京津城际轨道交通工程某特大桥连续梁施工监控方案

京津城际轨道交通工程某特大桥连续梁施工监控方案2006年8月目录1工程概况..........................................................11.1设计概况......................................................11.2主要技术标准..................................................11.3工程地质条件..................................................21.4气象和水文条件................................................31.5施工中的重点和难点............................................32施工监控目的....................................................33监控的原则及依据...................................................43.1控制原则......................................................43.2监控方案编制依据..............................................53.3监控方法......................................................54监控主要内容......................................................74.1结构施工仿真分析...............................................74.2施工控制有关的基础资料、试验数据的收集........................74.3施工过程结构变位、应变和温度观测..............................84.3.1连续梁挠度和横向偏移测点..................................94.3.2钢筋应力测点..............................................104.3.3混凝土应力测点...........................................114.3.4监测工作中对温度变化影响的考虑...........................125监控实施程序.....................................................126测量精度..........................................................156.1监测仪器及精度...............................................156.2监测频率.....................................................156.3实施中的总体要求..............................................167组织机构..........................................................167.1机构组成.....................................................167.2各单位分工...................................................168监测资料的分析、处理、成果与评价以及信息反馈......................189监测管理体系和质量保证措施........................................20-1-1工程概况1.1设计概况京津城际轨道交通工程位于华北地区，连接北京、天津两大直辖市，地处环渤海湾地区的中心地带，该地区是全国经济、技术最发达的地区之一。本工程起讫自北京南DKXXX～终于天津站DKXXX，全长118.296km。线路经行地区地形平坦开阔，海拔高程40.0m左右。本段施工里程为DKXXX～DKXX，线路全长约6.94km，为跨某特大桥（162#墩～373#墩），总共209墩。桥墩均为桩基基础，桩性为摩擦桩，桩径分别为φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m，桩长30m至60m不等，矩形桥墩的最大墩高为12m。其中，在本段施工里程内的各桥墩之间共有每联三跨的P.C.连续梁四联，分别位于198#～201#墩之间（60+100+60m）、202#～206#墩之间（40+64+40m）、281#～284#墩之间（80+128+80m）、289#～292#墩之间（40+64+40m）。设计使用年限为正常使用条件下100年，抗震设计按照8度烈度地震设防。1.2主要技术标准铁路等级：客运专线；正线数目：双线；最小曲线半径：5500m，北京枢纽内根据减、加速实际情况确定；最大坡度：20‰；线间距：5.0m；减、加速地段按设计速度确定；牵引种类：电力；列车类型：动车组；到发线有效长度：700m；列车运行控制方式：自动控制；行车指挥方式：综合调度集中。-2-1.3工程地质条件根据地质报告资料，本次施工区段均在软土、松软土和地震可液化层等不良地质和特殊地质，需采取相应的工程措施。拟建场地按自上而下的顺序地层分别为：⑩杂填土，层厚约为1.10m；⑩21黄褐色粉质粘土，层厚约为3.10m，硬塑；⑩31灰褐色粉土，层厚约为3.00m，密实，稍湿；⑩21深灰色粉质粘土，层厚约为2.50m，软塑；⑩22黄褐色粉质粘土，层厚约为3.10m，软塑；⑩32黄褐色粉土，层厚约为1.70m，密实，潮湿；⑩53黄褐色细砂，层厚约为2.00m，中密，饱和；○1211浅红色粘土，层厚约为2.20m，硬塑；○1221黄褐色砂质粉土，层厚约为1.70m；○1253黄褐色细砂，层厚约为4.20m；中密，饱和，含少量细圆砾；○1221黄褐色粉质粘土，层厚约为0.70m；硬塑；○1231黄褐色粉土，层厚约为2.30m，密实，潮湿；○1264深褐色中砂，层厚约为1.00m，硬塑；○1231黄褐色粉土，层厚约为1.00m，密实，潮湿；○1221黄褐色粉质粘土，层厚约为5.00m，硬塑；○1212浅红色粘土，层厚约为1.20m，软塑；○1222浅红色粉质粘土，层厚约为3.40m，可塑；○1254深褐色细砂，层厚约为2.10m，密实，饱和；○1212浅红色粘土，层厚约为1.50m，软塑；○1222浅红色粉质粘土，层厚约为2.80m，硬塑；○1232褐黄色粉土，层厚约为2.20m，密实，潮湿；○1212浅红色粘土，层厚约为1.00m，软塑；○1222浅红色粉质粘土，层厚约为2.00m，软塑；○1212浅红色粘土，层厚约为1.60m，硬塑；○1232黄褐色粉土，层厚约为0.80m，密实，潮湿；○1244黄褐色粉砂，层厚约为1.40m，密实，饱和。-3-1.4气象和水文条件本区处于暖温带亚湿润气候大区，按对铁路工程影响的气候分区为温暖地区，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春季多风，秋季干爽且冷暖变化明显。历年平均气温13.5℃，极端最高气温39.9℃，最冷月平均气温-2.1℃；历年平均降水量536.6mm；历年平均风速2.7m/s，最大风速13.0m/s，风向NWN，最多风向及频率9SWS、12C，历年大风日数29.8天；历年最大积雪深度10cm。土壤最大冻结深度0.7m，标准冻结深度0.6m。拟建场地内地下水水位差异较大，在不同的断面里程位置，稳定水位深度从2.20~22.10m不等。1.5施工中的重点和难点总体施工工期为11个月，工期非常紧张。其中现浇连续梁4联12孔，是控制工期的关键性工程。按照建设世界一流客运专线的要求，为确保主要承重结构的正常使用寿命能满足100年的要求，主体工程质量必须实现“零缺陷”，并满足高速列车开行安全性和舒适度的要求。桥梁基础采用钻孔桩，墩身采用矩形墩，桥梁跨度40m的梁部结构采用现浇简支箱梁；在分别跨越大羊坊路、东五环路等位置处，采用P.C连续梁特殊结构跨越。连续梁施工进度是控制箱梁运、架梁进度的关键环节，需组织多作业面平行施工。桥梁沉降变形控制、现浇连续箱梁施工线形及梁的徐变上拱度控制、冬季施工等问题是桥梁施工的重、难点。由于本工程是采用悬臂灌注法施工，施工中要必须保证合拢前两悬臂端竖向挠度的偏差和主梁轴线的横向偏移不超过容许范围和避免施工中主梁截面出现过大的应力等等，这些问题若处理不当，不仅会对结构受力不利，而且可能会使主梁梁底曲线不顺畅，形成永久性缺陷而影响外形美观。2施工监控目的施工监测是施工监控的重要组成部分。大跨径预应力混凝土连续梁桥施工监测的目的就是在悬臂施工过程中，通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和-4-变形来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的安全和稳定，其次保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障。本次监测控制的目的具体可以归纳为以下几个方面：1、观测连续梁在施工过程中的挠度、横向偏移等情况，确保结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求；2、观测连续梁桥在施工过程中及成桥后主梁截面的应力状况，掌握施工过程箱梁内力，使施工过程中不致产生过大的不合理内力及残余力、裂缝，应对其主要截面进行内力监测。3、通过所获得的连续梁和桥墩在施工各阶段中变形的综合信息，进行施工的日常管理，对设计和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。3监控的原则及依据3.1控制原则施工控制主要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差对成桥目标的影响，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。1．受力要求：反映预应力混凝土连续梁桥受力的因素主要是箱梁的截面内力（或应力）状况。通常起控制作用的是箱梁的上下缘正应力，它们与箱梁截面轴力和弯矩有关，因为轴力的影响较小且变化不大，所以弯矩是箱梁中起控制作用的关键因素。2．线形要求：线形主要是主梁的中线偏移与标高、桥墩各组成部分的轴线和标高。成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高要满足设计标高的要求。3．调控手段：调整立模标高是主梁线形调整最直接的手段。将参数误差通过立模标高的调整予以修正。进行立模标高调整，须考虑已建梁段的主梁标高及后续梁段的影响。主梁弯矩控制截面可选为各施工梁段的典型截面，主梁标高控制点可选为每施工梁段前端点。4．预防：参与重大工序与工艺施工方案的审查，消除不必要的人为错误。-5-3.2监控方案编制依据1、本工程相关的勘察、设计图纸或文件及相关会议的精神；2、《京沪高速铁路设计暂行规定》铁建设[2004]157号；3、《铁路桥涵设计规范》（TB10002.1~TB10002.5-2005）；4、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3~2005）；5、中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-93）。3.3监控方法预应力混凝土连续梁桥施工过程比较复杂，影响参数多。如：结构刚度、梁段的重量、施工荷载、砼的收缩徐变、温度和预应力等。求施工控制参数的理论设计值时，都假定这些参数值为理想值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，我们在施工过程中对这些参数进行识别和预测。对于重大的设计参数误差，提请设计方进行理论设计值的修改，对于常规的参数误差，通过优化进行调整。具体流程见图3.1。-6-图3.1施工控制框图1．设计参数识别通过在典型施工状态下对状态变量（位移和应力应变）实测值与理论值的比较