宁安线青弋江特大桥 (40+64+40m)双线预应力砼连续梁监控方案

目录1、桥梁概况.............................................22、施工监控的必要性和目标................................33、施工监控的难点和关键点................................74、施工监控的主要依据...................................85、施工监控的主要内容和测点布置..........................86、数据分析、反馈控制及预测预报.........................187、施工监控工作的实施..................................208、施工监控组织实施....................................2110、施工监测提交的成果.................................2711、施工监测责任及服务承诺..............................2812、仪器、设备及元件...................................29宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁施工监控方案1、桥梁概况新建南京至安庆铁路跨宁芜线连续梁采用中铁第四勘察设计院设计的通用图，即《南京至安庆铁路新建工程施工图（40+64+40m）双线预应力砼连续梁，图号：宁安施（桥）参-17，其总体布置如图1所示。梁体为单箱单室、直腹板箱梁。箱梁顶板宽12.2m，箱梁底板宽6.0m。顶板厚度除梁端附近外均为37cm，底板厚度由跨中的44cm按圆曲线变化至中支点处梁根部的73cm，腹板厚度分别为45cm、70cm、90cm，中跨跨中、中支点及端支点处共设5个横隔梁。桥面总宽为12.2m，防护墙内侧宽度为9.0m,防护墙外翼缘板宽度各1.35m，桥上人行道栏杆内侧净宽12.1m，梁体全长145.2m(含两侧梁端至边支座中心各0.6m)。中支点截面中心处梁高为5.2m，梁端及边跨直线段和跨中截面处梁高为2.8m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=182.502m，边支座中心至梁端为0.6m。箱梁截面如图2所示：图1总体布置图（单位：mm）宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案图2中支点及跨中截面(单位;cm)梁体按全预应力设计，设纵向、横向、竖向预应力。纵向和横向预应力筋采用高强度低松驰钢绞线，竖向预应力筋采用高强精轧螺纹粗钢筋，混凝土采用C50混凝土。连续梁桥为超静定结构,具有结构连续、结构刚度大的特点。本桥采用变高度变截面连续箱梁，在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，其绝对值大于跨中截面弯矩，采用变截面符合梁的内力分布规律，同时，本桥采用挂篮悬臂灌注法施工，变截面梁与施工的内力状态相吻合。2、施工监控的必要性和目标2.1施工监控的必要性和目标连续梁桥作为超静定桥跨结构，其成桥的梁部线形和内力与施工方法有着密切的关系，也就是说不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。本桥采用悬臂挂篮施工，施工过程中存在结构体系转换，即T构双悬臂梁连续箱梁，受力状态复杂。另一方面，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、温度影响等）的影响，以及测量等方面产生的误差，结构的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，尤其值得注意的是，某些偏差（如主梁的标高误差、轴线误差等）具有累积的特性。若对这些偏差不加以及时有效的调整，随着施工的进行，梁悬臂长度的增加，主梁标高会显著偏离设计值，其几何位置会显著偏离设计值，最终可能导致合拢困难、成桥线形与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件及经济性等方面带来不同程度的影响。为了保证桥梁施工质量和施工安宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案全，使桥梁的线形和内力达到设计的预期值，桥梁施工监控是不可缺少的。施工监控是根据施工监控所得的结构参数实际值进行施工阶段计算,确定出每个悬浇节段的立模标高,并在施工过程中根据施工检测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整,以此来保证成桥后线行、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求，.通过施工过程的数据采集和严格控制,保证结构的受力合理和线形平顺,确保结构的安全和稳定,避免施工差错,尽可能减少调整工作量,为大桥安全顺利建成提供技术保障根据以往同类桥梁施工及控制经验，并根据该桥的具体情况，估计在悬臂浇筑连续箱梁施工过程中影响桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面：桥梁施工的临时荷载，包括挂篮、机具、人员重力等；挂篮几何变形和弹性变形的影响；日照影响；混凝土浇注方量的控制；混凝土容重；混凝土弹性模量；混凝土收缩及徐变的影响；混凝土浇筑阶段温度的影响；箱梁温度场分布的影响；箱梁合拢段温度的影响；混凝土参与受力龄期的影响；预应力损失产生的影响；其他若干因素。当上述因素与估计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积。所以施工监测和控制是大跨度施工过程中不可缺少的工序。（40+64+40）m连续梁桥（图号：宁安施（桥）参-17：）施工监控的目的是，通过对已完成的工程状态和施工过程的监测，收集控制参数，分析施工中产生的误差，通过理论计算和实测结果的比较分析、误差调整，预测后续施工过程的结构形状，提出后续施工过程应采取的技术措施，调整必要的施工工艺和技术方案，使成桥后结构的内力和线形处于有效的控制之中，并最大限度地符合设计的理想状态，确保结构的施工质量，保证施工过程与运行状态的安全性。宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案（40+64+40）m连续梁桥（图号：宁安施（桥）参-17：）施工监控的目标是：把大跨度桥梁施工控制的理论和方法应用于本桥的实际施工过程，对大桥施工期间的线形、应力等内容进行有效的控制和合理的调整。根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段应力与变形数据，及时分析各施工阶段中实测值与设计预测值的差异并找出原因，提出修正对策，以协助施工单位安全、优质、高效地进行施工，并确保在全桥建成以后桥梁的内力状态、线形与设计尽量相符。2.2施工监控的基本原则桥梁施工控制是一个施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。施工控制是要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。内力和变形控制综合考虑。在施工中采取如下的控制策略：主梁控制截面应力和挠度应在施工过程中实时反馈，整个施工过程中以主梁线形和应力作为主要控制指标。标高主要控制线形，确保最终成桥线形和设计线形相一致；应力主要通过定检测与分析，及时发现施工中可能存在的异常情况，及时预警，保障施工安全。A受力要求：反映连续梁桥受力的因素主要是主梁的截面内力（或应力）状况。通常起控制作用的是主梁的上、下缘正应力。不论是在成桥状态还是在施工状态，要确保各截面应力的最大值在允许范围之内。B线形要求：线形主要是控制主梁的标高，保证成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁的标高要满足设计标高的要求。2．3控制方法特别是变截面连续梁桥在施工过程中，出现施工状态偏离理想的设计状态时，如不加以调整，就会造成结构的线型远远偏离设计成桥状态，甚至危及结构安全。对于预应力混凝土连续梁，设计计算中所采用的各项参数与现场材料的参数存在一定的差距，因此预应力混凝土连续梁的施工控制难度相对较大。连续梁桥每个施工工况的变位达不到设计理想施工状态的主要原因在于：由于设计构件截面尺寸、预应力筋张拉力、材料弹性模量、容重、收缩系数和徐变系数等计算参数往往与施工中实际情况有一定的差距；此外环境温度、临时荷载、施工误差等等也常常影响结构实际变位偏离设计理想状态。上述影响因素中立模标高、构件超重和预应力筋张拉力误差影响最大，而温度影响亦不容忽视。目前，桥梁的施工控制方法主要可以归纳为三类：开环控制、反馈控制和自宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案适应控制。根据本监控项目的实际情况选用目前应用较为广泛的自适应控制方法，其基本原理在于：通过施工过程的反馈测量数据不断修正用于施工控制的跟踪分析程序的相关参数，使计算分析程序适应实际施工过程，当计算分析程序能够较准确地反映实际施工过程后，以计算分析程序指导以后的施工过程。由于经过自适应过程，计算程序己经与实际施工过程比较吻合，因而可以达到线型控制的目的。其基本步骤如下：首先以设计的成桥状态为目标，按照设计参数建立有限元模型进行计算，以确定每一施工步骤应达到的分目标，并建立施工过程跟踪分析程序；根据上述分目标开始施工，并测量实际结构的变形等数据；根据实际测量的数据分析和调整各统计参数，以调整后的参数重新确定以后各施工步骤的分目标，建立新的跟踪分析程序；反复上述过程即可使跟踪分析程序的计算与实际施工相吻合，各分目标也成为可实现的目标，进而利用跟踪分析程序来指导以后的施工过程和必要的调整与控制。连续梁桥的施工控制通过施工中主梁标高及截面尺寸和弹性模量等数据采集，在对所得到的数据进行误差分析后，不断修正设计参数，使标高的计算值与实测值之差不断缩小，从而把握目前的施工过程，进而预估将来的施工状况，达到施工控制的目的。2.4调控手段在预应力混凝土变截面连续梁桥的施工过程中，首先应重视立模标高误差，特别是主梁的混凝土截面尺寸施工误差；其次是测量时的环境温度影响。当然，在施工过程中，误差的产生是不可避免的。当主梁的线形误差每个工况能控制在精度范围之内，则不必调整。当这种误差超出控制精度范围或各工况的累积误差己不允许时，则必须进行调整。调整时，以主梁立模标高为主要调整手段。由于连续梁桥采用挂篮分段悬臂施工，只能通过调整施工中下一梁段的立模标高来进行调整，而对变截面箱梁立模标高的调整是有限的，否则主梁就可能出现折线线形，导致在施加预应力后就有可能改变结构受力，影响结构安全。因此，要确保连续梁桥成桥线形和设计线形相一致，需要对主要设计计算参数根据现场实测和计算识别进行调整，以尽可能保证每一梁段的理论计算立模标高尽可能精确、符合实际。宁安线青弋江特大桥（40+64+40m）双线预应力砼连续梁监控方案3、施工监控的难点和关键点随着桥梁建设的快速发展，悬臂浇筑法已成为大跨度预应力混凝土连续梁桥广泛采用的施工方法。在施工过程中，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度、湿度等诸多因素的影响，往往会出现悬浇梁段的合拢误差较大和成桥线形与设计目标不相吻合，这些是施工中必须认真解决的关键技术问题。本桥的施工监控难点和关键点包括：a.结构跨度大本桥作为一座高速铁路桥梁，主跨64m，属于大跨度连续梁结构，施工中各种参数（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）的偏差，以及测量等方面产生的误差，尤其是某些具有累积的特性的偏差（如主梁的标高误差、轴线误差等），都对施工监控的准确分析、预测有很大的影响。b.温度荷载的影响温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，结构的温度次内力或温度次应力易导致结构裂缝。本桥为铁路桥梁，桥宽较窄，箱梁仅带短小悬臂翼板，两侧腹板分别在上、下午受日照，必须考虑横向温度梯度。因此必须加强对温度场的监测控制。c.挂篮荷载的影响本桥采用的是挂篮悬臂浇筑施工，挂篮的刚度和变形（弹性、非弹性）对主梁的线形会有较大的影响。悬臂浇筑施工过程中，必须保证挂篮的安全和稳定，明确挂篮对主梁结构的作用，消除预测中因对施工工艺模拟不客观引起的误差，以确保主梁的线形和内力在控制之中，保障桥梁施工的顺利安全进行。d.预应力的影响预加应