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1、斜拉桥施工监控 技术方案,一 概述 1.1 工程概况主桥全长272m，为2136m独塔单索面混合梁斜拉桥，桥面全宽 42.9m，桥面设2%的双向横坡，桥面横向布置为：1.05m管线区+2.9m人行道 +15.5m行车道+4m中央分隔带+15.5m行车道+2.9m人行道+1.05m管线区。主梁采用钢箱梁与混凝土箱梁相结合的混合梁，主塔中心线顺桥向两侧28m 范围采用预应力混凝土箱梁（0#块），其余部分为扁平闭口钢箱梁，钢箱梁段与 混凝土梁段采用钢混结合段连接。主桥的钢箱梁全长244m，桥梁中线处梁高 3.5m。钢箱梁标准节段长12m,最大吊装重量2185KN。主塔纵桥向采“人”字型桥塔，塔全高9
2、2.615m（含塔座），桥面以上塔高 72.391m。整个主塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱及塔冠等部分组成。下塔柱为单 箱三室截面，中、上塔柱为单箱单室截面，材料采用C60混凝土。斜拉索在主梁上索距为12m，塔上索距为2m，斜拉索在塔上采用冷铸锚，在 主梁上采用销接耳板式锚，全桥共设16根斜拉索。,1.2 大桥的主要施工方法 搭设栈桥，施工主墩及过渡墩桩基、承台。 在支架上浇注主塔附近部分0#块，张拉纵向预应力粗钢筋及横向预应力。 继续主塔施工直至主塔施工完毕，同时在过渡墩旁搭设支架。 利用驳船浮运,水中吊装钢-混结合段(1#梁段)至支架,并精确定位，浇注0#块剩余部分,张拉0#块全部纵、横向预应
3、力,完成钢-混结合段施工。利用驳船浮运,水中吊装2#梁段至支架,精确定位后完成与D型梁段的连接。 拼装中跨桥面架梁吊机。浮运3#梁段到位，利用桥面吊机吊装至设计位置，与前一梁段临时连接。在合适的温度区间，调整梁段高程、精确定位后进行全截面连接,第一次张拉L01及R01斜拉索。拆除主塔旁支架。 向前移动吊机，起吊4#梁段。调整梁段位置，与前一节段临时连接，精确定位后进行全截面连接, 第一次张拉L02及R02斜拉索。按此步骤依次完成5#10#节段施工。在合适时间吊装12#梁段就位。 在合适的温度区间,左右两跨对称起吊合拢段(11#梁段),精确定位后完成合拢段连接,拆除桥面吊机及支架。第二次调整斜拉
4、索力。桥面铺装及其他附属设施施工。成桥试验。,二 施工监控依据本次监控依据以下资料： 公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004） 公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ02796） 公路斜拉桥设计细则（JTG/TD65-01-2007） 公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-012004） 公路桥涵钢结构木结构设计规范（JTJ025-86） 铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10002.2-2005） 铁路钢桥制造规范（TB 10212-2009） 公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000） 公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12004）,三 施工监控的目的由于各种因素（如材料的弹性
5、模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响、结构分析模型误差、测量误差等）的随机影响，结构的初始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。若对偏差不加以及时有效的调整，就会影响成桥的内力和线形。施工控制的目的，就是根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数据，对桥跨结构进行实时误差分析和结构验算；对每一施工阶段，根据分析验算结果给出结构应力及变形等施工控制参数，分析并调整施工误差状态，建立预警体系对施工状态进行安全评价和控制。这样，才能保证结构的受力和变形始终处于安全合理的范围内，成桥后的结构内力和线形符合设计要求。,根据该桥主桥结构和施工方法的特点，施工监控的工
6、作内容主要包括 以下几项：1) 在钢箱梁制作时提供无应力制造线形；2) 根据现场施工进度提供0#块立模标高，塔柱支撑；3) 钢箱梁施工时提供钢箱梁前端定位标高；4) 若干施工阶段下主梁及主塔轴线偏位及变形情况；5) 提供主梁施工索力初始张拉值及每一施工阶段下悬臂前4个梁段斜拉索索力及索力变化值； 6) 若干施工阶段下各控制截面的应力或应变；7) 若干关键工况下的塔柱水平位移；8) 若干施工阶段下主墩沉降值及水平位移值；9) 成桥状态各控制截面的应力、索力、塔柱水平位移；10) 施工过程监控仿真计算。,四 施工监控目标主梁各施工控制节段标高误差2mm主梁横桥向各对称点标高误差4mm合龙段两侧梁段
7、允许高差5mm斜拉索索力误差2%索塔纵向倾斜度误差20mm索塔横向倾斜度误差10mm主梁的中心线偏差10mm成桥竖向线形误差（20设计基准温度）15mm,某市区政府办公楼实景,五 施工监控流程及组织体系 5.1 施工监控阶段施工控制分为计划阶段、预制阶段、安装阶段等三个阶段，每个阶段的主要工作内容是：1）计划阶段(计算分析)工作内容1 全桥施工过程模拟分析，各结构物(钢箱梁、斜拉索、钢锚箱)无应力尺寸确定，提供各节段的加工尺寸；2 各施工阶段安装分析，确定各阶段理想目标线形，校核最不利状态下结构物安全；3设计参数或误差因素敏感性分析，确定主要施工误差因素。2）预制阶段(节段预制或建造)工作内容
8、1 评估和确认制造过程的可靠性和正确性；2 检查和验收预制节段，分批建立误差数据库，及时更新和纠正后续节段加工尺寸。3）现场安装阶段工作内容1 建立现场几何监测系统；2 索塔安装过程施工控制；3 边跨大块钢箱梁安装施工控制；4 斜拉索及钢箱梁安装过程中施工控制。,5.2 施工监控组织体系,施工监控工作小组,施工监控协调小组,5.3 各方分工 业主1）加强现场管理，协调各成员单位的工作；2）及时召集施工监控会议。3）提供加盖各方公章的正式施工图纸； 设计单位1）提供设计图纸（包括设计变更图纸）；2）对监控单位提供的监控数据进行审核，使结构始终处于安全受力范围；3）讨论决定重大设计修改；4）与监控
9、单位核对计算模型及设计参数；5）复核确认监控单位的指令。 施工单位1）施工组织设计与进度安排，变更原定施工方案应及早提出并不得在原则上改变原定施工流程；2）混凝土弹性模量、容重试验，支架刚度的确定；3）桥面施工荷载调查与控制(吊机荷载等)；4）完成施工常规的线形及标高、墩顶沉降观测等；5）在监控单位的技术指导下，协助完成测试元件的安装工作，并配合各项数据的采集工作。6）在施工过程中，就应力测试工作细则中的安全保护细则，对施工人员进行宣传教育，使施工人员树立对测试元件及线路的保护意识。,监理单位1）认真执行监理工作，保证施工质量；2）对施工单位提供的观测数据进行复测（复核）；3）提供主梁断面尺寸
10、测量结果。4）发布控制指令，负责各方签收，汇集各方意见，统筹协调； 施工监控单位1）拟定施工监控方案；2）识别设计参数误差，并进行有效预测；3）优化调整分析； 4）预告梁段定位标高，索力初张拉，二次张拉值；5）复核施工方提供的主梁标高结果，索力值，塔轴线偏位值；6）应力（应变）监测、温度场监测；7）汇总所有的监测数据；8）发生重大修改及时向协调小组汇报并会同设计单位提出调整方案；9）工程竣工后三个月内提交施工监控成果报告。,5.4 施工监控实施流程施工监控工作是确保该桥施工质量的关键一环,这项工作的主体是监控单位,但同时也需要其他有关单位的配合与支持。在大桥主梁施工开始之前,应由监控单位提出,
11、并经业主、设计、施工等单位的反复磋商,形成该桥施工监控实施流程。先我单位初拟大桥施工监控实施流程如下:1) 在每个主梁节段施工前,由监控单位根据结构当前状态经过分析计算,提出该节段的施工控制数据建议值,包括主梁安装标高与角度，斜拉索的施工索力等;2) 设计、监理、施工和监控单位对有关施工控制数据建议值进行商讨,形成最终数据;3) 设计、监理、施工和监控单位的现场负责人签字确认有关施工控制数据,形成施工控制指令单。由监理单位分发给业主、施工单位和设计单位确认;4) 施工单位按照通知单的控制数据进行当前节段的施工,监理单位监督执行;5) 在完成当前节段施工后,施工单位将有关测量结果提交监控单位,供
12、下一节段施工控制之用;6) 以上为正常情况下每个主梁节段施工时的施工实施流程,如遇阶段性全面调整,可参照上述流程实施;7) 由业主、监理、设计、施工和监控单位负责人组成的监控领导小组负责协调施工控制的实施。,六 施工监控的具体实施 6.1 计算流程 6.1.1 设计计算的校核施工控制首先将采用设计计算参数对施工过程进行分析，计算出控制目标的理论值。理论值由主梁理论挠度、主梁理论轴线、主梁截面理论应力、斜拉索理论索力等系列数据组成。在这一计算过程中将与设计计算进行相互校核，以确保控制的目标不与设计要求失真。其中涉及无应力线形(制造线形)以及安装线形的计算。设计成桥线形指桥梁修筑完成后所需要达到的
13、设计线形；制造线形是主梁在制造过程中零应力状态下的线形；安装线形指桥梁在拼装过程中各新安装梁段自由端连接成的线形（注意由于新安装梁段在不断改变，因此该线形上的各点并不同时存在）。从实质上讲利用安装线形作为制造线形产生矛盾的主要原因是：制造线形是无应力的线形，而架设过程中已成梁段已经受力，新梁段则基本上为无应力状态；新梁段如果要保证安装标高就无法保持与已成梁段间转角关系。,从图中可以清楚地看到，安装2号梁段时，由于1号梁段已经承载并变形，2号节点标高已经不等于其安装标高了。于是2号梁段安装时其左端（2号节点）标（0.103）低于2号节点的安装标高(0.129)，而右端则位于3号节点的安装标高上(
14、0.339)。此时2号节点处两个梁段端面的拼装角度（制造线形角度）显然不同于安装线形中此处的角度。这也是为什么安装线形不能够作为制造线形的原因。如果用安装线形作为制造线形，在这个阶段就存在两种可能，如果保持1、2号梁段端面的拼装角度不变（图中的方块连线），则将使得3号节点无法达到安装标高；如果保持3号节点达到安装高，则必须调整1、2号梁段端面间的角度。对悬浇的混凝土桥梁而言，调整梁段间转角比较容易。而对于悬拼结构而言，这种转角的调整将受焊缝宽度等因素的影响，其调整量是很有限的，将无法保证新节点顺利达到安装高程。,6.1.2 施工控制计算该桥主桥的施工控制计算分成以下两个阶段进行：第一个阶段就是
15、计划工作阶段，这个阶段主要是考虑实际确认的施工步骤(过程)、方法、临时结构等与原设计有许多的不同，所以要做更接近实际的模拟，并对张拉索力、主梁配重等进行合理的调整，最后根据本阶段的计算结果提出主梁及斜拉索无应力制造尺寸，安装预测位置等。第二个阶段是现场实时计算阶段，这个阶段的主要工作是在前一个阶段工作的基础上，跟随着施工过程的进行，根据现场的实测参数、误差分析结果等对模型进行修改，并对现场的施工目标进行必要的调整。,6 .1.3仿真分析计算的方法斜拉桥结构施工过程仿真计算方法主要包括倒拆分析法和正装分析法两种。通常，正装计算比较直观、简便。当施工过程中架设方案有较大改变或施工参数有较大变化时，
16、可以方便处理。而倒拆分析法的计算稍微复杂些，但倒拆计算可以得出斜拉桥各施工阶段的斜拉索索力和主梁的架设线型等控制参数，因此在实际中也得到较多的应用。本桥的施工过程模拟计算主要采用正装分析方法进行，并采用倒拆分析计算进行校核 。,6.2 现场测定在施工控制计算中，需要根据实际施工中的现场测试或核定参数，进行仿真计算，并根据实际施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合，以使施工控制计算能与实际施工相符。 6.2.1施工过程中的变形测试变形测量的具体内容包括主梁标高监测、索塔轴线偏位监测以及主梁轴线偏位监测等三个部分。 （1）主梁高程测试 1) 测点布置在零号块顶端埋设23个监测基准点，以便基准点间的互检以及某一点受到施工干扰时启用备用点，此处的桥面标高，基本上不受索塔变形、主梁施工及温度的影响，因此可确保挠度变形监测基准的稳定性。在每一个梁段前端断面线附近布设5个监测点，其中一个点布设在中腹板上，另外四个点分别对称布设在边腹板和斜腹板上方。监测点要求在钢箱梁加工时制造，高大约10mm，顶部磨圆，焊接于钢箱梁上表面并作红漆标志，主梁标高控制点布置见图6.2.1-1。,
