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1、斜拉桥施工监控方案一、概述1.1工程概况全桥跨径组成：2x （4x30） +2x （5x30） m组合箱梁+ （125+220+125） m矮塔 斜拉桥+（2x30） m组合箱梁+ （42+70+42） m连续刚构+3x （5x30 ） m 组合箱梁，桥梁全长1681.2m。大桥主桥采用220m预应力混凝土矮塔斜拉桥，预应力混凝土单箱三室斜 腹板截面，按整体式截面设计。在斜拉索锚固点，设置横桥向贯通的横梁。跨径 布置为125+220+125m,主桥桥长470m。主桥主梁全宽为26.5m。桥面设2% 的双向横坡，桥面横向布置为：0.5m（防撞护栏）+11.0m（机动车道）+ 0.50m（防撞 护
2、栏）+2.5m （索塔）+0.50m（防撞护栏）+ 11.0m（机动车道）+0.5m（防撞护栏）。主梁边中跨比为0.568,支点处高8.0m，跨中高3.5m。箱高度和底板厚度 均按1.6次抛物线变化。箱梁顶宽为26.5m，腹板斜率为1： 3.142，底板宽度 为变值，零号块顶、底板厚度分别为65cm和150cm，腹板厚110cm，其它块 件顶板厚度为30cm,底板厚度从根部的110cm按1.6次抛物线变化至跨中 的28cm。全桥在梁端、0号块和斜拉索主梁锚固点处均设置横隔梁，其余位置 不设置横隔板。其中0号块横隔板厚150cm，端横梁厚250cm，斜拉索主梁锚 固点处横隔板厚30cm。主梁采用
3、预应力混凝土结构，设有纵、横、竖三向预应 力，纵、横向预应力采用高强低松弛钢绞线，锚具采用群锚；竖向预应力采用精 轧螺纹粗钢筋，布置在腹板及横隔板内。索塔下塔柱采用双薄壁实体墩，桥墩横向宽13.5m，薄壁纵向厚1.7m，间距 为2.6m，从美观上考虑，桥墩横向设置花瓶型凹槽。承台尺寸为23.0x18.2m， 承台厚4.5m，基础采用钻孔灌注桩基础，每个索塔基础采用20根0 2.2m的钻 孔灌注桩。斜拉索为双索面，双排布置在中央分隔带上，每个索塔设有2X12对48 根斜拉索，全桥共96根。1.2技术标准1、公路等级：一级公路双向六车道2、设计速度：80km/h3、 桥梁宽度：26.5m4、主要荷
4、载标准：（1）汽车荷载等级：公路-I级；（2）设计温度：桥位区的年平均气温为16.2C，极端最高温度为38.4C，极 端最低气温为-14.3C。（3）设计风速：使阶段基本风速V10=25.6m/s（重现期100年） 施工阶段基本风速V10=21.5m/s（重现期30年）（4）船舶撞击力：防撞击力按照美国ASSHTO规范规定驳船撞力的要求计算。横桥向设计防撞力为8.0MN，顺桥向设计防撞力为4.0MN(5) 基础变位：成桥后主墩不均匀沉降为1cm,过渡墩不均匀沉降为0.5cm。5、设计洪水频率：1/3006、大桥设计基准期：100年，设计安全等级：一级7、环境类别：1类二、编制依据(1)公路工程
5、技术标准(JTG B012003)(2)公路工程设计规范(JTG B202006)(3)公路桥涵施工技术规范(JTG/T F502011 )(4)公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)(5)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)(6)公路斜拉桥设计细则(JTG/T D65-012007)(7)公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01-2004)(8)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586)(9)公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)(10)公路工程质量检验评定标准(JTG F80 1/2003)(11)蔡甸至汉川一级公路
6、汉江特大桥施工结构设计图纸。三、施工监控的目的由于各种因素(如材料的弹性模量、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
7、，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咼；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
8、目标本桥高程控制精度为：(1) 立模标高允许误差：5mm；(2) 控制索力张拉允许误差土 2%；(3) 主梁相邻节段相对标高误差(附加纵坡)0.3%；(4) 主塔控制精度：轴线偏位10mm；断面尺寸土20mm；倾斜度半H/3000； 塔顶高程10m m；斜拉索锚固点高程10mm。(5) 主梁轴线：主梁中线水平方向允许偏差10mm ；高程允许偏差10mm。五、斜拉桥施工监控的必要性桥梁施工监控技术包含施工过程计算、施工方法、施工手段与工艺、施工过 程控制等内容。施工控制是施工技术的重要组成部分，并始终贯穿于桥梁施工过 程中。斜拉桥属高次超静定结构，其最为重要的特性之一是采用的施工方法和安装 程序
9、与成桥后的线形及结构恒载内力息息相关。与此同时，大跨度斜拉桥一般采 用分阶段施工方法，结构内力状态和线形随施工过程不断发生变化。设计阶段一 般根据经验预先确定包括结构刚度，构件几何尺寸，梁段重量，施工临时荷载， 斜拉索张拉力，收缩和徐变等关键参数为理想值，并根据上述参数的理想值确定 结构各关键阶段的理想状态。尽管可对上述参数进行控制，但由于施工误差，环 境误差，测量误差等不可避免，如不加以控制，必然导致实际结构状态和理想结 构状态间的偏差。随着跨度和结构复杂性的增加，该偏差对结构线形和内力状态 的不良效应显著增加，给结构的施工和正常运营带来诸多隐患，甚至危及施工和 运营过程中的结构安全。为确保
10、施工过程中斜拉桥的结构内力和变形状态始终处在安全，合理的范围 内，且成桥后的主梁线形逼近设计预期的理想线形，结构本身处于最优的受力状 态，必须在施工过程中进行严密的施工控制。斜拉桥施工控制指通过对斜拉桥进 行施工全过程仿真分析获得个关键施工阶段的主梁线形，斜拉索初张力，索塔位 移，主梁及索塔关键部位应力等理论值，进而根据理论值对施工过程做出明确规 定，并在施工过程中加以有效的控制和管理，在对理论值和相应的实测值进行对 比的基础上，根据误差分析结果对后续施工过程进行最优状态控制，以保障结构 施工过程的安全性并最大限度地减少误差不良效应的过程。六、施工监控的内容本项目施工监控工作主要包括以下内容：
11、结构仿真计算：按施工过程对结构进行仿真计算。线形监测：包括平面线形监测和挠度（高程）监测、主塔线形监测。应力监测：在大桥上部结构（箱梁）的控制截面布置应力量测点。索力监测：斜拉索张拉后的每个阶段都要对索力进行严格的监测。 温度测试：在梁体上布置必要的观测点以获得准确的温度变化规律。斜拉桥的施工控制是一个预告、施工、测量、识别、修正、预告的循环过程。要求控制 系统除了具备常规的结构分析计算功能外，还应具备在施工现场根据实测参数消除设计与实 际不一致的自适应能力，并能及时提供标高和索力修正值。基本思路是:首先用规范的参数计 算结构的响应，然后和实际测量的结果进行比较，比较二者的差异，修正参数使其和
12、实际结构 的结果吻合。经过几节段的施工就可以得到合适的参数。对于采用悬臂拼装或悬臂浇筑方法 施工的桥梁，主梁在塔根部的相对线刚度较大，变形较小,因此在控制初期参数不准确带来的 误差对全桥线形的影响较小，这对自适应控制思路的应用是非常有利的。经过几个节段的施 工后,计算参数已得到修正，为跨中变形较大节段的施工控制创造了良好的条件，这种系统方 法目前是最好的施工控制方法。本项目施工周期长、过程复杂，影响参数较多，如：构件材料特性、截面特 性、温度、砼的收缩徐变、施工荷载、施工误差等。计算施工控制参数的理论值 时，一般假定这些参数值为桥梁规范的给定值。为了消除因设计参数取值误差所 引起的施工中设计与
13、实际的不一致性，监控组将在施工过程中对这些参数进行识 别和预测，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。具体流程见图施工监控流程图5.1控制测量施工一个梁段称为一个阶段，为了改善施工过程中的挂篮和混凝土主梁的 受力，每个阶段分成四个工况： 挂篮前移并定位立模； 主梁混凝土浇筑； 待强后预应力张拉、降挂篮； 主梁斜拉索张拉。以上针对的是浇注有斜拉索锚固点的梁段，无斜拉索锚固点的去掉张拉斜 拉索的步骤，如果需要进一步改善受力，可将混凝土分两次浇筑，斜拉索分两次 张拉，则一个阶段共分六个人工况。（1）每个阶段观测项目；1. 索力测定测试方法：本
14、桥采用平行钢丝斜拉索，采用特制的带有压力传感器的千斤顶， 利用高精度传感器的精确读数来测定斜拉索的索力值，同时，辅以弦振式测索仪。 几种方法有机结合，相互校合，取长补短。2. 主梁挠度观测 测点布置：每一梁段悬臂端截面梁顶设立三个标高观测点，同时也作为坐标 观测点，测点布置在每个梁段梁端纵向横向距边缘10cm处，需用端钢筋预埋设 置并用红漆标明编号。当前现浇段悬臂端截面同时设立三个临时标高观测点，作 为当前梁段控制截面梁底标高用，并结出对应的测点的高程关系。 测试方法：用精密水准仪测量测点标高。临时水准点可设在梁塔固结处。每 阶段每一工况均进行标高测试，由施工单位及监理单位协作完成。测量时间选
15、在 天中温度变化最小的时候，即凌晨0点和6点之间。3. 截面钢筋应力或混凝土应变观测测试方法应变计采振弦式应变计，振弦式应变计采用相应的数据采集器进行测试。所用 的测试元件都局具有可靠的标定数据。测点布置主梁纵向应力监测断面选为主塔根部的截面，主跨1/4截面处，边跨跨中截面 处。主梁截面上重点测试上下缘处的应力值。主塔应力监测断面取主梁上方50cm 标准截面。由于实际施工中受结构自重，挂篮刚度，施工荷载等复杂因素的影响，需要根 据结构的实际状况及仿真计算的结果，对应力、变形较大的关键截面进行适当的 调整。4塔顶水平变位测量 测点布置：主塔顶上下游各设一到两个测点，测点位置选在塔顶便于观测 的可靠位置处。 测试方法：用全站仪测量。5. 承台水平变位测量 测点布置：承台顶面上下游各设二个测点，分别设在四个角处。 测试方法：用全站仪测量。5,2梁体线形测量主梁的标高直接影响到桥梁的线形，因此在施工过程中对标高应加以严格控 制。但在施工过程中也应根据结构本身的特性与施工方法的不同，采取不同的策 略。例如，当主梁刚度较大时，斜拉索索力的变化对主梁标高的影响时有限的， 应先对肃立的张拉吨位进行控制，根据实测的标高，对索力做适当的
