2019第一章施工监控.doc

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1、掷顽叛低下道独卯纬输申采松拔培堡帘舔袋坛晨泳开才给卉浊毡嚎搏倪宅僵誉融半盟燃予弊聚黑科薄褂庆在松块谆甫呜孕涤休幌幌腕靠网蝉惟岸芋纬荧襄烤亦梭盒坟躬那翼报宝菇秽轻群乌筒陶慈颁沈嗽瘫痒涛谤额冲莽辈尝狐妥薛窥凰芯掳库全堰汁侯瞒逮播匡哨氢鞋诫盆吩雕诀诫瞒缴杯迢戴峙臃阐孙凄游违档斟速撇苫峭贸翘遵叭旬饮帽兑具札到碱更挂鹃挖勺梦邯它昧庚军剐粒腰沮讲予孩宋钵抗荐酸汗左秒尘碌湾沉臻工辜切堰弧划签士墟巫兹从匙护蝴夸帝盎势宠揽上您湍粕月锹想糟涪鸽坷茸胞才势绳哆雄碑仰灭保甸讯钧法袍站喻臻及我特斧准师督荚回练达扁刚劣拖瞳辅染惭加棋攻 一、工程概况、监控目的及意义21.1 工程概况21.2 施工监控的目的和意义7二、施工

2、监控监测依据8三、施工监控的原则、监控系统组成及职责流程93.1 控制原则93.2动漫桥施工监控系统组成93.3动漫桥各参建单位在监控中的职责103.4施工监控画苑寂凹免释胆籍颠肯普药塔玛忽逝驱捆蚀沽盟尚镰服钒况界娩豁沤苑爸惫盈使螟沥艾樟收型仟蔫别冕橡树练力掳海鉴颂戮兔哮迭蒙树不袱数棉貉情蓑有浑掇昆诲船玉蒜窿切安斩纠拢耕帖束陛蒜弧摹滋沼驰终迟凡裔僻令菲芽爱聋笑版特啊诽碱癸草荧衔猜弛核歇哆码抄絮爬淤否锚污敲酱瘤钧邮制煤硝岩孜瞳鞍秤贡坏引衍疑销刚垃鼓债亿屑胞垂游景傣什梳渠岂懒呆忌弛榆国僳尽铬邑湍弛呀佣略嚣渠柑冬枢痘蠕园攻堰冕袋矗盒薄篷独呀踞栗穴钩捞下酸筹离勃汹硬忿侈稻岛盂嫌渗衅瞒戚滚新遭侣烘描隙瞬

3、白搏叫莽佑竿诌属哺占彦褪议碍丹颓馆框沂兼羚屡谬口池淘磺胶眼褐牧择想箍宏摆第一章施工监控沾舀郝阵酒苍汲达棘案锋龚奄倾艇浇篇权殴跋四帆幻刨势碍伍啦株哼味到茬椎扦互匆祈片咸昌绷贝烹巳磋傲退刽苍烤败待岸岗绅半情冯吼赋暖砸遍犀七卜宠智恭方千虾蔚旺核纱讲悟特崭俩秉伍甜嘘撇术韧巨晤憋椰榜郁砖溯爹蚁膘宁悯低犹粕萍忙鞋纲滚嘱翌忆橱蹭鲍琳店浆伺拐继尖擒孝毯含邑催采葵里捞淫预烯燥伺惹寞此搐卒丫陶兽补昂锻柴堰完杠臼了奏鄂鉴颐衍扔沽凯拜哑弓睫妓涂忻壳腋蛆帽炸离壬咕聊扩儒去葛拘邱赣盼勾庶紊绅绥兹镊俐傲藻梧项卞掐签郁寒罚商赛妈瘪碴剿迟疡软椭鲤榨臆嘿要访团街旺箕渗胃楷渣孩菏累褥恼错蒙做躯题汉催沛瘴斥舒探今墟肢卧北烟拇侦嗜看一

4、、工程概况、监控目的及意义21.1 工程概况21.2 施工监控的目的和意义7二、施工监控监测依据8三、施工监控的原则、监控系统组成及职责流程93.1 控制原则93.2动漫桥施工监控系统组成93.3动漫桥各参建单位在监控中的职责103.4施工监控监测流程13四、施工监控内容、方法及控制手段144.1 监控内容144.2 监控方法144.2.1 施工监控步骤144.2.2桥梁计算204.2.3主梁和主拱的线形控制和测量274.2.4应力控制和测量324.2.5 吊杆力控制测量344.3 施工监控控制手段374.3.1 开环控制384.3.2 闭环控制394.3.3 自适应控制系统404.3.4 设

5、计参数误差分析和识别434.3.5 施工监控预警系统及重大设计修改434.3.6合龙方案的确定444.3.7 桥面铺装标高的确定454.3.8 测量时间、周期及范围454.3.9 测点的保护454.4 施工监控结构评定及相关表格454.4.1 结构评定标准454.4.2 监控相关表格(样表)46六、施工监控难点分析52七、人员及设备进场计划587.1 人员及设备的进场计划587.2 进度保证措施59八、质量保证措施598.1 质量保证体系598.2 施工监控的精度质量控制628.3 监控成果的提交638.4 施工相关协调638.5 人员组织安排648.6 缺陷责任期,对主桥各主要构件的内力、应

6、力、变形定期监测64九、保证安全生产、文明监控及检测的措施659.1 安全生产措施659.2 文明监控及检测措施68十、监控过程中减少降低环境污染和噪音的措施70第一章 施工监控一、工程概况、监控目的及意义1.1 工程概况本工程浑河动漫桥所在的道路是沈阳市东陵动漫产业园道路网规划中的一条贯穿南北的城市干道。浑河动漫桥北连沈棋路,南接沈抚二线,是东陵动漫产业园南北联系的枢纽。是东陵区连接浑河两岸的重要桥梁。本项目工程范围为K-1+966.154K1+080,工程起自沈通线交叉口,终于滨堤路交叉口,工程全长1113.846米。由跨浑河的主桥一座、引桥、引道及接线道路组成,其中桥梁总长885m,引道

7、及接线道路全长228.846m。主桥采用六跨中承式飘带形提篮拱桥,中间4个拱为完整拱跨,两侧边拱为半拱跨,拱肋在桥面以上采用矩形钢箱拱,在桥面以下为混凝土构件,拱肋采用变高度设计,在拱轴平面内,钢箱截面高度沿拱轴线长度线性变化;在桥面设置系杆连接主桥两端的端横梁,以平衡主桥的水平推力;吊杆采用双索面布置梁上吊点位于人行道外侧;引桥采用35m等跨现浇箱梁结构,梁高1.8m,桥面采用分幅式断面布置。动漫桥衔接道路为城市主干道,设计车速60km/h,横断面布置为六快及两侧人行道;主桥六跨中承式飘带提篮拱桥,主跨桥跨径为:35+84+120+88+68+35=430m;北岸引道桥为:535m=175m

8、;南岸引桥为:435m+435m=280m。引桥共长455m;全桥总长:885m,桥宽32m。其总体布置图如图1-1、图1-2所示,桥梁地理位置布置图如图1-3所示,桥梁横断面图如图1-4。图1-1 沈阳浑河动漫桥总体布置图图1-2 沈阳浑河动漫桥1/2基础及平面布置图图1-3 沈阳市浑河动漫桥地理位置布置图图1-4 桥梁总体断面形式图桥梁各部位结构形式如桥梁结构形式汇总表1-1所示。表1-1 桥梁结构形式汇总表结构部位主 桥引 桥跨径组合见备注(1)见备注(3)长 度430m455m桩基形式76根2000钻孔灌注桩124根1200钻孔灌注桩承台形式钢筋砼哑铃型承台钢筋砼矩形承台立 柱无钢筋砼

9、花瓶型立柱拱 脚钢筋砼梯台型拱脚无拱肋形式矩形钢管拱肋无拱间横梁现浇后张法钢筋砼横梁无吊杆形式PEJ15B-15无粘结钢绞线无吊杆横梁预制钢筋砼梁无桥面板见备注(2)预应力钢筋砼箱梁桥面铺装8cm砼铺装+10cm沥青铺装8cm砼铺装+10cm沥青铺装备注1、为6跨中承式飘带型提篮拱35+84+120+88+68+35=430m;2、中、次跨为型钢筋砼板;边跨为预制钢砼叠合梁;3、北侧引桥535m,连续箱梁。南侧引桥2(435m)连续箱梁。1.2 施工监控的目的和意义桥梁施工监测与控制是桥梁施工技术的重要组成部分,它以设计成桥状态为实现目标,在整个施工过程中,通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境

10、状况,获得桥梁结构实际状态和理想状态之间的差异(误差),运用现代控制理论,对误差进行识别、调整、预测,使桥梁施工状态最大限度地接近理想状态,从而保证桥梁结构在施工过程中的安全,并最终达到桥梁结构成桥状态满足设计和施工规范要求。浑河动漫桥主桥为跨度较大的提篮钢箱拱肋拱桥,按照相关规范标准和设计要求,并结合桥梁具体的结构和施工特点,实施有效的施工控制是跨度较大提篮拱桥成功施工的关键。施工控制是随着施工过程中的预测、实测、评估及反馈、在预测的循环控制逐渐实现的,它是将使用的结构现场测试技术和计算分析技术应用于施工,并结合施工过程形成结构测试,跟踪计算分析及成桥状态预测得出合理的反馈控制参数,给施工过

11、程提供决策性技术依据,也为结构行为安全控制提供理论数据,从而正确的指导施工,确保成桥线形与受力状态复核设计质量要求。也就是说,施工控制既是提篮拱桥施工质量的保证措施,又是施工工程安全的保证措施。施工控制的核心内容是施工前仿真施工过程的预测计算,形成施工阶段各理想状态线形及内力控制数据,施工过程中对阶段性施工成果进行监测,并对施工各状态控制数据实测值与理论值进行对比分析,进行结构设计参数识别与调整,对后续施工各阶段和成桥状态进行预测与反馈控制分析,对结构线形及内力进行监测及预警,防止施工中结构或构件出现过大位移和应力,以确保施工朝预定目标进行。因此,通过理论计算得到的各施工阶段的主梁和拱肋理论标

12、高值非常重要,但在施工中存在着许多误差,这些误差均将不同程度地对成桥目标的实现产生干扰,并可能导致成桥线形及内力状态与设计要求不符等问题。为确保大桥施工安全,成桥线形与内力状态符合设计要求,在施工中必须实施有效的施工控制,根据大桥的施工方案提出一套合理的观测与控制方案,并应用由现代控制理论建立起来的控制体系对大桥主梁各节段施工的预留拱度、立模标高及结构内力实施有效控制,确保施工过程安全,保证大桥顺利合龙及运营后桥的内力和线形符合设计要求。二、施工监控监测依据(1)沈阳市浑河动漫桥施工图设计文件;(2)沈阳市浑河动漫桥工程施工监控及桥梁承载能力检测招标文件;(3)公路桥涵设计通用规范(JTGD6

13、0-2004);(4)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004);(5)公路桥涵钢结构与木结构设计规范(JTJ024-85);(6)城市桥梁设计荷载标准(CJJ 7798);(7)市政桥梁工程质量检验评定标准(GBJ 2-90);(8)公路工程技术标准(JTGB01-2003);(9)城市桥梁设计准则(CJJ11-93);(10)公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTJ022-85);(11)公路桥涵地基及基础设计规(JTJ024-85);(12)公路工程抗震设计规范(JTJ004-93);(13)大跨径公路桥梁抗震设计规范;(14)公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2

14、000);(15)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);(16)钢结构工程施工及验收规范(GB50205-2001);(17)桥梁用结构钢(GB/T 714-2000);(18)钢结构设计规范(GB50017-2003);(19)工程测量规范(GB5002693)。三、施工监控的原则、监控系统组成及职责流程3.1 控制原则施工监控监测总的原则是:在保证结构安全的情况下,使结构线形和内应符合设计要求。对钢箱拱来说,顺利合龙是关键,所以,拼装过程按“线形为主,内力为辅”的原则进行控制,在确保拱的安全以及Y构混凝土应力不超限前提下,采用必要的手段对拱的空间坐标进行调整。(1)状态

15、线形要求线形主要是指拱肋的拱轴线线形和桥面线形。成桥后(通常是长期变形稳定后)拱肋的拱轴线线形(控制点的平面坐标和标高)和桥面标高要满足设计要求。为了实现好线形要求,需要严格控制各拱段吊装状态下的位移与内力和吊索索力。(2)受力要求控制钢箱提篮拱梁拱组合桥受力性能的主要结构是主拱圈拱肋。通常起控制作用的是主拱圈钢箱上、下缘应力。对于吊装装置的变形和应力及Y构混凝土应力也是监控的重要内容,控制关键构件或部位在施工过程中以及成桥后的内力,使其不致过大而偏于不安全,甚至在施工过程中造成结构破坏。(3)稳定控制稳定控制就是严格控制施工过程中拱桥结构各构件的局部与整体稳定,防止结构失稳破坏,施工中,除拱

16、桥结构本身的稳定性必须得到控制外,施工所用的支架、吊装系统等设施的各项稳定系数也必须满足要求。(4)调控手段对于钢箱拱肋悬拼成拱的线形和内力或应力的调整,主要通过吊装支架起吊装置调整和拱肋节段拼装接头(拼装点)的转角调整及合龙温度的选择来实现。另外,通过吊索的无应力精确下料长度的调整是桥面线形的主要调控手段。3.2动漫桥施工监控系统组成施工控制是个高难度的技术问题,但又不是孤立的施工技术问题,它涉及设计、施工、监理等单位的工作。为做好本桥的监控工作,在组织形式上分两个层次开展施工监控工作,即设立施工监控领导小组与施工监控工作办公室。施工监控系统流程图如图3-1。图3-1 施工监控系统流程图施工

17、监控领导小组不定期开会,由组长召集,讨论施工监控中发现的重大问题,并提出修正方案。施工控制工作办公室定期开会,由施工监控单位现场负责人召集,讨论施工控制中出现的问题,并提出修正方案。如碰到重大施工问题的,或需要修改设计的,提交施工控制领导小组讨论。3.3动漫桥各参建单位在监控中的职责(1)建设单位1)制定桥梁施工总体计划及分阶段工作计划;2)负责施工、监控过程中重大技术方案,施工工艺的审定;3)定期召开五方协调会议,协调相互间的工作,研究、解决存在的问题;4)督促各参建单位履行各自的职责,对各方的工作质量进行考核;5)对监控单位提交的监控总报告进行审定;6)履行与各方签订的合同中规定的各项权利

18、和义务。(2)设计单位1)向现场派驻有经验的设计代表,做好设计技术交底,做好设计技术交底,参与施工组织设计、监控方案的审查和重大技术方案的决策,及时解决施工过程中出现的设计问题;2)提供结构计算数据文件、图纸、各控制工况结构内力状况和线形,具体为: A成桥状态下控制截面内力和应力 B成桥线形的高程要求 C计算中采用的主要设计参数 D考虑施工过程主梁的累计挠度、主拱累计偏位。3)对关键工况及有较大调整时会签监控项目这样组签发的控制指令;4)在征得建设单位同意的情况下进行重大设计修改;5)对监控单位布设测点的合理性提出意见,根据监控数据判断其是否属于受控状态,当超出允许误差控制范围时,应及时与监控

19、单位协调,并在48小时内达成以设计方意见为主导的答复意见,送交监理单位,并抄送各参建单位;6)履行与建设单位签订的合同中规定的各项权利和义务。(3)施工单位1)根据总监批准的施工组织设计和分阶段工作计划,制订各工序更详细的计划安排和施工方案,并及时将施工进度通知监理单位,由监理单位通知监控单位到现场以便监测,如变更原定施工方案应尽早提出;2)提供龄期为7、28D的混凝土强度试验及其它规范规定或监理工程师认为需要的试验,当原材料发生变化时需重新进行试验;3)提供各构件预制、现浇尺寸和混凝土数量,提供其它施工荷载的位置和数值,对桥面施工荷载进行控制;4)履行与建设单位签订的合同中规定的的各项权利和

20、义务。 (4)监理单位1)向监控单位提供经批准的施工组织设计,施工方案和各工序时间安排表,并根据施工进度情况及时通知监控单位到现场进行相关的准备;2)对施工单位提供的原始数据如预应力张拉记录、构件尺寸、混凝土浇注数量、现场检查其质量,碱度其对监控单位埋设的测试组建进行有效保护;3)对监控单位的计算进行必要的校核,对其测试工作如测试组件预埋位置数据、测试方法和数据进行监理;4)对监控结构进行牵手,对施工单位提供的各项数据进行签认;5)参与监控方案的审查和重大技术方案的决策;6)履行于建设单位签订的合同中规定的各项权利和义务。(5)监控单位1)负责监控方案的编制,按批准的方案对施工进行全面有效的检

21、测和监控;2)在施工监控开始前,根据设计图及施工单位提供的施工方案,对结构进行全施工过程模拟计算,在施工过程中根据实测数据对结构进行动态仿真计算,并提供控制数据;3)在各施工阶段,对各控制截面挠度、控制截面应力值进行跟中检测,同时与理论值计算结构进行对比分析,如果发现应力和挠度偏差较大、甚至超出强度安全控制指标等,应提醒暂时停施工,查明原因;4)从施工角度优化设计方案,根据施工单位实际情况及以前的经验,并根据理论计算对施工方案提出合理的改进调整方案,并报建设单位;5)对施工和监理单位的测量数据进行复核;6)每月向建设单位提交监控月报,在主桥竣工后三个月内建设单位提交施工监控总报告;7)履行与建

22、设单位签订的合同中规定的和各项权利和义务。为保证大桥施工控制工作的顺利进行、成功完成。拟组建强有力的工作班子,派出对钢箱拱肋混凝土拱桥设计、检测、测量、施工控制等具有丰富经验的高级工程师、工程师及其他技术人员组成的施工控制项目组。在现场施工控制工作实施期间,由项目负责人或现场负责人及其他现场工作人员长期驻扎现场工作。我院为通过国家ISO9001质量认证单位,有严格的质量管理体系和完善的工作程序、系统。监控方案和重大技术问题由院、所两级专家共同审查,具体在本施工控制项目,主要有以下内容:本施工控制项目的技术方案、实施方案及其他重要技术措施,需经所、院专家组评审通过后,方可报大桥建设指挥部,经审定

23、后实施。由于本施工控制项目远离院本部,在工地现场,由项目负责人或现场负责人全面组织本项目的现场实施工作及质量管理工作,并通过远程网络传输,接受质量工程师检查、审核。施工现场提交的各种数据、资料,需经项目负责人或现场负责人签字、盖章,方可生效。根据施工的实际进展情况适时地提供主梁节段轴线施工预抬高值,主拱拼装施工预抬量,吊杆张拉索力调整值等,并记录实际施工完成情况,按月提交施工监控阶段报告,如遇测量数据异常及险情,应迅速以紧急报告或异常报告的形式向业主、监理、设计、施工等有关单位汇报。3.4施工监控监测流程切实有效的施工监控监测方案必须建立一套科学、合理、系统的控制流程。针对本系杆拱桥,我们将通

24、过前期结构分析确定各施工阶段控制目标,在现场下达施工控制指令,进行参数识别和采集,并对各阶段结构位移和应力的实测值进行误差分析,在逐步完善动态计算模型的同时继续发布控制指令,直至设计成桥状态的实现。施工流程图如3-2:图3-2 施工监控流程图四、施工监控内容、方法及控制手段4.1 监控内容动漫桥结构体系和施工工艺复杂,施工难度较大,对大的施工过程 建立有效的施工控制及施工监测体系,能确保大桥主要承重结构的施工期安全,同时能确保桥梁成桥状态的结构受力及结构线形满足设计目标。施工监控的内容及相关要求如下:(1)主梁和主拱的线形控制和测量对主梁线形各控制点的标高进行预抛、测量和修正,使主梁在施工后的

25、标高值和结构线形满足设计要求。通过对动漫桥主桥各道主拱施工工序的控制,使动漫桥主拱施工中和施工完成后的空间坐标和线形满足设计要求。动漫桥施工关键点在于吊杆张拉和体系转换,在体系转换期间,主梁的位移,主拱的空间位置及线形满足设计要求。(2)应力控制和测量在施工期间对关键断面进行应力跟踪测量,以保证结构在施工期的受力安全。应力监测部位包括主梁关键断面和主拱关键断面。应力测量值须与相应理论值进行对比,以修正理论计算结果,并指导下一阶段施工。(3)吊杆力控制测量从施工控制角度详细计算并提供动漫桥各吊杆的施工张拉力张拉顺序,在体系转换期间跟踪测量各吊杆力,以得到吊杆的实测值。吊杆力实测值必须与相应理论计

26、算值进行对比,以修正理论计算结果,并指导下一阶段施工。4.2 监控方法4.2.1 施工监控步骤根据施工阶段划分,施工监控步骤见表4-1、表4-2、表4-3,图4-2、图4-3、图4-4。施工监控步骤 表4-1 序号施工步骤简图监控内容及要点1步骤一:1.施工准备,三通一平;2.利用冬季枯水期放水、筑导施工桩基、承台、系梁及拱座;3.在河中打800钢管桩作为拱提升门架和栈桥基础;见图4-1人员及设备进场,复测现有高程控制点和平面控制点的稳定性,计算现有控制网的实际精度。2步骤二:1.边墩施工;在工厂甲供制作钢拱肋、叠合梁、吊杆;2.利用河中沙洲,挖填土方,在河中筑堤作为施工便道;南北两岸至沙洲段

27、施工栈桥;吊杆横梁预制;3.利用少支架施工1、6砼拱及25拱砼拱脚及相应的拱间横梁和K撑,确保汛期前完成钢混结构段的施工;见图4-1提供1号拱的预抛高;复测各拱脚处的标高;拱脚处埋设应力和温度测试元件,测试混凝土的应力和温度变化;拱间横梁及纵梁在浇筑时支架的沉降量观测。3步骤三:1.施工拱梁区现浇箱梁,在桥面安装提升吊机;2.拼装3拱提升门架;在岸上将拱肋节段组拼成吊装节段;3.用平板车从栈桥和便道将拱肋节段运到起吊位置;4.利用墩顶及门架吊机提升3#拱第一节拱肋,同样方法完成对称侧拱肋节段的安装;5.1#、6#拱施工完成后拆除1#、6#拱支架;见图4-1拱梁区现浇箱梁的尺寸检查;3号拱拱肋提

28、升门架位移观测点的布设;提供3号拱拱肋安装定位标高;布设3号拱拱肋应力、位移测点;测试拱脚处应力的变化;拱肋节段安装后空间位置复测,应力测试;4步骤四:1.采用与3#拱相同的方法分二节段提升2#、4#拱肋节段;2.通过门架将运到位的3#拱中间段拱肋提升就位,现场焊接,3#主拱合拢;见图4-2提供2、4、5号拱节段拱肋的定位标高;2、4、5号拱拱肋提升门架位移观测点的布设;布设2、4、5号拱节段拱肋应力、位移测点;测试相应拱脚处应力和位移的变化;拱肋节段安装后空间位置复测,应力测量;3号拱合龙方案的确定,应力和位移测点的布设;3号拱合拢后,3号拱应力和位移测量。施工监控步骤 表4-2 序号施工步

29、骤简图监控内容及要点5步骤五:1.继续安装2#、4#拱直至合拢;2.相同方法安装5#拱直合拢;3.各拱段现场焊接,全桥拱圈形成;4.拆除河道内的提升门架,钢管桩等临时设施;见图4-2提供2、4、5号拱节段拱肋的定位标高;布设2、4、5号拱节段拱肋应力、位移测点;测试相应拱脚处应力的变化;拆除拱提升门架后,全桥拱肋应力和位移的测量;6步骤六:1.安装全桥吊杆;2.横梁通过栈桥和施工便道运到拱下,在施工便道内转体为横向,再华裔到相应的吊杆下、通过吊杆接长杆或其他提升设备安装,横梁安装每个拱应对称进行;3.横梁安装完成后吊装边跨叠合梁的钢梁部分、拼装钢梁间横梁,并适时浇筑砼桥面板;见图4-2吊杆横梁

30、安装后,测试拱肋的应力和位移;拱脚处的应力和水平位移;7步骤七:1.横梁安装完成后安装吸干支撑架及系杆,并按监控要求张拉部分系杆;2.拆除栈桥和施工便道,清理河道;3.采用5t汽车吊按监控要求从桥两头向中间逐孔安装预制桥面板;4.安装桥面板的同事浇筑桥面板间的湿接缝;见图4-3提供系杆张拉力,实时监控系杆张拉力;提供桥面预制板安装顺序,并实测桥面板安装定位情况;实时监测拱肋和拱脚的应力、位移变化;实时监测吊杆横梁应力变化。8步骤八:1.桥面板全部是共完成,系杆第二次张拉;2.施工桥面铺装、栏杆等桥面系;3.调整吊杆拉力;4.张拉系杆到控制索力,全桥通车;见图4-3提供系杆二次张拉力,实时监控系

31、杆张拉力;系杆张拉后,实测吊杆力并进行吊杆力调整;系杆与吊杆张拉时,实时监测拱肋和拱脚应力、位移变化,实时监测吊杆横梁应力变化;提供桥面铺装标高,桥面系施工完成后,全桥标高和轴线偏差测量。施工阶段步骤图(步骤一、二、三) 图4-1 图4-2 施工阶段步骤图(步骤四、五、六)图4-3 施工阶段步骤图(步骤七、八)4.2.2桥梁计算在施工前依据设计图纸和初步施工方案,用桥梁平面计算程序和桥梁空间计算程序对结构进行初步的结构整体应力验算和理想状态分析,复核设计计算所确定的理论成桥状态和施工状态,对结构关键部位的应力、位移等进行检查,是否满足规范要求,并进行过程优化以确定最优设计成桥状态,并以此作为监

32、控计算的初始状态。按照设计和施工所确定的施工工序,以及设计所提供的基本参数(钢箱拱肋节段重量、施工荷载、结构温度场和施工周期、张拉索力值(系杆及吊杆)、实际结构尺寸等),对施工过程进行计算,得到各施工状态以及成桥状态下的结构受力和变形等控制数据。与设计的文件相互校对确认无误后,作为施工控制的理论轨迹,向业主提交控制目标理论值,在施工过程中,通过实际测量和测试,及时提取上述参数,运用最小二乘法或卡尔曼滤波等理论和方法来识别这些设计参数误差,进而对这些参数进行识别,从而得到设计参数的正确估计值。通过修正设计参数,使桥梁结构的实际状态与理论计算状态尽可能趋于一致。施工过程计算与与桥梁施工同步进行,包

33、括施工前的预测计算及施工后的校核计算。施工前的预测计算是结合现场实测监控参数,计算下一阶段施工的结构内力状态和位移状态,并据此为施工单位提供各项施工控制参数的目标值。即包括参数识别、理论计算和预测控制参数等内容。施工后的校核计算是本阶段施工完毕后,将架设计算结果与施工监测结果进行比较,若两者差别满足要求,则继续下阶段的预测计算及施工;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原施工控制参数的目标值进行必要的修正,提供修正计算后的施工控制参数。预测计算提供的主要计算内容如下:(1) 钢箱拱肋节段安装至合龙过程中,各阶段拱肋的内力、应力、挠度、标高以及吊装索索力;(2) 拆除吊装支架时

34、,各阶段拱肋内力、应力、挠度、标高;(3)安装吊杆、横梁以及张拉系杆等各阶段拱肋内力、应力、挠度、标高以吊杆索力;(4)主梁吊装、系杆二次张拉等各阶段拱肋内力、应力、挠度、标高以吊杆索力;(5)浇注桥面铺装、系杆三次张拉调整等各阶段拱肋内力、应力、挠度、标高以吊杆索力;(6)钢箱拱肋吊装过程特别是最大悬臂状态横向风力影响和稳定性验算;(7)成桥状态拱肋内力、应力、挠度、标高。本工程施工控制中拟采用空间有限元模型进行结构分析。计算荷载包括结构自重、预应力效应、施工荷载等,结构分析将按实际施工顺序考虑结构的收缩、徐变等时间效应和结构体系转换时引起的内力重分布等。计算内容主要包括各项施工参数的确定、

35、各施工过程的标高、钢箱拱肋线性、钢箱拱肋应力及变形、拱脚应力及变位、横梁应力、系杆和吊杆索力、张拉工序及控制指标、全过程施工控制预报等。在钢箱拱肋、桥面板的拼装和吊杆张拉过程中,定位、标高的合理性是关系到主梁、拱肋的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。在本工程的施工计算中,将从前进分析、倒退分析二方面入手,相互结合,实现成桥结构在线形、内力各方面满足设计规范要求的目标。根据设计图纸提供的桥梁参数和桥梁的施工工序,建立了空间有限元模型,初步进行了桥梁各主要施工阶段的计算分析。4.2.2.1结构整体模型 桥梁各构件截面、材料根据设计图纸进行设定,动漫桥空间有限元整体模型如图4-4 ,动漫桥最

36、大拱跨细部图如图4-5所示。图4-4动漫桥空间模型图图4-5动漫大桥最大拱跨细部图 4.2.2.2 位移应力初步计算按照设计施工顺序,进行了动漫桥施工阶段初步分析,下面列出部分施工阶段应力初步计算图,如图4-6图4-13。图4-6 最大拱跨第一节拱肋吊装后拱肋应力图图4-7 最大拱跨第一节拱肋吊装后拱肋位移图图4-8 最大拱跨钢箱拱肋合龙后应力图图4-9 最大拱跨钢箱拱肋合龙后位移图图4-10 最大拱跨吊杆横梁安装后拱肋应力图图4-11 最大拱跨吊杆横梁安装后位移图图4-12最大拱跨桥面板吊装及系杆二次张拉拱肋应力图图4-13 最大拱跨桥面板吊装及系杆二次张拉位移图4.2.3主梁和主拱的线形控

37、制和测量需达到的预期要求对主梁线形各控制点的标高进行预抛、测量和修正,使主梁在施工后的标高值和结构线形满足设计要求。通过对动漫桥主桥各道主拱施工工序的控制,使动漫桥主拱施工中和施工完成后的空间坐标和线形满足设计要求。动漫桥施工关键点在于吊杆张拉和体系转换,在体系转换期间,主梁的位移,主拱的空间位置及线形满足设计要求。主梁和主拱的线形控制和测量方法浑河动漫桥施工过程结构位移监测和控制十分重要,该部分工作不仅要求在大桥施工完毕后,结构线形符合设计要求,而且施工过程位移观测是保证结构安全的重要措施之一。因此在施工过程中对浑河动漫桥的位移监测如下安排:施工监控小组进驻现场后,首先进行下述工作:(1)

38、复测现有控制网检查现有平面控制点和高程控制点的点位稳定性,复查相关边长、角度、高差,计算现有控制网的实际精度。(2) 加密控制网根据监测需要,在场内已有控制点的基础上建立施工监测监控控制网,平面控制点采用全站仪交会法加密,高程控制点主要通过几何水准测量增加工作基点来加密。对于浑河动漫桥结构位移监测分为以下几个部分进行: 拱肋标高和位移观测标高观测反映各工序前后或某一特定时段内结构挠度的实际情况。标高观测即是正在吊装节段施工的依据,也是获得已施工结构挠度实际情况的必要手段,以此为依据,对结构参数进行识别和调整,从而确定后续节段吊装标高、吊杆无应力下料等等。白天吊装施工时,可针对吊装时的实际温度对

39、吊装标高进行适当修正,但标高观测及调整的时间,应安排在次日早上太阳出来半小时之前完成,使结构经过一昼夜的热交换后大致处于均匀温度场的状态下进行,待标高观测及调整之后,方进行节段之间的联接。每一拱肋节段的端截面梁顶设立1个标高观测点。当前拼装拱段跨中截面设立两个临时标高观测点,作为当前拱肋节段拼装截面调整定位标高校核使用。用全站仪测定拼装点的竖向坐标,即高程。拱肋位移监测主要采用在拱肋上安装棱镜,用高精度全站仪进行观测。拱肋位移测试工况如表4-3。拱肋位移测试工况 表4-3 序号工况位移测试节点1工况一拱肋节段拼装后;2工况二拱肋节段吊装后;3工况三拱肋合龙后;4工况四吊装支架拆除后;5工况五吊

40、杆、横梁施工后;6工况六系杆张拉后;7工况七预制p梁铺设后;8工况八桥面铺装施工后。监测点主要布置在吊杆处,如图4-14。图4-14 拱肋标高测点布置装立面图 吊装支架偏位测量在每个吊装支架顶部设2个位移观测点,在观测点安装棱镜,并做好防护装置和标识以免施工破坏。在拱肋吊装施工时,定时用全站仪测定吊装支架位移测点的坐标;在边段吊装到位和中段吊装施工之间的时间段内,应定期观测位移测点的坐标。遇到特殊情况应加密观测频率,确保钢箱拱肋施工安全。 主梁平面位置和标高控制本工程主桥型桥面板为预制板,从桥梁两端向中间逐孔安装,桥面板主梁的安装基本对称进行,避免引起横梁扭转或两端高低差别过大。在桥面板安装前

41、复核横梁的中心点位置和标高,放样定出安装梁位置线,在桥面板安装过程中,设置标高控制点,实时监测桥面板安装时横梁的位置,在桥面板安装就位后及时复核位置是否正确,间距是否符合设计要求,并对桥面的标高进行测量。监测点主要布置在墩顶横梁处、吊杆处,见图4-15。图4-15 横梁及预制p梁施工标高测点布置图 拱脚处水平变位和沉降测量在拱脚上下游各设一至两个测点,用全站仪测试。测点位置选在主梁顶面便于观测的可靠位置处,测点注意保护。4.2.4应力控制和测量需达到的预期要求在施工期间对关键断面进行应力跟踪测量,以保证结构在施工期的受力安全。应力监测部位包括主梁关键断面和主拱关键断面。应力测量值须与相应理论值

42、进行对比,以修正理论计算结果,并指导下一阶段施工。4.2.4.1拱肋应力监测钢管混凝土拱肋应力、应变观测断面初步选择在拱脚、钢混结合处、1/4跨以及拱顶截面,施工过程中应力控制截面以及成桥后活载作用控制截面的应力测点布置在拱肋上、下缘位置,监测其应力变化情况。拱肋应力测试采用表贴式应变计和相应的测试仪器。拱肋应力传感器位置见图4-16所示。图4-16 拱肋应力测点布置图钢结构应力监测结果在每个施工节段完成后提供。当应力水平达到60%钢材允许强度或超过误差范围时提供预警。(2)横梁应力监测每孔桥梁选端横梁和中横梁各一根,监测断面为横梁跨中和梁端。在每个断面上、下边缘设监测点,监测其应力变化情况,

43、测点均沿横桥向布置。测点布置断面图见图4-17。图4-17 横梁应力测点示意图(3)吊装支架应力监测拱肋吊装施工时吊装支架的监测采用实时监测方式,根据具体吊装支架施工图纸和理论计算值确定测试点位置,布设应力传感器。在主拱吊装施工过程中实时采集吊装支架关键部位的应力测试值,实时分析并且设置预警值。一旦数据异常,应立即停止施工,查明原因后再进行后续工作。4.2.5 吊杆力控制测量需达到的预期要求从施工控制角度详细计算并提供动漫桥各吊杆的施工张拉力张拉顺序,在体系转换期间跟踪测量各吊杆力,以得到吊杆的实测值。吊杆力实测值必须与相应理论计算值进行对比,以修正理论计算结果,并指导下一阶段施工。监测点布置

44、:每根吊根设置一个测点。吊杆索力测试的准确性直接关系到拱肋内力和拱肋线形,乃至关系到施工安全,因此,在施工控制中,必须确保吊杆索力测试结果的准确性。由于动漫桥吊杆有长有短,对于特别短的吊杆,吊杆抗弯刚度以及支座条件将对频率法测量拉力产生一定的影响,吊杆自振频率与拉力之间的关系需要经过一定的修正,修正项可以通过理论计算得到,也可以通过标定拉力的办法确定。为了增强可靠性,本方案将采用标定拉力的办法实现,具体流程是:对于每一根不同类型长度的的吊杆,在第一次张拉时,通过把锚索计安装于张拉端工具锚处,测量出吊杆的实际拉力;同时采用脉动法测量出吊杆的实测频率,在此基础上获得吊杆频率与拉力关系式的修正系数。

45、在施工过程中实时监测吊杆拉力变化,同时,也能修正此类型号吊索的频率测量结果,成桥以后可用于吊杆拉力的长期监测。采用频谱分析法对全桥斜拉及水平索力进行测试,这种方法利用临时紧固在索上的高灵敏度传感器拾取吊索在环境激振下的脉动信号,经过滤波、放大后进行谱分析,根据频谱图来确定缆索的自振频率,进而求得索力。根据对多座索结构桥梁的索力测试结果的分析,对于较长的吊索索力测试的精度可控制在5%之内。索力计算公式如下:式中:T索力(N)w单位索长的重量(N/m)fn索的第n阶自振频率(Hz)L索的计算长度(m)n索自振频率阶数g重力加速度(9.80m/s2)F索自振基频分析的结果最后可以反映在频谱图上,各阶频率接近于等间距的,其间距值大小即等于基频fm。在实际

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