设计及施工方案以及施工中出现的问题和意外事故处理方案
针对设计图纸及施工单位提出的施工方案进行监控计算,必要时对设计及施工方案进行优化。
对施工中出现的问题和意外事故进行分析计算、提出监控分析报告及处理方案建议。
(7)提供中间过程及竣工后的全过程监控报告
根据施工进度,及时提供中间过程报告。
监控工作完成后及时提供竣工后的全过程监控报告。
中间过程报告及监控总报告按如下要求提供。
在监控工程中,实时对监控结果进行整理,按甲方的要求以预警报告、月报的形式送达有关各方(业主代表、设计、监理、施工方等)。
工程结束时,提交完整的监控总结报告及电子文档。
1预警报告的主要内容包括:
a施工进度,施工概况
b对数据临近预警值的测点,进行分析,提出预警和启动预案的建议性意见
2月报的内容包括:
a监控项目,测点布置
b施工进度
c监控值的时程变化曲线
d根据实际情况,作出相应监控项目的预报分析
3施工监控工作结束后应提交的监控报告内容包括:
a工程概况,监控目的
b监控项目,测点布置
c采用的仪器型号、规格及标定资料
d数据采集的分析处理
e监控资料的分析处理
f监控值全时时程随工程施工工况变化曲线及分析
g监控结果评述
3.2施工监控的总体思路
施工控制应当采取理论计算预测→按预测进行节段悬臂施工作业→节段施工作业完成后实测应力和线形数据反馈→根据实测反馈进行参数分析、识别及优化→进行下一施工阶段理论计算预测的循环次序进行。
因此其主要工作内容包括阶段施工前的预测计算、节段悬臂施工过程中的控制测量、实测结果与计算预测结果的偏差分析及优化分析三个方面的内容,具体实施时,需要考虑以下内容:
1)建立全桥关键截面应力、线形及温度场适时监测系统,针对不同的施工阶段及施工内容,适当提高监测频率;
2)施工控制以每一节段梁顶标高、主梁中线和结构应力控制为主;
3)预应力张拉损失、梁体截面尺寸、混凝土材料性能及浇灌重量、施工周期、结构的温度场等对桥面的竖向线形影响比较敏感,应作为精度控制的重点;
4)预应力张拉对结构线形及结构受力安全均有较大影响,在张拉过程中应对其进行重点控制;
5)曲线箱梁在预应力张拉时会产生附加的扭矩,此时对梁体线形和结构应力的变化要根据计算结果增设工况进行控制;
6)温度的变化会影响梁体的几何线形,并对梁体的精确线形确定影响较大。
各施工阶段的线形测量应在晚上7点之后和黎明前之间进行,以消除局部温差造成的与设计值的偏离;
7)施工中温度的影响、砼的收缩和徐变、基础沉降等应在每一个施工阶段的分析模型中进行修正;
8)混凝土收缩徐变对结构线形影响较为明显,施工前收集相关资料进行预测分析,施工过程中结合实测资料进行详细分析;
9)高墩对结构的影响应在预测计算中加以考虑,并在墩身施工参数中反映,在后续施工过程中进行控制。
在进行梁段立模标高计算时,主要提供每一个拟浇梁段前后端截面的高差,并兼顾绝对标高,如果出现位移计算结果与实际发生的位移值有偏差,再对高差进行修正。
在成桥桥面标高的控制中应以桥面平顺为目标,当施工中某工序或梁段浇注后标高值与理论值发生偏差后,如偏差较小,则在下一个梁段施工中加以调整,若是偏差较大,不必强行在下一个梁段中立即调整过来,而应根据偏差发生的特点找出原因,在后期悬臂浇注梁段挠度计算时进行修正,在以后的几个梁段中将标高偏差逐步纠正过来。
以保证桥面整体线形平顺、流畅及结构内力状态合理。
3.3施工监控重点和难点
1)混凝土弹性模量
混凝土弹性模量是结构计算中的一个非常重要的参数,实际的弹模与假定值总是存在一定的差距,需要通过试验得出实际的混凝土弹性模量。
由施工单位材料试验室负责落实。
混凝土弹性模量变化对桥梁线形的影响分析由监控单位结合实测进行计算分析。
2)混凝土容重
混凝土容重大小与混凝土配比、所用石料密度等有关,实际容重与计算取值有一定差异。
在主梁施工前几个节段,要求按规范制作试块,测定实际混凝土容重。
混凝土重量由混凝土搅拌站根据材料用量确定。
3)截面特性参数
任何施工都可能存在截面尺寸误差,验收规范中也允许出现不超过限值的误差,但这种误差将直接导致截面特性误差,从而直接影响结构内力及变形的分析结果。
因此在施工过程中,从立模开始至混凝土浇注成形后,都应进行截面特性参数的控制,一方面及时纠正施工偏差,另一方面及时发现成形后的截面特性偏差,在计算分析中予以适当考虑。
截面特性参数由施工单位负责组织,由现场质检员进行监测。
4)挂篮弹性变形
预拱度的设置应考虑挂篮弹性变形的影响,挂篮弹性变形通过挂篮加载试验获取。
挂篮弹性变形试验由监控单位指导和协助,由施工单位负责在挂篮预拼装完成后组织实施。
5)钢材的力学性能
预应力混凝土梁体所使用的普通钢筋及预应力钢筋的弹性模量及强度指标、延伸率指标一般由材料供应商提供,在本施工控制中具体由施工单位材料试验室负责落实。
6)混凝土材料的收缩徐变参数
由于混凝土材料的收缩徐变,会导致施工过程中及成桥后梁体线型及内力发生较大变化,因此在施工前及施工过程中的监控计算必须了解混凝土材料的收缩徐变特性。
7)预应力施工控制参数
预加应力是预应力混凝土结构内力及变形控制考虑的重要结构参数,预加应力的大小受很多因素的影响,需根据现场实际进行测定。
8)温度场测量
施工过程中的温度场测量包括大气环境温度场测量、主梁梁体温度场测量、温度对线型、内力的影响测量分析。
具体内容详见后文。
9)施工线形控制测量
施工过程中的线形测量包括桥梁施工控制测量网定期复核测量、主墩墩顶沉降测量、各节段施工立模标高测量、施工荷载对线形影响测量、温度对线形影响测量等。
施工线形控制测量由施工单位进行测量及监控单位进行复核测量。
线形测量的测点布置及测试方法详见后文。
10)施工应力测量
在施工控制截面布置应力测点,以监控施工过程中应力变化及分布情况并与理论计算值对比,在计入误差及变量调整后分析以后每阶段及竣工后结构的实际工作状态。
应力测量由监控单位进行现场测量,具体内容详见后文。
3.4施工监控计算
连续刚构桥施工采用分阶段逐步完成的施工方法,结构的最终形成,需经历一个长期而复杂的施工与结构体系转换过程,对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析,是桥梁结构施工控制中最基本的内容。
同时,为了能够确保施工过程中结构的安全,保证成桥状态最大程度地接近设计目标状态,必须采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态,以便为施工提供中间目标状态,控制施工过程中每个阶段的结构行为和状态,使得其施工过程受力合理,而且最终的成桥线型和受力状态满足设计要求。
桥梁的施工控制计算分析不仅应能够对整个施工过程进行正确描述,反映整个施工过程结构的真实受力行为,而且也能确定结构各个阶段的理想状态,为施工提供中间阶段结构状态。
施工监控的过程就是通过对施工过程的仿真计算,初步确定每个悬浇阶段的立模标高,并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和调整后续梁段的立模标高,以确保施工过程中结构的可靠度和安全,确保合龙精度以及成桥后的桥面线形、内力符合设计要求。
本项目监控计算准备采用多套软件进行,对本项目桥梁复核计算和施工架设过程采用“MIDAS/Civil”进行平面和空间计算,桥梁博士进行校核计算。
另外,施工监控中还根据需要采用Ansys软件对结构局部区域进行计算分析。
对本项目桥梁监控计算采用正装法进行计算,整个计算步骤按主桥施工架设过程进行,直至主跨合龙。
3.4.1监控计算内容
监控计算是施工控制的核心依据,利用三维空间结构分析程序计算分析施工全过程、成桥状态的内力及变形等,考虑结构空间的扭转效应对变形和内力的影响,划分施工阶段。
根据理论参数进行的监控计算成果应与设计计算结果比较分析,差别应在容许范围内。
根据工程进展,监控计算工作主要包括以下内容:
●校核主要设计参数
●合理成桥目标状态的确定
●施工过程实时计算:
提供各施工控制阶段理论线形及内力、应力
●重点构造局部分析及特殊工况分析
●成桥运营状态验算
3.4.1.1主要设计参数校核
设计参数是结构分析计算的基础,其取值大小直接关系到计算结果的正确性。
由于某些参数本身存在一定的不确定性,取值时仅依靠规范不一定合理,需要结合实际桥梁及相关试验来确定。
为了保证施工监控计算的准确性,同时起到设计复核的作用,需对主要设计参数(材料参数、截面参数、荷载参数等)进行复核。
3.4.1.2合理成桥状态的确定
确定合理成桥状态,确保成桥状态下的线形满足设计要求,同时主梁的受力满足规范要求。
3.4.1.3施工过程实时计算:
各施工控制阶段理论线形及内力、应力
施工过程中,荷载在不断变化、结构体系也在不断变化,因此结构的线形、内力和应力也会随着不断变化。
施工控制中必须对整个施工过程进行仿真计算,考虑荷载和结构体系的不断变化,尽可能真实地模拟实际施工过程。
通过仿真计算,得到桥梁在整个施工过程中结构的线形、内力和应力变化情况,从而确定各阶段的目标状态及最不利工况和相应位置。
主要包括如下几个方面:
(1)提供每个施工节段的立模标高
施工过程仿真计算完成后,就可以确定主梁施工预拱度,从而可求得立模标高。
(2)验算及跟踪施工过程中各断面的应力
(3)优化设计及施工方案以及施工中出现的问题和意外事故处理方案
3.4.1.4重点构造局部分析及特殊工况分析
(1)重点构造局部分析
在做施工监控仿真计算的时候采用空间梁单元,对结构进行适当的简化模拟,其计算结果能从总体上反映桥梁结构的受力情况,但无法得到一些局部复杂结构的受力详细情况。
为此有必要结合监控计算结果,利用大型有限元程序ANSYS建立三维模型进行精细分析。
(2)特殊工况分析
对于一些较为特殊的工况,如最大双悬臂等,需要采用三维模型进行较详细的受力分析。
主要包括稳定性计算、温度场效应、偶然荷载作用几个方面。
通过对这些特殊工况进行详细计算,分析结构力学效应,保障桥梁施工过程的安全。
3.4.1.5成桥运营状态验算
根据各施工各阶段以及成桥状态的实测结果,利用有限元程序计算桥梁的成桥状态恒载内力。
并按照设计规范进行运营状态验算,得出运营阶段荷载组合内力情况,并与设计成桥内力和线形比较,做出施工监控评价。
3.4.2参数识别与调整
计算参数误差分析和参数识别是建立在大量的测量和计算分析的基础上,可采用的方法包括统计分析,卡尔曼滤波和预测,最小二乘法等。
针对本桥而言结构参数误差与识别主要包含以下几个方面:
(1)梁体自重
根据混凝土实测容重及截面尺寸确定梁体重量。
(2)混凝土弹性模量及徐变特性
根据混凝土弹性模量及徐变试验的数据,监控计算采用有效合理的徐变计算模式分析徐变效应。
(3)施工荷载变动
应建立严格的管理制度控制施工荷载的变动情况,按规定堆放荷载,随时记录荷载的位置、大小和变化情况。
(4)温度场的影响
对于大跨度混凝土桥梁,大悬臂施工阶段温度场对主梁线形的影响显著。
根据需要布置温度测试断面和测点,并选择典型的天气状况进行连续温度场测试,掌握温度场变化规律。
结合计算分析,可以了解结构内力状态和线形随温度场变化的规律。
3.4.3误差分析与控制
施工控制是一个预测和反馈控制不断循环的过程。
施工过程中及时跟踪测量结构的线形和应力,当测量结果超过限值时,就要引起施工控制人员重视,及时分析原因,必要时要求现场停工,待确定调整处理方案后重新开始施工。
与此同时还应制定一些特殊情况(如恶劣天气、突发事故)的预案,确保结构的安全。
某一控制工况下施工完毕,应该根据现场反馈得到的当前结构状态和识别后的参数进行计算分析,预测后续施工过程目标状态及成桥状态。
实际施工中由于测量手段、施工工艺的限制,仍然会存在一定的偶然误差,这就需要进行滤波、预测和调整。
建立合适的状态方程,采用目前较成熟的卡尔曼滤波法进行滤波和预测,可以得到目前结构状态的滤波估计值,和下一步施工参数的预测估计值。
根据合理的预测值可以及时采取措施,减小后续施工过程中结构偏差。
对于已存在的偏差,根据最小二乘法理论,采用适当手段进行最优调整,做到既能最大化减小结构偏差,又方便施工。
3.5施工监测
施工监测就是通过在施工现场设立的实时测量体系,对施工过程中主梁等关键部位的应力、位移和温度进行现场实时跟踪测量,为施工监控计算提供实测数据,以保证主梁施工过程结构的安全及为监控计算提供实测结构参数和校核。
也就是说,通过对这些测量数据进行计算、分析和比较以判断结构是否符合设计的要求,结构的状态是否和监控的阶段目标相一致,结构是否处于安全状态,并根据需要对结构的参数和状态及监控目标做出必要的调整,以确定成桥时线形状态,实现设计理想目标状态。
3.5.1主梁线形监测
由于预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂施工法,每施工节段的标高即每个节点坐标位置的变化与偏离都可能造成合龙困难,影响最终成桥线形。
为保证连续刚构桥线形符合设计要求,必须在主梁施工过程中进行线形控制。
线形测量主要内容包括:
(1)主梁线形控制网的测定及高程控制基准点的定期复测
主桥线形控制网按规范要求测设主桥高程控制基准点,其为理论不动点,由水准基点引测其高程。
为防止测点位置移动或破坏,需对高程控制基准点进行定期复核,要求每两个月复测一次。
测量采用水准仪进行。
主梁高程控制点位以施工单位的布点为准,采用水准仪测量,从高程控制基准点引测。
主梁高程控制点设在墩顶中线处,要求每月复测一次。
(2)中轴线偏位测量
根据现场施工梁段的中轴线标志,采用TPS-601(±
1秒)型全站仪进行中轴线的空间坐标测量。
具体做法是:
采用设置在两岸稳定的的基准点,配合反光棱镜,测量梁段测点中线偏差。
(3)主梁标高测量
每节段施工完成后,测量该节段的标高及相邻3个节段的标高变化,测点布置见图3.1。
测点采用φ16的短钢筋制作,底部焊于钢筋笼上,顶部磨圆露出砼面1cm,采用我公司制作的线形监控测点标示牌标记(根据现场实际条件,也可采用钢钉做测点)。
图3.1梁体标高测点布置图
(4)箱梁横向位移及扭转变形和墩顶转
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 贵州 XX 高速公路 大桥 施工 监控 实施细则