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1、G104G104 溧阳西段改扩建工程溧阳西段改扩建工程 QL-8-2QL-8-2 施工标段施工标段 南河大桥主桥南河大桥主桥 施施 工工 监监 控控 总总 报报 告告 XXXXXXXX 工程咨询工程咨询( (检测检测) )有限公司有限公司 时间：时间：2014.4.12 目录 I 目目 录录 第一章第一章 工程概况工程概况.1 1.1 结构概况1 1.2 技术指标2 第二章第二章 监控目的与意义监控目的与意义.3 第三章第三章 监控组织与管理监控组织与管理.5 第四章第四章 监控原则与方法监控原则与方法.6 4.1 监控原则6 4.2 监控方法6 4.3 调控手段.7 第五章第五章 结构分析结
2、构分析.9 5.1 施工控制计算的一般原则9 5.2 施工控制的结构计算方法10 5.3 设计参数误差分析与识别11 第六章第六章 主要测试内容主要测试内容.12 6.1 应力监测12 6.2 位移监测16 6.3 温度监测17 6.4 监测工况18 6.5 监测仪器20 6.6 施工控制精度21 6.7 施工控制预警机制21 目录 II 第七章第七章 结构计算与分析结构计算与分析.23 7.1 结构计算23 7.2 前进分析23 7.3 计算模型25 第八章第八章 应力监控成果应力监控成果.28 8.1 分析原理28 8.2 数据分析29 8.3 应力监控小结54 第九章第九章 变形监控成果
3、变形监控成果.56 9.1 挠度影响分析56 9.2 施工误差分析57 9.3 精度控制58 9.4 数据分析58 9.5 变形监控小结.89 第十章第十章 监控结论监控结论.90 附录附录.92 附录 1 监控指令书92 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第一章 工程概 况 1 第一章第一章 工程概况工程概况 1.1 结构概况结构概况 南河大桥位于 104 国道溧阳西段 K1230+878.679 处，跨越芜申运河，属于 104 国 道改扩建工程 QL-8-2 施工标段。大桥设计荷载为公路 I 级，设计速度为 100km/h，桥 面全宽 26.0m=0.5
4、+11.5+0.75+0.5+0.75+11.5+0.5m，大桥分左、右两幅。桥面行车道双 向 2%横坡（坡向两侧） 。 南河大桥主桥上部结构采用 50+80+50m 预应力混凝土变截面连续梁，采用单箱单 室截面，箱梁根部高 4.5m，跨中梁高 2.2m，梁底下缘线采用 1.5 次抛物线。箱梁顶板 宽 12.75m，底板宽 6.75m，两侧翼板悬臂长度 3m，顶板厚度为 28cm，底板厚度 26- 60cm，腹板厚度 45-65cm。顶板单项 2%横坡，底板水平。主梁采用 C50 混凝土，挂篮 悬臂浇筑施工，主梁 0#块现浇段长 10m，悬臂浇筑 14#梁端单个梁端长 3.5m，59# 梁段每
5、个梁段长 4m，边跨支架现浇段长 8.92m，中、边跨合拢段长 2.0m。主桥下部结 构采用实体墩，采用钻孔灌注桩基础，桩基与墩身之间设承台连接，钻孔灌注桩桩径 150cm。 南河大桥立面及横截面见图 1-1，图 1-2： 14#墩11#墩 12#墩13#墩 宜兴句容 最高通航水位4.074 最低通航水位0.804 图 1-1 南河大桥主桥立面布置图 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第一章 工程概 况 2 2% 2% 桥梁中心线 桥梁中心线 675 127525 450 主梁墩顶处截面 675 127525 220 跨中截面 图 1-2 南河大桥主桥主梁截
6、面图 1.2 技术指标技术指标 （1）公路等级：一级公路。 （2）设计行车速度：100km/h。 （3）桥梁设计荷载：公路级。 （4）设计基准期：100 年。 （5）安全等级：一级（大桥） 。 （6）桥梁全宽：26.0m=0.5m（防撞护栏）+11.5m（行车道）+0.75m（波形护栏） +0.5m（中央分隔带）+0.75m（波形护栏）+11.5m（行车道）+0.5m（防撞护栏） 。 （7）桥面横坡：双向 2%（坡向两侧） （8）抗震等级：地震基本烈度度，地震动峰值加速度为 0.1g，本桥属 B 类桥梁，按 8 度抗震措施设防。 （9）通航标准：芜申运河巷道通航等级规划级，净空 707m(侧高
7、 6m、顶宽 66m)， 设计最高通航水位 4.074m。 （10）桥梁设计洪水频率：1/100。 （11）高程坐标系：高程系统采用 85 国家高程基准，坐标系统采用北京 54 坐标系 （中央子午线 11930） 。 （12）环境类别：类。 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第一章 工程概 况 3 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第二章 监控目的与意 义 4 第二章第二章 监控目的与意义监控目的与意义 预应力混凝土连续梁桥的施工过程比较复杂，不仅要经历悬臂浇筑梁段的过程， 还要经历边、中跨合拢以及解除临时约束等体系转换的
8、过程，因此，在整个施工过程 中主梁标高和内力都是不断变化的。通过正、逆迭代计算分析，可以得到各施工阶段 的理想标高和内力值，但由于设计计算是建立在一系列理想化假定的基础上的，而实 际上自开工到竣工整个为实现设计目标而必须经历的过程中，将受到许许多多确定和 不确定因素（误差）的影响，其中包括设计计算模型、材料性能、施工精度、荷载和 温度等诸多方面在理想状态与实际状态之间存在的差异，导致合拢困难，使成桥线型 与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、主梁线形、结构可靠性、行车条件和经 济性等方面带来不同程度的影响。因此，要求在施工过程中，必须实施有效的施工控 制。实时监测、识别、调整（纠偏） 、预测
9、对设计目标的实现是至关重要的。因此，从 某种意义上讲，施工监控成了大跨度桥梁修建中必不可少的保证措施。 桥梁施工过程监控是一项系统工程，主要包括二部分：一部分是数据采集系统， 即监测；另一部分是数据分析处理系统，即监控。施工监测是利用事先在主梁各控制 截面埋设数种性能各异的测试仪器，按现场施工的流程和工序测得大量数据；施工监 控则是利用高效计算机程序，对数据进行分析处理；与原设计进行比较和误差分析， 并确定和指导下一阶段的施工参数；预报施工中可能出现的不利状况及避免措施，即 施工预警。 通过施工监测与控制的有机结合，调整控制桥梁的线形，尽可能使桥跨结构的线 形接近或达到设计预期值，保证全桥主要
10、控制截面应力值在整个施工过程中处于安全 范围内，确保桥梁施工安全和正常运营。 南河大桥主桥采用挂篮悬臂对称、平衡浇筑施工，除零号块外，每侧共有 9 个施 工梁端（未包含边跨先浇段及合拢段） ，施工顺序为：首先浇筑零号块，然后桥墩两侧 对称逐段施工，同时张拉预应力钢束。由于施工工程中温度、施工荷载变化等因素， 桥梁在施工工程中各阶段的应力、位移变化频繁，加上结构材料的实际物理力学参数 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第二章 监控目的与意 义 5 的影响，结构的应力、应变不可能与设计计算值保持完全一致。由于主梁线形一旦形 成将很难调整，因此，对桥梁施工过程进行
11、有效的控制，保证其成桥内力和线形，是 桥梁成功建设的一个关键。 本桥主要有如下特点： （1） 跨径较大，主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，工艺复杂，施工难度较大； （2） 施工过程中温度变化、施工临时荷载、混凝土收缩徐变、容重等计算参数 和实测值的不一致以及预应力张拉误差等因素往往对主梁线形和内力的影 响较大，因此施工控制难度较大。 基于本桥上述特点，为保证结构施工安全，成桥内力和线形符合设计要求，应对 其施工全过程进行有效的监测与控制，主要包括以下三个方面内容： （1） 主梁各节段控制点高程； （2） 主梁关键截面应力（应变） ； （3） 主梁主要截面温度场。 施工监控的主要目的： （1） 通过监
12、测桥梁结构关键截面的应力和变形，发现可能存在的异常情况，及 时预警，保障施工安全； （2） 通过调整和控制立模标高，确保全桥顺利合拢、成桥线形符合设计要求； （3） 通过对全桥关键截面应力进行控制，确保成桥内力符合规范要求。 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第三章 监控组织与管 理 6 第三章第三章 监控组织与管理监控组织与管理 监测、监控是一项集测试、计算、分析、决策于一体的智能行为，必须要有完善 的组织上的保证。 考虑到南大桥主桥工程主桥施工工艺的难度和复杂性，我们将针对本项目成立专 家顾问组，由专家顾问组组长负责监测监控顾问组会议的招集，对施工监测监
13、控重大 技术问题提供建议，以指导监控项目组完成施工控制工作。 除上述监测监控组织机构的保证之外，在监测监控项目组下设应力测量小组、温 度测量小组和变形测量小组，并成立监控计算与分析小组，以负责施工控制中监测数 据分析和施工过程跟踪计算等具体技术问题。图 3-1 为监控组织机构及其工作关系图。 图 3-1 监控组织机构及其工作关系 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第四章 监控原则与方 法 7 第四章第四章 监控原则与方法监控原则与方法 4.1 监控原则监控原则 桥梁施工监控是一个施工 量测 识别 修正 预告 施工 的循环过程。施工控制最重要的目的是关注施工中
14、结构的受力安全，具体表现为：变 形控制在允许范围内，并保证其有足够的强度和稳定性。 本桥施工监控的原则是稳定性、内力和变形控制综合考虑。在施工中采取如下的 控制策略：主梁控制截面应力和挠度应在施工过程中实时监测并反馈，整个施工过程 中以主梁标高和应力作为主要控制指标。标高主要控制线形，确保最终成桥线形和设 计线形相一致；应力主要通过定期监测与分析，及时发现施工中可能存在的异常情况， 及时预警，保障施工安全。 在施工中，如发现全桥应力接近或超出安全控制指标或主梁线形误差偏大，应暂 停施工，查明原因，及时纠正，以尽可能使两者均满足要求。 4.2 监控方法监控方法 当连续梁桥在施工过程中，出现施工状
15、态偏离理想的设计状态时，如不加以调整， 就会造成结构的线形远远偏离设计成桥状态，甚至危及安全。对于预应力混凝土连续 梁，其施工精度保证相对较低，且设计计算中所采用的各项参数与现场材料的参数存 在一定的差距，因此预应力混凝土连续梁的施工控制难度相对较大。 连续梁桥每个施工工况的变位达不到设计理想施工状态的主要原因在于：由于设 计构件截面尺寸、预应力筋张拉力、材料弹性模量、容重、收缩系数和徐变系数等计 算参数往往与施工中实际情况有一定的差距；此外环境温度、临时荷载、施工误差等 等也常常影响结构实际变位偏离设计理想状态。上述影响因素中立模标高、构件超重 和预应力筋张拉力误差影响最大，而温度影响亦不容
16、忽视。 目前，桥梁的施工控制方法主要可以归纳为三类：开环控制、反馈控制和自适应 控 G104 溧阳西段改扩建工程 QL-8-2 标南河大桥施工监控总报告 第四章 监控原则与方 法 8 制。根据本监控项目的实际情况选用目前应用较为广泛的自适应控制方法，其基本原 理在于：通过施工过程的反馈测量数据不断更正用于施工控制的跟踪分析程序的相关 参数，使计算分析程序适应实际施工过程，当计算分析程序能够较准确地反映实际施 工过程后，以计算分析程序指导以后的施工过程。 由于经过自适应过程，计算程序已经与实际施工过程比较吻合，因而可以达到线 形控制的目的。其基本步骤如下： （1） 首先以设计的成桥状态为目标，按照设计参数建立有限元模型进行计算， 以确定每一施工步骤应达到的分目标，并建立施工过程跟踪分析程序； （2） 根据上述分目标开始施工
