京沪高铁-虹桥站相关工程-高速动车出段线特大桥(60+100+60)m连续梁施工监控方案

北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60+100+60）m连续梁桥（中心里程：YGJK003+035.842）施工监控方案中南大学土木工程检测中心二○○九年五月北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60+100+60）m连续梁桥（中心里程：YGJK003+035.842）施工监控方案编制：审核：审批：中南大学土木工程检测中心二○○九年五月目录目录1、桥梁概况......................................12、施工监控的必要性和目标........................23、施工监控的难点和关键点........................44、施工监控的主要依据............................55、施工监控的主要内容和测点布置..................66、数据分析、反馈控制及预测预报.................177、施工监控工作的实施...........................198、施工监控组织实施.............................2010、施工监测提交的成果..........................2511、施工监测责任及服务承诺......................2512、仪器、设备及元件............................2613、施工监控监测用表............................27京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案1北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60+100+60）m连续梁桥（中心里程：YGJK003+035.842）1、桥梁概况中铁第四勘察设计院集团有限公司设计的北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程－高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁（图号：京沪高徐沪施图Ⅵ（桥）-虹桥-1-3）为京沪高速铁路虹桥站相关工程－高速动车出段线跨越吴淞江的通道，中心里程YGJK003+035.842，其总体布置如图1所示。本桥为60＋100＋60m变高度连续箱梁，中支点处支座中心连线与线路法线夹角大约为40度。上部结构采用单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长221.5m，中支点处梁高6.6m，端支座处及边跨直线段和跨中处为3.8m，边支座中心线至梁端0.75m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=301.579m。箱梁顶板宽12.6m，箱梁底宽6.7m，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度由跨中的40cm按圆曲线变化支中支点梁根部的98.5cm，中支点处加厚至200cm，腹板厚60～80、80～100cm，按折线变化；全桥共设置7道横隔梁，分别设于端支点、中支点和中间跨跨中截面，中支点处两个支座下方对应设置厚2.0m的中横隔梁，间距4.2m，边支点处设置厚1.5m的端横隔梁；跨中合拢段处设置厚0.8m的中横隔板。各横隔板均设进人孔。箱梁截面如图2所示。图1京沪高铁虹桥站－高速动车出段线特大桥60+100+60m连续梁桥总体布置京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案2图2中支点及跨中截面梁体按全预应力设计，设纵向、横向和竖向三向预应力。主梁纵向预应力采用12-jφ15.20mm、19-jφ15.20mm两种规格的钢绞线，配套使用OVM15-12、OVM15-19型锚具；主梁横向预应力采用4-jφ15.20mm钢绞线，配套使用BM15-4型锚具；钢绞线标准强度pk1860fMPa=，弹性模量5p1.9510EMPa=×。主梁竖向预应力采用标准强度pk830fMPa=，直径为φ25mm的高强精轧螺纹粗钢筋，采用JLM-25型锚具。混凝土采用C60混凝土。连续梁桥为超静定结构，具有结构连续、结构刚度大的特点。本桥采用变高度变截面连续箱梁，在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，其绝对值大于跨中截面弯矩，采用变截面符合梁的内力分布规律，同时，本桥采用挂篮悬臂灌注法施工，变截面梁与施工的内力状态相吻合。2、施工监控的必要性和目标2.1施工监控的必要性和目标连续梁桥作为超静定桥跨结构，其成桥的梁部线形和内力与施工方法有着密切的关系，也就是说不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。本桥采用悬臂挂篮施工，施工过程中存在结构体系转换，即T构→双悬臂梁→连续箱梁，受力状态复杂。另一方面，由于各种因素（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等）的影响，以及测量等方面产生的误差，结构的理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差，尤其值得注意的是，某些偏差（如主梁的标高误差、轴线误差等）具有累积的特性。若对这些偏差不加以及时有效的调整，随着施工的进行，梁悬臂长度的增加，京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案3主梁标高会显著偏离设计值，其几何位置会显著偏离设计值，最终可能导致合拢困难、成桥线形与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件及经济性等方面带来不同程度的影响。为了保证桥梁施工质量和施工安全，使桥梁的线形和内力达到设计的预期值，桥梁施工监控是不可缺少的。所以，在施工过程中对此桥进行施工监控是非常必要的。根据以往同类桥梁施工及控制经验，并根据该桥的具体情况，估计在悬臂浇筑连续箱梁施工过程中影响桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面：z桥梁施工的临时荷载，包括挂篮、机具、人员重力等；z挂篮几何变形和弹性变形的影响；z日照影响；z混凝土浇注方量的控制；z混凝土容重；z混凝土弹性模量；z混凝土收缩及徐变的影响；z混凝土浇筑阶段温度的影响；z箱梁温度场分布的影响；z箱梁合拢段温度的影响；z混凝土参与受力龄期的影响；z预应力损失产生的影响；z其他若干因素。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，必然导致施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积。所以施工监测和控制是大跨度施工过程中不可缺少的工序。北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程－高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁（图号：京沪高徐沪施图Ⅵ（桥）-虹桥-1-3）施工监控的目的是，通过对已完成的工程状态和施工过程的监测，收集控制参数，分析施工中产生的误差，通过理论计算和实测结果的比较分析、误差调整，预测后续施工过程的结构形状，提出后续施工过程应采取的技术措施，调整必要的施工工艺和技术方案，使成桥后结构的内力和线形处于有效的控制之中，并最大限度地符合设计的理想状态，确保结构的施工质量，保证施工过程与运行状态的安全京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案4性。北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程－高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁（图号：京沪高徐沪施图Ⅵ（桥）-虹桥-1-3）施工监控的目标是：把大跨度桥梁施工控制的理论和方法应用于本桥的实际施工过程，对大桥施工期间的线形、应力等内容进行有效的控制和合理的调整。根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段应力与变形数据，及时分析各施工阶段中实测值与设计预测值的差异并找出原因，提出修正对策，以协助施工单位安全、优质、高效地进行施工，并确保在全桥建成以后桥梁的内力状态、线形与设计尽量相符。2.2施工监控的基本原则根据预应力混凝土连续箱梁桥主要承受弯、剪的特点，主桥施工控制的主要原则是变形和应力的综合考虑，其中以变形控制为主，严格控制各个控制截面的挠度和轴线横桥向偏移，同时监控应力（变）发展情况。上述策略的制定主要考虑到虽然挠度和内力都能反映结构的当前状态，但应力反映的是箱梁截面上某一点的受力情况，而挠度是某一截面上所有点受力情况的综合反映，是结构的整体表现，挠度控制属于宏观控制，应力控制相对来说属于微观控制。此外，挠度测量除了受外界温度的影响（该影响是可以进行修正的）外，受外界的其他因素干扰小，能够达到控制精度；而应力测量则受外界因素影响较大。所以，考虑外界环境因素（温度、湿度等）、施工附加荷载等对实测应力、变形的影响，选择温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强，适合于长期观测的应力和变形测量系统。3、施工监控的难点和关键点随着桥梁建设的快速发展，悬臂浇筑法已成为大跨度预应力混凝土连续梁桥广泛采用的施工方法。在施工过程中，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度、湿度等诸多因素的影响，往往会出现悬浇梁段的合拢误差较大和成桥线形与设计目标不相吻合，这些是施工中必须认真解决的关键技术问题。本桥的施工监控难点和关键点包括：a.结构跨度大京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案5本桥作为一座高速铁路桥梁，主跨100m，属于大跨度连续梁结构，施工中各种参数（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载）的偏差，以及测量等方面产生的误差，尤其是某些具有累积的特性的偏差（如主梁的标高误差、轴线误差等），都对施工监控的准确分析、预测有很大的影响。b.温度荷载的影响温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，结构的温度次内力或温度次应力易导致结构裂缝。本桥为铁路桥梁，桥宽较窄，箱梁仅带短小悬臂翼板，两侧腹板分别在上、下午受日照，必须考虑横向温度梯度。因此必须加强对温度场的监测控制。c.挂篮荷载的影响本桥采用的是挂篮悬臂浇筑施工，挂篮的刚度和变形（弹性、非弹性）对主梁的线形会有较大的影响。悬臂浇筑施工过程中，必须保证挂篮的安全和稳定，明确挂篮对主梁结构的作用，消除预测中因对施工工艺模拟不客观引起的误差，以确保主梁的线形和内力在控制之中，保障桥梁施工的顺利安全进行。d.预应力的影响预加应力是预应力混凝土结构内力和变形控制考虑的重要结构参数，但预应力值的大小受很多因素的影响，包括张拉设备、管道摩阻、预应力钢筋断面尺寸、弹性模量等，施工控制中要对其取值误差做出合理估计。e.混凝土的收缩徐变对混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于施工中混凝土普遍存在加载龄期短、各阶段龄期相差较大等引起的，施工监控中要予以认真研究，以期采用合理的符合实际的徐变参数和计算模型。针对上述难点和关键点，在本桥的施工监控中，我们将采用自校正调节适应法来解决上述问题，以保证每一施工阶段结构的内力和线形都处于预测和控制之中，并使本桥最终达到设计要求。4、施工监控的主要依据1)新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定（铁建设[2007]47号）京沪高铁－虹桥站相关工程高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工监控方案62)铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)3)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)4)铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范(TB10002.4-2005)5)铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-2005)6)铁路桥涵施工规范（TB10203-2002)7)客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）8)铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2001)9)铁路桥涵工程质量检验评定标准（TB10415-98)10)客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设[2005]160号）11)北京至上海高速铁路徐州至上海段虹桥站相关工程－高速动车出段线特大桥（60＋100＋60）m连续梁（图号：京沪高徐沪施图Ⅵ（桥）-虹桥-1-3）设计图纸5、施工监控的主要内容和测点布置施工控制的目的就是通过现场监测和监控计算等手段，对主梁施工过程中结构的内力和位移状态进行有效地监测、分析、计算和