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1、锦江特大桥施工监测与控制实施细则新建铁路杭州至长沙铁路客运专线（江西段）站前工程HKJX-6标段锦江特大桥施工监测与监控实施方案中国港湾工程有限责任公司沪昆客专江西段站前工程HKJX-6项目经理部武汉大学土木建筑工程学院2011年4月1 概 述锦江特大桥全长8877.29m，中心里程为DK642+907.39。桥址处地貌主要为锦江冲洪积阶地区及近桥台处为低缓剥蚀岗地区，阶地区地形平坦、开阔，多被垦为水田，水塘、鱼塘或村庄等。岗地区地形波状起伏植被较发育，多种植为树木及杂草丛生，锦江段为河流及漫滩区，锦江弯曲江宽约220m，水深约310m。环境作用等级为H1，墩高在320.5m，大多数墩高在10
2、m左右，桥跨形式为：(48+5*80+48)m预应力混凝土连续梁桥。本桥连续梁采用全液压式菱形挂篮悬臂灌注法施工，主桥箱梁为变截面单箱单室箱梁，在大桥上构施工中：箱梁与主墩临时固结形成六个构，每个T构分若干施工节段，采用挂篮悬臂现浇法分段对称、独立施工。全桥合拢顺序为：两边跨合拢；连续梁部分第一、五跨合拢；连续梁部分第二、四跨合拢；中跨合拢；二期恒载，以此顺序进行施工。2 施工监控的组织机构2.1 组织机构施工控制是一项高难度的、且相互联系的施工技术问题，它涉及业主、设计、施工、监理等单位的工作。为做好本主桥的监控工作，在组织形式上分两个层次开展施工控制工作，第一层次为由业主、主管部门和监理工
3、程师等建立的施工监控领导机构，第二层次为锦江特大桥施工监测监控办公室。施工监测和施工控制中的重大技术问题在领导机构的领导下论证决定，必要时施工监测监控办公室可向业主提出建议，组织专家论证。施工监控分析和现场测试等具体工作由联合体组成的施工监测监控办公室实施，并承担合同赋予的权利和义务。1、施工监测监控领导小组由建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和施工控制单位的领导或技术负责人参加，其中建设单位任组长。施工控制领导小组不定期开会，由组长召集，讨论施工控制中出现的重大问题，并提出决策方案。2、施工监测监控实施小组施工监控实施小组由建设单位、监控单位、施工单位和监理单位、设计单位共同组建。3、施
4、工监测监控工作办公室施工监测监控领导小组下设监测监控工作办公室:由蔡元奇教授牵头，施工监测监控小组各成员具体实施。施工监测监控工作办公室，负责处理日常事务、汇总各方提交的文件资料。业主、设计、施工、监理、监控、监控领导小组各方面的监控管理程序见图2.1。 图2.1 施工监控主要程序框图2.2 相关各方配合的主要内容2.2.1 业主(1)负责协调施工单位、监控单位、监理单位、设计单位等各方的关系。(2)负责向监控方提供与本项目相关的技术资料。(3)协助提供监控方现场人员的办公条件和食宿方便。2.2.2 施工方(1)负责提供监控方有关人员在现场工作的便利条件。(2)负责提供预埋测试元件和测点的现场
5、保护。(3)负责向监控方提供施工监控所需的有关技术资料，如挂篮设计图纸、挂篮试压结果、梁段混凝土实际浇注量、混凝土试块试验结果以及施工临时荷载大小和布置位置等。(4)负责及时准确地向监理工程师提供上一节段施工的完整自检成果资料，并向监控方抄送副本。(5)严格保证施工节段立模施工和立模标高调整时的时间，控制在0：007：00期间完成。必须绝对保证为空挂篮立模，模板上不得存在除挂篮结构本身以外的任何荷载，立模标高误差不超过5mm。(6)浇注梁段混凝土和张拉梁内纵向预应力筋应尽量避开日照温差的影响，尽可能在20：0010：00期间施工完毕。(7)必须在挂篮拼装后，正式使用前对每一主梁施工挂篮按设计荷
6、载进行预压，以消除挂篮的非弹性变形和确定挂篮的安全。(8)标高测试时，必须与监控组的标高测试同步进行，测试时采用同样的系统、同一把标尺、同一人立尺。(9)协助提供监控方现场人员的办公条件和食宿方便，确保监控工作人员的工作安全。2.2.3 设计方(1)负责提供锦江特大桥的有关设计计算模型、参数取值和计算结果，以便监控方复核有关计算结果，从而保证施工监控文件中该桥的理论参考轨迹确定统一和正确无误。(2)负责分析根据监测实测数据，并对实测数据与设计计算结果进行核对，审核并签署由监控方所提出的立模标高等监控建议值。2.2.4 监理方(1)负责组织、管理相关单位与监测和监控工作有关的质量、技术管理。(2
7、)负责审核并会签由监控方所提出的立模标高等建议值。(3)组织对工程施工和监控的重大技术决策、论证。2.3 监控单位主要人员姓名职 务职 称年龄专业毕业院校从事专业及工作年限本项目分工蔡元奇教授博导47结构工程武汉大学结构计算（25）项目负责、技术负责孔文涛副教授37工程管理武汉大学项目管理（16）项目第二负责杨 俊副教授硕 导34桥梁工程武汉理工大学桥梁结构分析与施工控制（13）现场监控张清江高 工51结构工程武汉大学结构检测及试验（30）现场负责周万清副教授硕 导32基础工程华南理工大学桥梁基础施工与控制（10）现场监控刘敬辉副教授硕 导32岩土工程华南理工大学桥梁基础施工控制（8）现场测试
8、汪 峰副教授28桥梁工程武汉理工大学桥梁结构分析施工控制现场测试卢云祥博 士26结构工程武汉大学结构数值仿真（4）结构计算韩 燕讲 师32岩土工程三峡大学岩土施工温度控制（9）现场测试樊永华讲 师34桥梁工程重庆交通大学桥梁施工（10）现场测试黎新春研究生22桥梁工程三峡大学桥梁设计与施工现场测试3 工况划分和主要监测监控工作3.1 施工监测监控工况划分主桥箱梁混凝土悬浇78天施工一节段，为一周期：箱梁各节段挂篮前移、立模；箱梁各节段混凝土箱梁悬浇后；箱梁各节段预应力索张拉后。此后有箱梁合拢阶段：各跨刚性联接前后、各跨合拢现浇段后、各跨刚性联接解除后、各腹板索、顶板索、底板索和通长索张拉后，即
9、成桥前各施工工况发生较大变化等，随着施工的进展而开展监测监控工作。3.2 施工监测的主要工作3.2.1 立模标高通过计算和实测，提供箱梁各施工节段的立模标高；3.2.2 变形测试变形观测资料是控制成桥线形最主要的依据。在每个节段混凝土浇注、预应力筋张拉完毕、挂篮前移到位等工况下，都要进行标高的测量和测点挠度的采集。变形测定首先应建立一个高程控制网，本桥采用施工单位的高程控制网，在测量变形前对控制网进行复核，挠度测定采用精密水准仪进行。3.2.3 应力、应变测试结构内的应力通过预埋的应力传感元件采用相应的应变仪进行测试。把测得的内力值与计算值比较，从而判断结构的受力性能，以确定是否在本施工阶段对
10、可调变量实施调整。应力的测定尽量与变形的测定同步。3.2.4 挂篮变形观测对混凝土浇注前后挂篮变形进行观测，为施工控制中立模标高的调整提供依据。挂篮变形用精密水准仪进行测试。此外，施工单位必须在挂篮拼装后、正式使用以前对每一挂篮进行预压以确认挂篮的安全和消除挂篮的非弹性变形。对挂篮进行加载试验以确定其受力变形性能。3.2.5 温度影响测试温度是影响主梁挠度和内力的最主要的因素之一，温度变化包括日温度变化和季节温度变化两部分。日温度变化比较复杂，尤其是日照作用，会引起主梁顶底板温度差，使主梁发生挠曲，同时，也会引起墩身偏移。季节温差对主梁挠度的影响比较简单，其变化是均匀的。因此，在构件表面，布置
11、温度传感器，观测环境温度的变化。3.2.6 结构几何及物理参数的检测在每一节段浇注完毕，对节段端部的几何尺寸进行检测，为下一节段的施工提供宝贵的经验，使节段几何尺寸尽可能地接近设计尺寸。混凝土容重的测试可在现场取样，采用实验室的常规方法进行测定。同样，在混凝土配比改变或混凝土的原材料改变时，也须再次测定，该工作主要由监理和施工单位完成。3.2.7 裂缝观察每完成一个悬浇过程，对已浇混凝土箱梁段进行表面观测，以确保在出现裂缝的情况下能及时地发现和分析其形成原因并采取相应的处理对策。3.3 施工控制的重点锦江特大桥采用五跨连续梁桥体系，每跨跨径达80m。基于该特大桥的结构受力特征，其施工控制的重点
12、是：(1) 主梁线形控制 在每一悬浇节段施工时，应严格控制其节段前端的立模标高，尽量避免采用预应力筋的张拉力来调整线形以减少结构受力的变异，因为采用调整节段标高来控制线形并不导致结构内力有显著变化，节段标高的调整主要改变主梁线形。(2) 预应力筋的张拉力控制必须严格控制预应力筋张拉力的偏差在允许的范围之内，以保证结构的受力安全。(3) 主梁应力控制实际上，在节段重量、节段混凝土弹性模量以及施工荷载得到有效控制的前提下，梁内施工过程中的应力主要取决于预应力筋的张拉力，因此，应力控制与预应力筋的张拉力的控制密切相关。在主梁各控制截面预埋应力传感元件进行主梁应力实时监控从而及时掌握主梁的实际应力状态
13、。(4) 不平衡载荷控制 箱梁悬臂施工过程中的不平衡施工荷载、风荷载及结构体系的合拢温度对高墩的底部应力影响较大，因此必须通过箱梁控制截面预埋应力传感器进行不平衡应力实时监控，严格控制不平衡施工荷载与合拢温度。3.4 施工监控的工作流程前期结构分析计算预告标高施 工现场数据采集设计参数误差识别设计参数误差预测立模标高调整分析预告下一梁段立模标高主梁桥面标高、挠度；控制截面的应变；环境温度及截面尺寸等图3.1 锦江特大桥施工控制框图4 结构有限元仿真分析监测监控的重要工作是对监控桥梁的应力、位移等进行有限元分析计算，以确保桥梁施工工艺的科学性。进行结构有限元分析时，采用梁单元计算模型，通过对各节
14、段施工工况下的相应截面的应力、位移进行计算，同时，将各截面的应力计算值、施工预拱度与设计值进行比较，其结果作为监测监控的参考依据。应用目前国内外有相当声誉的正版结构有限元分析软件包（GQJS、MIDAS-CIVIL等）进行计算分析。4.1 结构有限元分析内容按照设计和施工所确定的施工工序，以及设计所提供的基本参数，对结构进行施工过程分析；根据实测的结构参数，进行反馈分析，包括: 结构变形分析（包括阶段桥面计算标高、阶段挠度变化值等）； 控制截面结构应变应力及内力计算； 结构预拱度计算分析，以确定立模标高。4.2 结构有限元分析的阶段划分主桥上构采用预应力混凝土连续梁结构，施工过程划分如下：第一阶段：在主墩上悬臂浇筑混凝土；第二阶段：边跨合龙；第三阶段：连续梁第一、五跨合龙；第四阶段：连续梁第二、四跨合龙；第五阶段：中跨合龙；第六阶段：拆除合龙段挂篮；第七阶段：上二期恒载5 箱梁预拱度指令和线形控制5.1 箱梁施工预拱度在大跨度预应力混凝土箱梁悬臂浇筑施工中，随着箱梁的延伸，结构自重将逐步施加于已浇筑的节段上，使其挠度逐渐增大而变化。因此，在各节段施工时需要有一定的施工预拱。但实际施工中，影响挠度的因素较多，主要有箱梁自重、挂篮变形、预施应力大小、施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度变化等。挠度控制将影响到合拢精度和成桥线形，故对其必
