宜昌桥监控细则

1宜万铁路宜昌长江大桥主桥施工监测监控细则目录1、工程概况……………………………………………………………………………12、施工监测监控的目的及方法………………………………………………………12.1、施工监测监控的目的………………………………………………………12.2、施工监测监控的方法………………………………………………………13、施工监测监控内容…………………………………………………………………23.1仿真分析计算……………………………………………………………………23.2施工控制有关的基础资料及试验数据的收集…………………………………23.3施工监测监控工况划分…………………………………………………………23.4监测监控主要工作………………………………………………………………33.5箱梁预拱度指令和线型控制……………………………………………………33.5.1、主梁立模标高的测量……………………………………………………33.5.2、主梁标高及挠度测量……………………………………………………43.5.3、精度控制…………………………………………………………………43.6拱肋线型控制……………………………………………………………………43.6.1、桥面支架拼装拱肋线型控制……………………………………………43.6.2、精度控制…………………………………………………………………43.7结构应力-应变测量……………………………………………………………53.7.1、传感器布置………………………………………………………………53.7.2、钢弦应变计埋设…………………………………………………………73.7.3、结构应力测量……………………………………………………………83.7.4、测试应力误差分析及比较………………………………………………83.8裂缝观测…………………………………………………………………………84、实施中的总体要求…………………………………………………………………95、施工监测监控表格………………………………………………………………105.1、表格类型…………………………………………………………………105.2、表格编号规则埋设………………………………………………………1021、工程概况新建宜万铁路于湖北省宜昌市跨越长江，宜昌大桥主桥为130m＋2×275m＋130m连续刚构柔性拱组合桥式结构，为当前世界上同类型最大跨度结构。结构采用刚性梁柔性拱，受力上梁拱共同作用，有效降低了主梁高度及结构自重，施工中先梁后拱，拱肋桁架利用连续刚构桥面拼装，充分发挥了梁、拱结构的优点。大桥主梁采用单箱双室截面箱梁，中支点处/中跨中梁高14.5m/4.8m，两边腹板为斜腹板。主梁顶板全梁等宽14.4m，中支点处箱梁底板宽9.2m，跨中处箱梁底板宽12.727m。拱肋计算跨度264m，矢高52.8m，矢跨比1/5，拱轴线为二次抛物线。每片拱肋由4-φ750mm钢管混凝土组成，由横向平联板、竖向腹杆连接成为钢管混凝土桁架，每跨拱肋布置11道横撑。吊杆顺桥向中心间距10m；两边主墩采用双壁墩柱，中主墩为空心单柱墩。承台尺寸为17.0m×23.0m×5.0m（纵×横×厚），均采用12φ3.0m钻孔柱桩。2、施工监测监控的目的及方法2.1、施工监测监控目的施工监测监控的目的就是确保主桥在施工过程中结构受力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后的线型符合设计要求，结构恒载内力状态达到或接近设计期望。2.2、施工监测监控方法主梁标高通过调整梁段前端点立模标高进行优化；拱肋线型控制，主要是精确计算出每段桁架拼装时前端点支架定位标高，确保合龙时的线型符合设计要求。主梁及钢管砼拱肋的内力调整，主要通过调整预应力张拉应力、吊杆力、合拢温度、加临时配重压载合拢等手段，使实际结构受力尽量接近设计期望状态。3、施工监测监控内容3.1、仿真分析计算大桥施工设计过程中，根据设计拟定的施工方法、规范规定的标准设计参数对全桥所有施工及运营阶段进行了全面分析检算，得到了结构各截面在不同状态下的3应力分布，并给出了成桥后的结构目标线性状态和梁拱各节点预拱度值。本桥主梁采用悬臂挂篮现浇施工，钢管混凝土拱肋采用预制拼装转体施工，施工阶段多、跨越时间长。桥梁结构的变形与应力状态受材料弹性模量、容重、截面尺寸、预应力施加的大小、各施工阶段时间等各种因素影响，因此实际结构的应力状态及变形与设计时计算出的理论值有一定差别。为确保结构受力与线型满足设计要求，需要在施工控制过程种，根据大桥实际的施工过程、实际材料弹性模量、容重等，对结构进行全面分析计算，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，作为施工控制的基础。3.2、施工控制有关的基础资料及试验数据的收集⑴混凝土容重以及龄期为3、7、14、28、90天的弹性模量。⑵气候资料：晴雨、气温、湿度。⑶阶段实际工期长。⑷挂篮重量与前端点的弹性和非弹性变形值。⑸其他施工荷载重及其在桥上布置位置。⑹预应力锚下张拉控制应力。⑺拱肋拼装支架的分布、重量、刚度等参数。3.3、施工监测监控工况划分⑴各节段箱梁悬臂施工分为：梁段混凝土悬浇后（预应力索张拉前）和梁段预应力索张拉后两个阶段；⑵边跨合拢及相应阶段预应力索张拉；⑶中跨合拢前施加对顶力阶段⑷中跨合拢及相应阶段预应力索张拉；⑸桥上架立拱肋支架；⑹支架上拼装拱肋桁架；⑺拱肋竖转；⑻拱肋合拢及拱脚固结后；⑼拱肋各弦管（平联板）内混凝土灌注后；⑽拱肋扣索及墩顶塔架拆除后；4⑾第一批次各吊杆张拉后；⑿二期恒载铺装完成后；⒀第二批次各吊杆张拉后。3.4、监测监控主要工作⑴通过计算，得到各工况下桥墩、主梁及拱肋各关键截面的应力与线型状态；⑵根据收集试验数据和基础资料，修正设计参数，预告挂篮定位标高；⑶确定每段拱肋桁架拼装时前端点支架标高，保证拱肋合拢线型；⑷监测各种工况下桥墩、主梁及拱肋各关键截面上的应力、挠度；⑸主拱肋合拢后拱脚截面，L/4截面及拱顶截面的应力和各节段拼接处标高测量；⑹主拱肋灌注砼后各控制截面的应力及线型测量；⑺重点部位的裂缝观察；⑻成桥后测量各控制截面应力和挠度。3.5、箱梁预拱度指令和线型控制3.5.1、主梁立模标高的测量⑴测点布置：立模标高的测点位置见图3-1中的“|”所指处，即：底板底两侧模板两个特征位置。图3-1箱梁截面立模标高测点位置示意图⑵测量方法：用水准仪或高精度全站仪测量立模测点标高。⑶测量时间：尽量选择在凌晨7:00以前或傍晚18:00之后。3.5.2、主梁标高及挠度测量⑴测点布置：在每一梁段前端点顶板两侧设立两个标高观测点，同时也作为坐标观测点，主梁标高及挠度测点示意图如图3-2所示。测点须用短钢筋预埋设置或用15红漆标明。通过对应测点的高程关系，可换算处侧点主梁挠度。⑵测试方法：用水准仪或高精度全站仪测量测点标高。⑶测量频率：按各节段施工次序，每一节段按两种工况（即浇筑混凝土后即梁段预应力所张拉前、预应力索张拉后）对主梁挠度进行测量。⑷测试时间：尽量选择在凌晨7:00以前或傍晚18:00之后。图3-2主梁挠度测点布置图3.5.3、精度控制主梁悬臂浇筑时，施工控制精度如下：⑴立模标高允许偏差：±5mm⑵局部线型控制要求相邻节段相对标高误差：±10mm。⑶已浇梁段以及成桥后主梁系统控制误差标高误差：±L/6000，其中L为跨径；⑷同跨对称点高程差≤20mm；⑸合拢段相对高程差≤10mm。3.6、拱肋线型控制3.6.1、桥面支架拼装拱肋线型控制桥面搭设支架，修正每段桁架拼装前端点支架标高，确保合龙时的线型符合设计要求。3.6.2、精度控制⑴两半跨对称点高程差：偏差同号且△≤20mm⑵拱肋拱顶竖向偏差：＜L/4000（66mm）⑶拱肋L/4处竖向偏差：＜L/5000（52.8mm）63.7、结构应力—应变测量通过结构的应力——应变测量，一方面可以掌握结构实际受力状态，另一方面用来评价施工质量。本桥选用钢弦式应变传感器，其量程大、精度高、非线性范围大、零漂、温漂范围微小，对测量精度基本无影响，且自身防护破损的能力好，便于长期观测，是混凝土应变测量较理想的传感元件。3.7.1、传感器布置⑴桥墩桥墩测试截面在两边主墩（11号、13号）墩顶受拉侧共4个测试截面，传感器布置见图3-3所示。主跨方向边跨方向桥轴中心线图3-3宜昌长江大桥桥墩应力监测传感器布置图桥墩所有传感器的导线引至0号块箱内处，如图3-4。7传感器传感器连接线图3-4桥墩传感器导线布置图⑵箱梁箱梁应力测试截面选择在0号块附近(悬臂梁根部)、L/8、L/4和合拢段(L/2)等关键截面处(L为桥梁主跨长度)，共22个测试截面，见表3-1。表3-1宜昌长江大桥主梁应力监测传感器布置位置梁段编号传感器布置位置传感器个数梁段个数传感器小计墩顶S0、M0两端截面顶板顶3318腹板中318底板底318边跨L/4S7前端顶板顶326底板底36边跨L/2S16前端顶板顶326腹板中36底板底368中跨L/8M7前端顶板顶3412底板底312中跨L/4M16前端顶板顶3412腹板中312底板底312一个主跨M21前端腹板中326中跨中M30中间底板底326主梁每个截面所有传感器的导线均引至箱内的一侧检查通道上，主梁测试截面应力传感器及导线布置详见图3-5（同中示意了9个传感器布置、部分截面有所不同）。箱内检查通道H/2箱内检查通道H/2H主梁图3-5主梁截面应力监测传感器及导线布置图⑶拱肋拱肋在拱脚、L/4处、拱顶共计10个截面、每个截面均布置8个传感器，分别焊接固定在上弦管的上缘、下弦管的下缘。并将各截面传感器导线用保护套管引至拱脚处，以便于测试。3.7.2、钢弦应变计埋设对于梁体与桥墩传感器埋设，在混凝土浇筑前，在控制截面位置将钢筋断开，用套筒将钢弦应变计固定在箱梁上、下缘纵向钢筋或桥墩主筋上。对于拱肋，在拼装前，在控制截面位置用焊接方法将钢弦应变计固定在钢管表面。为保证埋设的钢弦应变计有较高的成活率和测量精度，需对埋设的应变计特殊处理和进行多项检查。首先，为防止外界电磁场干扰，全部采用多股铜芯屏蔽线；其次，由于监测属于长时间稳定性测量，且连接线较长，对连接线采用焊接，并在9接头处用绝缘胶布反复包扎，再用703硅胶进行密封；然后用万用电表测量有无断路，检查引线与被测构件有无短路。在操作中尽可能准确地使钢弦应变计与纵向应力方向保持一致。在安装传感器之前对传感器进行标定，确保数据采集的准确。3.7.3、结构应力测量混凝土箱梁结构在悬浇过程中，按下述两个工况循环推进：①混凝土浇筑、养生，即梁段预应力张拉前；②梁段预应力钢绞线张拉后。分别对以上两个施工阶段情况下的应力进行跟踪监测；然后对体系转换后箱梁结构各工况改变后的应力进行监测，直至全桥竣工。在每一施工阶段，各工况测量时的温度变化不宜太大。通过在拱肋的拱脚、L/4、拱顶截面上下缘布置传感器，对拱肋合拢、灌注管内混凝土、吊杆张拉、桥面铺桩等各施工阶段，测量钢管应变，监测拱肋内力状态。3.7.4、测试应力误差分析及比较桥梁结构的实际状况与理论状况总是存在着一定的误差，主要由设计参数误差、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等综合因素干扰所致。只有通过理论分析、误差分析等手段，使测试应力结果尽可能地接近于实际结构，才能较准确地掌握结构的真实应力状态。宜昌长江大桥共需布置248个传感器。通过传感器测量箱梁的受力情况，获取控制截面的全部应力分布信息；并与设计值比较，做出合理的评价，并及时将分析结果反馈给设计、现场监理和施工单位等，完成信息化施工控制全过程。3.8、裂缝观测根据结构计算和实测的桥梁结构应力情况，做好关键截面、关键部位（出现拉应力）的表面裂缝观测工作，检查是否有裂缝出现，并做好记录。4、实施中的总体要求⑴所有观测记录必须注明施工状态、日期、时间、天气、气温、桥面特殊施工荷载和其它突变因素。⑵每一节段预应力索张拉后，由监控方进行数据分析处理后，给出下一箱梁立模预拱度值。⑶立模控制指令经监控、设计等单位签认后，施工单位方可执行。10⑷施工监测监控如图4-1所示。图4-1箱