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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(4x3 0 ) + 2 x( 5 x30) m 组合箱梁 + (125+22 0 + 1 25)m 矮塔斜拉桥+(2x30) m组合箱梁+ (4 2+70+4 2) m连续刚构+3x (5x3 0)m组合箱梁，桥梁全长16 8 1. 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1 2 5+2 2 0 +1 2 5m,主桥桥长4 70m.主桥主梁全宽为26.5 m。桥面设 2%的双向横坡，桥面横向布置为:0. 5m (防撞护
2、栏)+11。0m (机动车道)+ 0。50m(防撞护栏)+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0.5 6 8,支点处高80m，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26.5 m，腹板斜率为1： 3。14 2, 底板宽度为变值，零号块顶、底板厚度分别为65cm和1 50cm，腹板厚1 1 0c m,其它块件顶板厚度为 3 0cm,底板厚度从根部的110cm按1。6次抛 物线变化至跨中的2 8 cm.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
3、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13.5 m,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。0x 18.2m，承台厚4.5 m，基础采用钻孔灌注桩基础，每个索塔基础采用20根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
4、标准1、公路等级：一级公路双向六车道2、设计速度： 80 kmh3、 桥梁宽度：26.5m4、主要荷载标准：(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3 8.4, 极端最低气温为一14. 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、
5、设计洪水频率:1/3 0 06、大桥设计基准期:100 年，设计安全等级:一级7、环境类别：I类二、编制依据(1) 公路工程技术标准TG B0 1 2003)( 2) 公路工程设计规范B 202006)(3) 公路桥涵施工技术规范2011 )(4) 公路桥涵设计通用规范D602 0 0 4)(5) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范20 04)(6) 公路斜拉桥设计细则D65-012 00 7)(7) 公路桥梁抗风设计规范01200 4)( 8) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 0258 6)( 9)公路桥梁抗震设计细则B02-0 1-2008)( 1 0 ) 公路工程质量检验评
6、定标准0 1/20 03)(J( JTG(JTG/T F50(JTG( JTG D62( JTG /T(J TG/T D60-( JTG/T( JTG F811)蔡甸至汉川一级公路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
7、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
8、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2 0mm;倾斜度才H/3 0 00;塔顶高程10mm;斜拉索锚固点高程1 0mm.(5) 主梁轴线：主梁中线水平方向允许偏差1 0mm；高程允许偏差1 0mm.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
9、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
10、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
11、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：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
12、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
13、：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
14、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
15、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。测量时间选在 一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 50c m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
