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1、仁怀市茅台三桥施工监控实施方案贵州大学土木工程学院茅台三桥桥施工监控项目组2013年 12 月仁怀市茅台三桥施工监控实施方案编制：审核：审批：贵州大学土木工程学院茅台三桥桥施工监控项目组2013年12月目录1 工程概况 11.1 总体布置 11.2 下部构造 11.3 主梁结构 11.4 拱圈结构 11.5 吊杆 21.6 设计规范 21.7 技术标准 22 施工监控依据 33 施工监控目的和目标 33.1 施工监控目的 33.2 施工监控目标 34 施工监控的原则与技术路线 44.1 施工监控原则 44.2 施工监控技术路线 55 施工监控主要内容 55.1 理论计算 55.2 自适应反馈控
2、制分析 65.3 桥面钢箱梁架设控制分析 75.4 钢箱系杆拱桥拱肋施工分析 75.5 拱肋合拢控制分析 75.6 吊杆张拉阶段控制分析 85.7 施工控制网的建立 85.8 施工过程监测方法和线形控制 95.9 施工监控的步骤 126 施工监控要求 137 施工监控组织 137.1 人员配置及质量保证体系 147.2 施工监控文件传递 147.3 施工协调 148 监控工作安全保证措施 159 人员安排 1610 拟投入的主要仪器设备 171 工程概况1.1 总体布置桥梁孔跨布置为 1-20m 预应力钢筋混凝土箱梁 +1-110m 钢箱系 杆拱桥，桥宽16.5m。桥梁平面布置与河道基本正交，
3、按直桥设计。 主桥拱圈结构采用箱型截面， 主梁为钢箱梁， 以钢箱梁作为系杆使结 构形成无推力系杆拱桥。拱圈吊索下端锚固在钢箱梁底板处。1.2 下部构造0#桥台及2#桥台均采用重力式U型桥台，承台桩基础。桩基采用 钻孔灌注桩，桩径均为1.8m,其中0#桥台共有桩基6根，2#桥台共有桩 基11根，承台厚度均为 2m。1#桥墩采用柱式墩，承台桩基础，承台厚度 3m共有8根桩基， 桩径均为 1.8m。本桥桩基均按嵌岩桩设计，桩基嵌入完整中风化不小于 6m。1.3 主梁结构主桥采用扁平流线形栓焊钢箱梁，共设 9道纵腹板。行车道钢箱 梁宽8.5m，梁高1.241.3m，顶板厚16mm底板厚14mm人行道箱
4、梁 高为1.24m,顶板厚16mm底板厚14mm钢箱梁顶板采用U形肋（上口宽300mm底板宽170mm高280mm 板厚8mr）底板采用板肋，高200mm宽12mm梁内横隔板采用30mm 厚钢板，间距4m,车行道及人行道边腹板、箱梁中轴线腹板均采用20mm 厚钢板，其余纵腹板采用10m厚钢板。为保证在运营期间钢箱梁的有效性以及桥面铺装的耐久性,顶、 底板的纵横焊缝均需融透, 并应采用焊缝金属少、 焊后变形小的坡口 形式。顶板U形加劲纵肋与顶板间的焊缝采用开单面 V形坡口焊的形 式，要求其熔透深度不小于0.8倍的L肋厚度。底板U形加劲纵肋与底 板间要有良好的焊接构造，以确保底板在较大压力下不屈服
5、。L形加劲纵肋采用冷加工制作前, 应进行工艺试验, 要求圆角外缘不得有裂 纹。1.4 拱圈结构拱肋采用箱型截面，采用二次抛物线线型。计算跨径为 110m矢 高f=22m，矢跨比 f/L=0.2。拱肋为焊接矩形断面， 纵向在顶底板及腹板上均设置有板式加劲 肋，横向每隔2n设置一道横隔板。拱圈高1300mm宽1000mm标准断面钢板厚度为30mm拱脚加强区为60mm1.5 吊杆吊杆采用双层PE套的平行钢丝束成品索，型号PESC5-37纵桥向 间距均为4m，梁底设置为张拉端，锚头为冷铸墩头锚具。1.6 设计规范(1) 城市道路工程设计规范 (CJJ 37-2012 )；(2) 城市桥梁设计规范 (
6、CJJ 11-2011)；(3) 城市桥梁抗震设计规范 (CJJ 166-2011)；(4) 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)；(5) 公路圬工桥涵设计规范 (JTG D61-2005)；(6) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004)；( 7)公路桥涵地基与基础设计规范 ( JTG D63-2007)；(8) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 (JTJ 025-86 )；(9) 公路桥梁抗风设计规范 ( JTG/T D60-01-2004)；(10) 城市桥梁工程施工与质量验收规范 (CJJ 2-2008)； ( 11)公路桥涵施工技术规范 (J
7、IG/T F50-2011 )；( 12)焊缝符号表示法 ( GB/T 324-2008)； (13)市政公用工程设计文件编制深度规定 (建质【 2004】16 号)。1.7 技术标准(1) 道路等级：城市支路；(2) 设计车速： 30km/h；(3) 桥梁结构的设计基准期： 100年；(4) 桥梁设计安全等级：一级；(5) 环境类别：1类；(6) 设计荷载：城-A级，人群-3.5kN/m2,栏杆扶手上的水平向 外荷载：2.5kN/m，栏杆扶手上的竖向荷载：2.5kN/m;(7) 地震动峰值加速度小于0.05g，场地地震基本烈度小于W度， 按度进行构造设防；( 8)河道通航标准： 6级航道；(
8、 9)测时水位： 404.010m；( 10)百年一遇洪水位： 411.670m；( 11)桥面横坡：机动车道双向 1.5%，人行道单向 2%的反坡；( 12)桥面宽度： 16.5m。2 施工监控依据(1)城市道路工程设计规范 (CJJ 37-2012 )；(2)城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011 );( 3)公路桥涵钢结构及木结构设计规范( JTJ 025-86 )；(4)公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)； ( 5)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 ( JTG D62-2004)；(6) 城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ 2-2008 )；(7) 公路桥
9、涵施工技术规范 ( JIG/T F50-2011 )；(8) 公路工程质量检验评定标准 (JTG F80/1 -2004 ) ；( 9)仁怀市茅台三桥施工监控技术服务合同；( 10)仁怀市茅台三桥设计文件及施工组织方案等相关文件。3 施工监控目的和目标3.1 施工监控目的大跨径桥梁设计要求和实际施工是矛盾的统一体， 由于结构是逐 节段、 长期施工形成的， 实际施工材料的力学参数及位移等都会与设 计有一定差异， 节段立模、 测量误差以及环境变化对结构变形的影响 等因素在设计过程中是考虑不到的。 通过监测和监控计算等手段， 对 主拱及钢箱梁施工过程中的结构内力和位移状态进行有效地监测、 分 析、计
10、算和预测，为施工单位提供施工控制信息，以保证整个结构在 施工过程中的安全，使施工实际与设计的误差对结构的影响达到最 小，结构的线形符合设计要求，内力状态处于最优，确保桥梁在营运 阶段的安全和使用的耐久性。3.2 施工监控目标( 1 )确定竣工状态的线形要求和关键构件或截面的内力 (应力) 指标桥梁设计线形是设计者在理想状态下确定的，无法精确考虑施工 误差以及环境变化等因素对桥梁结构竣工状态的影响。 钢箱系杆拱桥 的桥面钢箱梁、拱肋和吊杆是大桥的关键部分，其各节段、各截面的 应力状况首先应满足设计规范要求， 由于设计院提供的设计文件一般 没有内力、应力状况说明，而设计规范要求则是必须严格满足内力
11、 (应 力)的控制目标。因此，施工监控须根据施工具体实际情况(包括材 料、工艺)计算分析结构的内力(应力)和变形，确定竣工状态的线 形和关键构件或截面的内力或应力指标。( 2)确定合拢及吊杆张拉状态的线形要求和关键构件或截面的内力（应力）指标在确定了竣工状态的线形要求和关键构件或截面的内力（应力） 指标之后，通过计算分析二期恒载、体系转换（吊杆张拉）等对结构 内力和变形的影响， 确定合拢及吊杆张拉状态的线形要求和关键构件 或截面的内力（应力）指标以及根据拱肋合拢时段，环境温度的可能 变化情况，确定合拢段两端的最大允许高差。4 施工监控的原则与技术路线4.1 施工监控原则钢箱系杆拱桥成桥线形符合
12、设计要求及桥面箱梁和拱肋应力在 安全范围之内是施工监控的基本原则。施工监控主要是通过对施工过程的实时监控， 实时调整、 修正所 有影响成桥目标实现的因素， 保证桥梁施工过程安全和设计成桥状态 目标的实现， 确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。 在钢箱系杆 拱桥的整个施工过程中对桥面箱梁和拱肋的标高、 轴线和应力进行控 制。桥面箱梁施工阶段以控制标高和轴线为主， 拱肋及吊杆张拉施工 阶段以控制桥面箱梁、拱肋标高和轴线为主，以确保施工安全。通过现场监测和监控计算等手段， 对全桥施工过程中的结构内力 和位移状态进行有效地监测、分析、计算和预测，为施工单位提供施 工监控信息，以保证整个结构在施工过程
13、的安全并最终达到设计成桥 状态。4.1.1 受力要求桥面箱梁和拱肋截面内力（应力）反应了钢箱系杆拱桥的主要受 力内容。控制这些截面的受力都在规范规定范围之内。4.1.2 线形要求线形主要是指桥面箱梁和拱肋的整体标高和局部平顺性要求。成 桥后（通常是长期变形稳定后） 桥面箱梁和拱肋的标高要满足上述两 方面的设计标高要求。4.1.3 桥面箱梁和拱肋平面位置要求主要是指节段桥面箱梁和拱肋的实际桥轴线与理论桥轴线值的偏 差应符合设计和城市桥梁工程施工与质量验收规范 （CJJ2-2008 ） 的要求。4.1.4 稳定性要求确保整个施工与成桥状态桥梁不会发生失稳。4.2 施工监控技术路线4.2.1 施工监
14、控理论计算在大桥施工开始之前，采用 MIDAS GQJ软件及施工监控专用程 序建立相应的大桥施工监控计算模型，进行计算机仿真施工阶段模 拟，其中包括以施工顺序进行的前进分析和以施工逆顺序 （成桥倒拆） 进行的倒退分析， 提出理想状态下的施工阶段控制参数。 由于钢箱系 杆拱桥施工过程环节较多，体系转换复杂，影响参数较多，如：结构 刚度、梁段的重量、温度、吊杆分阶段张拉力、施工荷载等。求施工 监控参数的理论值时，都假定这些参数为理论值。4.2.2 设计参数识别 为了消除因设计参数取值的不确切所引起的设计与施工中实际 的不一致性， 在施工过程中要对这些参数进行识别。 通过典型施工状 态下对状态变量（
15、几何状态、应力状态、内力状态）实测值与理论值 的比较，以及设计参数影响分析，识别出设计参数误差量。对于重大 的设计参数误差， 提请设计方进行理论设计值的修改。 对于常规的参 数误差，通过优化进行调整。4.2.3 设计参数预测根据已施工节段设计参数误差量， 采用合适的预测方法 （如灰色 模型等）预测后续节段的设计参数可能误差量。4.2.4 优化调整 施工监控主要以控制桥面箱梁和拱肋标高、轴线、应力为主， 优化调整也就以这个因素建立控制目标函数和约束条件。 通过设计参 数误差对桥梁变形和受力的影响分析， 应用优化方法 （如采用带权最 小二乘法、线性规划法等） ，调整桥各施工节段的标高，使成桥状态 最大限度的接近理想设计成桥状态，并且保证施工过程中受力安全。5 施工监控主要内容5.1 理论计算首先复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态。 按照施工和设 计所确定的施工工序， 以及设计所提供的基本参数， 对施工过程进行
