吴淞江主桥589458m连续梁施工监控专项方案

嘉闵高架新建工程JMB1-2标吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案中交第三航务工程局有限公司嘉闵高架JMB1-2标项目部2013年12月中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案I目录1.项目概况与特点........................................12.施工监控的必要性目的与目标.............................22.1施工控制的必要性.................................22.2施工控制的目的目标...............................23.施工监控内容与方案....................................43.1施工控制参数的选取...............................43.2监控计算内容.....................................43.1.1施工过程模拟计算分析.......................43.1.2立模标高的确定.............................43.3监控测试内容与方案...............................53.3.1挠度观测...................................53.3.2应力观测...................................73.3.3温度观测...................................93.3.4各施工阶段的监测任务.......................93.4施工监控试验项目................................104.施工程序及异常情况的对策..............................124.1施工程序........................................124.2施工监控基本工作流程............................124.3异常情况对策....................................145.施工监控最终目标及成果形式............................15中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案II6.施工监控组织形式及职责...............................166.1监控中各单位的工作协作..........................166.1.1业主......................................166.1.2设计单位..................................166.1.3施工单位..................................166.1.4监理单位..................................166.2监控现场结构组织方案............................176.3施工监控工作流程示意图..........................177.研究工作布署（包括人员、设备等进场计划等）............197.1人员及设备配备..................................197.2施工监控实施进程表..............................197.3仪器进出场时间安排..............................198.施工监控工作表格样本..................................218.1施工监控指令表..................................218.2主梁应力测量记录表..............................218.3主梁标高测量记录表..............................22中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案11.项目概况与特点上海嘉闵高架路主线高架K30~K32孔、东侧地面机动车道桥EK9~EK11孔、西侧地面机动车道桥WK9~WK11孔为吴淞江主桥。桥梁跨径为（58+94+58）m。主桥下方中央位置悬挂地面人非桥，人非桥跨径为单跨94m。主线高架主桥上部结构为58m+94m+58m=210m的变高度预应力混凝土连续箱梁，分上行、下行两幅桥梁。单幅桥箱梁梁高2.8~7.0m，梁底按二次抛物线线型变化；单幅箱梁顶宽15.85m，底宽9.9m；顶板厚250mm，底板厚250~750mm。单幅桥箱梁为单箱双室，腹板为直腹板，腹板厚400mm~800mm。主桥位于超高渐变段，道路横坡变化通过调整箱梁腹板高度实现。箱梁仅在支点处设横梁，中横梁厚度为1.5m；29号墩端横梁采用下牛腿断面，横梁厚2.0m，高3.4m，牛腿高度1.55m；32号墩端横梁采用矩形断面，横梁厚1.0m。单幅桥箱梁支点采用两支座，边墩支座间距5.5m，中墩支座间距5.0m。单幅桥箱梁采用三向预应力体系，按全预应力混凝土构件设计。两幅箱梁之间地面人非桥主桥悬杆处设横隔梁，横隔梁高800mm，顺桥向宽度1000mm。两侧的地面机动车道桥主桥上部结构为变高度预应力混凝土连续箱梁，桥宽17m，梁高2.8m~5.8m，梁底按二次抛物线线形变化。结构型式与主线高架桥基本一致，桥宽增加通过顶板悬臂宽度增加调整。地面人非桥主桥为钢箱梁结构，梁高1.0m，顶宽10m，底宽6.786m，箱梁底面开口，沿纵向共4道腹板，腹板间距为1.8m~2.7m。悬杆采用两杆对称布置，横桥向间距5.4m，顺桥向间距6m~7.4m。悬杆长度为12.653m~16.463m。主线高架、地面机动车道桥主桥采用悬臂挂篮施工方法。以主线高架主桥单幅桥为例，单个悬臂共分13个节段，其中0#块长6m，1#～2#块长2.5m，3#～6#块长3.0m，7#～10#块长3.5m，11#~13#块长4.0m，中孔合拢段长2.0m。节段最大重量为153.73t。边孔在29号墩侧设置10.95m长的等截面支架现浇节段；在32号墩侧设置9.95m长的等截面支架现浇节段。边跨合拢段长2m。地面机动车道桥主桥的节段划分与之类似。地面人非桥主桥采用悬挂悬杆，逐段拼装钢梁的施工方法。中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案22.施工监控的必要性目的与目标2.1施工控制的必要性大型桥梁，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。同时，施工控制的结果为大型桥梁实行长期监测提供原始依据，是桥梁运营状态监测的起点。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素，事先难以精确估计，以采用悬臂浇筑的预应力混凝土连续梁桥为例，材料的弹性模量、混凝土徐变收缩、挂篮重量取值、施工中偏载、有效预应力大小和温度对结构的非线性影响等因素，在设计时很难准确把握，所以必须在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应的调整，使桥梁建成时最大可能地接近设计状态。根据以往连续梁桥施工控制的经验，影响施工过程中桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面：1.桥梁施工临时荷载2.浇筑主梁混凝土超方量及墩两侧悬臂重量不平衡3.挂篮定位时的温度影响4.预应力张拉及预应力损失的误差5.挂篮非弹性变形6.混凝土弹性模量7.混凝土徐变及收缩8.合拢工序错位引起的误差当上述因素与估计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积，所以施工控制是大跨桥梁施工过程中不可缺少的工序。2.2施工控制的目的目标对于悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，施工控制就是根据实际施工过程进行施工阶段计算，确定出各节段的立模标高，并在施工过程中进行施工监测，以此来保证成桥后桥面线形以及结构内力状态符合设计要求。中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案3连续梁桥进行施工控制的目的就是确保施工过程中主桥结构的可靠度和安全性，保证成桥后桥面线形及受力状态符合设计要求。本施工监控项目的目标为：①线形：全桥建成后在设计基准温度下：主梁竖向线形误差：±20毫米，且线形匀顺桥面中线偏位：10毫米同跨对称点高程差：±20毫米②对结构内力的控制精度目标为：在成桥状态下实测应力使结构处于安全受力状态。混凝土结构应力误差：相对于计算应力±20%。并且：混凝土结构不出现拉应力，普通钢筋混凝土构件压应力不超过混凝土材料轴心抗压强度设计值的0.8倍，预应力混凝土构件压应力不超过混凝土材料轴心抗压强度设计值的0.7倍。中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案43.施工监控内容与方案3.1施工控制参数的选取施工控制计算考虑的因素主要有：1）、施工方案与施工荷载由于预应力混凝土连续梁桥的恒载内力与施工方法和架设程序密切相关，施工控制计算前首先对施工方法和施工程序作较为深入的研究，并对主梁施工期间的施工荷载给出一个较为精确的数值。2）、预加应力预加应力直接影响结构的受力与变形，施工控制中将在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度。3）、混凝土收缩徐变计算时，计入混凝土收缩徐变的影响。4）、温度温度对结构的影响是复杂的，对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测中采取一些措施如指定观测时间和建立误差分析方法等予以消除，减小其影响。5）、几何非线性影响在施工控制计算中将考虑几何非线性的影响。6）、施工进度施工计算将按实际的施工进度分别考虑各个部分的混凝土收缩徐变变形。3.2监控计算内容3.1.1施工过程模拟计算分析连续梁桥施工控制计算根据设计资料提供的设计线形，采用前进分析法模拟主桥结构的实际施工历程。3.1.2立模标高的确定在连续梁的挂篮悬臂现浇施工过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为良好；如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大中交第三航务工程局有限公司吴淞江主桥58+94+58m连续梁施工控制专项方案5的偏差。可以说，连续梁的线性控制主要是立模标高的确定。众所周知，立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形（挠度）。其计算公式如下：gliiiiisjilmiffffffHH54321式中：lmiH—i位置的立模标高（主梁上某确定位置）；sjiH—i位置的设计标高；if1—由梁段自重在i位置产生的挠度总和；if2—由张拉各预应力在i位置产生的挠度总和；if3—混凝土收缩、徐变在i位置引起的挠度；if4—施工临时荷载在i位置引起的挠度；if5—二期恒载在i位置引起的挠度；glf—挂篮变形值。其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘出挂篮荷载—挠度曲线，进行内插而得。而if1、if2、if3、if4、if5五项在前进计算分析的结果中可以得到。3.3监控测试内容与方案为了确保连续梁桥施工控制的顺利实施，施工过程中各项技术参数的准确测定至关重要，它是施工控制的必要初始参数，它为施工计算提供了实测依据，是最终实现施工控制目的的最关键的一步。预应力混凝土连续梁桥的测试重点包括两个方面的内容：变形观测和内力监测。通过变形观测，严格控制箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏