桥梁施工监控方案(初稿)

宁波市轨道交通2号线一期工程宁波大学站～东外环路站清排江大桥施工监控方案宁波工程学院二〇一四年七月目录1工程概况.................................................................................................12施工控制重点分析..................................................................................22.1主跨预拱度计算...............................................................................................22.2合拢施工的控制...............................................................................................23施工控制方案..........................................................................................33.1施工控制的目标和方法...................................................................................33.1.1监控目标................................................................................................33.1.2监控方法................................................................................................43.2施工控制工作计划...........................................................................................63.3施工监控主要工作内容及方法.......................................................................63.3.1施工控制仿真计算................................................................................63.3.2施工控制现场监测方案........................................................................93.3.2施工控制工程量清单..........................................................................154施工控制实施组织................................................................................164.1施工控制组织机构.........................................................................................164.2桥梁建设参建单位在施工控制中的职责.....................................................174.3现场施工控制的协作事项要求.....................................................................194.4现场施工控制的协作事项要求.....................................................................204.4.1现场实施组织......................................................................................204.4.2现场施工控制数据信息交流与工作流程..........................................215施工控制人员及设备配备...................................................................225.1人员及设备配备.............................................................................................225.2施工监控全过程的拟要要使用的软件.........................................................221工程概况宁波市地铁二号线工程宁波大学站～东外环路站区间清排江大桥位于宁波市，该桥主桥上部结构型式为（45+75+45）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，采用挂篮悬臂分阶段浇筑施工法，共分9个节段。箱梁采用单箱单室直腹板断面，顶板宽度为9.2m，板低宽5.0m，支点间距3.4m；箱梁翼缘悬臂长2.1m；支点截面梁高4.5m，跨中及边跨合拢段梁高为2.5m，箱梁梁高按1.8次抛物线变化。全桥的箱梁顶板厚度均为30cm；悬臂浇筑段箱梁底板厚从跨中截面的30cm到支点截面的75cm，且按1.8次的抛物线变化；悬臂浇筑段腹板厚度跨中30m范围内为45cm，中支点31m范围内为70cm，其中设6m范围腹板厚度按40~70cm直线变化，边支点现浇段3m范围内箱梁腹板厚由45~60m按按直线变化；箱梁悬臂板端部厚为20cm，根部厚度为50cm。主跨桥墩ND73、ND74和边跨桥墩ND72、ND75采用基础均采用钻孔灌注桩，桩径均为1.5m，桩长约为65~68m；中跨承台横桥向尺寸10.5m，顺桥向尺寸10.5m，厚3.0m；边跨承台横桥向尺寸6.5m，顺桥向尺寸8.5m，厚2.5m。主跨和边跨桥墩墩身截面尺寸均为3.2×2.8m，墩头尺寸为3.2×2.8m。边墩与简支梁相接设0.7m台阶。该桥主桥桥型布置图如图1-1所示。DN72DN73DN74DN75图1-1主桥桥型布置图(单位:m)12施工控制重点分析根据此类桥梁结构特点，我方的施工控制工作将从以下几个着重点展开进行：1)施工过程中主跨预拱度的准确分析计算；2)多跨连续梁连续刚构组合体系合拢的控制。2.1主跨预拱度计算就施工控制而言，传统的方法是通过预抛高（预拱度）的准确计算使成桥线形满足设计线形的要求，同时通过应力监测确保施工过程中桥梁结构的安全性。这套方法在技术上已基本成熟，但从多年的实践效果看，始终未能克服大跨径混凝土梁桥下挠和开裂的通病。因此，有必要通过对设计、施工方案的优化，提出施工中合理有效的防范措施，以降低问题出现的风险及程度，并努力实现成桥使用阶段的主动控制。在施工控制前期计算分析阶段，我单位可以利用在该领域丰富的积累和已取得的成果，针对连续刚构桥的主要问题，对本桥的设计方案提出优化意见，并根据施工方案和具体流程提出有效的防范措施，为出色完成施工控制任务，避免后期使用中出现类似的通病提供保证。2.2合拢施工的控制预应力混凝土连续梁连续刚构桥，在悬臂施工过程中结构处于静定状态，结构受力简单明确，合拢过程中发生体系转换，结构受力复杂，合理的组织安排多跨连续梁连续刚构组合体系的合拢施工工艺，是为此类桥梁线形控制成败的关键点。在合拢施工过程中常出现的问题有以下几个方面：1①确定的合拢顺序不能随施工进度等因素的影响而进行随意更改；22①合拢段立模时，普通钢筋对跨中底板混凝土防崩裂的影响；3①合拢配重、荷载分布及合拢的标高控制；4①合拢过程温度的控制；5①合拢后体系转换。我监控方会通过对施工过程的模拟计算分析，对于合拢工艺提出合理优化建议，并在施工过程中进行跟踪观测服务，及时对上述各类施工中常出现的影响合拢的关键问题提出处理措施意见。3施工控制方案3.1施工控制的目标和方法3.1.1监控目标通过对桥梁施工中的结构标高，关键截面温度、应力进行跟踪测量，对施工支架等进行复核计算，掌握施工中结构受力情况，对事故起到预警作用，以保证施工过程中的安全。本监控最终目标是使成桥后的线形与设计线形在各测点的误差均控制在规范规定和设计要求的范围之内。为此根据以下规范标准规要求（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；（2）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；（4）《公路工程质量检验评定标准》土建工程（JTGF80/1-2004）；（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；（6）《公路桥梁施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；（7）宁波市地铁二号线工程宁波大学站～东外环路站区间(45+75+45）m连续钢构桥施工设计图；按既定施工方案，该桥建成后在15°C基准温度下，达到如下误差控制水平：1)施工监测总目标是成桥后梁底曲线与设计值误差控制在±3.0cm以内；32)最大悬臂时合拢段两端高差控制在±2.0cm以内；3)主梁竖向线形误差：控制在±2.0cm以内，且线形匀顺；4)桥面中线偏位：1.0cm；5)桥面宽偏差：±1.0cm；6)桥头高程衔接误差：±2.0cm。根据以上总目标，每个施工循环阶段分目标为：1)挂篮定位标高与预报标高之差控制在＜＋1.0cm以内；2)预应力索张拉完后，如梁端测点标高与控制小组预报标高之差超过±2.0cm，需经施工监控单位研究分析误差原因，以确定下一步的调整措施；如有其它异常情况发生影响到标高和应力控制，其调整方案也应经施工监控单位分析研究，提出控制意见。3.1.2监控方法目前根据预应力多跨连续钢构桥挂篮悬臂法施工特点，在节段施工桥梁的施工控制方面提出了如下施工监控的思路。对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是计算模型中计算参数的取值问题。主要是以下几个因素：1）混凝土弹性模量；2）材料的容重；3）混凝土收缩、徐变系数；4）永存预应力；5）挂篮自重等。4与施工中实际情况有一定的差距以及环境温度、临时荷载的影响。要得到比较准确的控制调整措施，必须先根据施工中实测到的结构反应来修正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，当计算模型与实际结构相吻合后，再用计算模型来指导以后的施工，这就是自适应控制的基本原理。在闭环反馈控制基础上，再加上一个系统辩识过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。见图3-1所示。有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量参数估计算法修改理想状态+-控制量输入图3-1自适应施工控制基本原理当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到参数辩识算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一致，得到了修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。这样，经过几个工况的反复辩识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制，常采用的桥梁施工监控流程如图3-2所示。5↓↓↓↓↓↓↓挂篮定位误差浇筑混凝土误差永存预应力误差弹性模量误差温度影响徐变影响计算图式误差标高、应力水平位移、温度截面尺寸弹性模量前期结构分析计算预告挂篮定位标高施工测量误差分析修改设计参数结构计算绑扎钢筋浇筑混凝土张拉预