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宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则１宝汉高速BP10标特大桥施工监控实施细则宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则２宝汉BP10标特大桥施工监控实施细则一、工程概况与施工控制的理由三向预应力混凝土连续刚构桥，具有跨越能力大、受力合理、行车平顺、施工方便、养护费用低等优点，已成为大跨度梁桥的主要桥型。BP10标特大桥是宝汉高速公路上的两座大桥，赵家塬特大桥起点桩号K79+497，终点桩号K79+885,桥梁全长388米，最大桥高88.6米，主桥最大墩高49.0米。主桥上部结构采用75+140+75m预应力混凝土连续刚构，每幅主梁为单箱单室箱梁。箱梁采用变截面，梁高和底板厚度均按抛物线渐变。各控制断面尺寸分别为：箱梁根部高度8.0m；跨中梁高3.0m；跨中底板厚0.32m，箱梁根部底板厚1.0m。涧口河特大桥起点桩号为K78+275.00，终点桩号为K79+393.00。桥梁全长1118.00米，最大桥高118米，主桥最大墩高108米。主桥上部结构为85+4*160+85的预应力混凝土连续刚构。每幅主梁为单箱单室箱梁。箱梁采用变截面，梁高和底板厚度均按抛物线渐变。桥型布置见图一至二。一般来说，混凝土材料的特殊性和三向预应力梁桥结构施工工艺的复杂性，加之施工过程中许多难以预料的因素，可能导致构件中某些部位的应力储备不足或过大、线型偏离，从而形成安全隐患。开展桥梁施工监测监控的目的，就是在提供箱梁合适立模标高（预拱度）的同时，保证桥梁结构的设计线形；通过对关键控制断面应力、应变、变形及温度等物理量的测量来了解结构各构件在每一施工阶段的实际受力状况及变形情况；及时发现问题，以便采取相应的技术措施。使桥梁结构受力合理，线形符合设计要求，确保大桥的施工安全、施工质量、美观可靠和长久耐用。二、施工控制原则施工控制的目的是要对成桥目标进行有效控制，即确保建成后的桥梁在结构受力和线形方面满足设计要求。了解影响连续刚构桥受力及线形的主要因素，则能够帮助我们在施工监控中掌握重点，做到有的放矢。就连续刚构桥在受力方面而言，其上部主要受力构件为梁，反映其受力的因素为宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则3400460060004900桥梁全长388米3900宝鸡平凉K79.497K79+8850145612345678910111521121314151634567891011121314161718181719123456789101112131415161817192015213456789101112131416171819200#块0#块30007500+14000+75004002x300040040060003500120042004500240045003500图一赵家塬特大桥桥型布置图11112122宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则4图二涧口河特大桥桥型布置图宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则6宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则8截面内力。对于梁来说，通常起控制作用的是其截面上下缘的正应力，虽然梁截面正应力与截面轴力和弯矩有关，但梁弯矩却在截面上下缘的正应力变化中起决定作用。本桥线形控制的主要目标是保证主箱梁标高在成桥后（通常是长期变形稳定后）满足设计标高的要求。为了达到以上的控制目标，在施工控制中主要采取调整主箱梁节段浇筑标高和水平位置来调整主梁线形。三、施工控制方法连续刚构桥施工过程复杂，影响参数多，如：结构刚度、梁段的重量、施工荷载、混凝土的收缩徐变、温度和预应力等。施工中各工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是计算模型中计算参数的取值问题。要得到比较准确的控制调整量，必须根据施工中实测到的结构反应来修正计算模型中的这些参数，以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律。在闭环反馈控制基础上，再加上一个系统识别过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。当结构测量得到的受力状态与模型计算结果不符合时，通过将误差输入到辨识算法中调节计算参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。如此反复求辨识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可对施工状态进行更好的控制和预测。具体流程见图四。总之，施工控制是一个预测→量测→识别→修正→预测的循环过程，其要求首先是确保施工中的结构安全，其次是保证结构的内力和线形满足要求。在这过程中，其主要步骤的内容有：施工监测：在施工和成桥状态下，测得结构控制断面的应力（应变）、标高、温度；设计参数识别：在典型施工状态下，将状态变量（位移和应力应变）的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；设计参数预测：根据已施工梁段设计参数误差量，采用合适的预测方法（如灰色模型等）预测未来梁段的设计参数可能误差量；优化调整：施工控制主要以控制梁标高为主，优化调整也就以这个因素建立控制宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则9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。应用自适应方法调整本梁段与未来梁段的浇筑（安装）标高，使成桥状态最大限度地接近理想设计成桥状态。图四施工控制框图四、施工控制主要工作内容1、施工过程中的结构分析结构分析是施工控制的主要内容之一，为了与设计单位的计算结果进行核对，我们将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，对全桥结构各构件的内力、变形等进行复算，得到各施工状态以及成桥状态下的结构受力和变形等控制数据，这些理论数据主要包含有：各施工状态下以及成桥状态下主梁标高及控制截面应力应变。并同设计校对确认无误后作为连续刚构桥施工控制的理论轨迹。2、施工过程结构变位、应力、应变宝汉BP标段特大桥主梁为三向预应力混凝土箱梁，本阶段仅对主梁标高进行观测前期结构分析计算预告标高和应力施工现场数据采集主梁标高、应变、温度及截面尺寸和弹性模量等设计参数误差识别设计参数误差预测箱梁浇筑标高调整分析预告下一梁段浇筑标高宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则10即可。主梁采用挂篮法施工，浇筑一节箱梁称为一个阶段，为了精确计算该阶段的受力，我们将该阶段细分成三个工况：挂篮就位、本节段混凝土悬浇、张拉本节段箱梁预应力筋。每浇筑一段箱梁，都须进行以下4个方面的观测：①、主梁标高观测：预应力混凝土箱梁由于采用挂篮施工，其标高的控制通过理论计算数据及挂篮的标高来确定底模标高；浇筑每一节段混凝土箱梁时，在混凝土箱梁顶面布置4个高程测点，测点采用Φ20的HRB钢筋制作，底部焊于钢筋网上，顶部磨圆露出混凝土箱梁顶面2.0cm，采用红油漆标记。截面各测点位置见附图。②、主梁应力量测：主梁应力测试断面选择在悬臂根部1#块截面、悬臂L/4截面、悬臂L/2截面、合拢段跨中截面及两边跨支点截面为测试截面。各测点布置具体见附图。根据施工进度，具体测试断面将根据计算结果跟有关单位商定。③、主梁水平变位观量：主梁每个节段浇筑完毕即进行梁顶水平变位观测，各测点具体布置见附图。④、墩顶变位测量：桥墩浇筑完毕后进行墩顶变位测量；每墩两侧主梁各浇筑三个节段进行一次墩顶变位测量。3、温度观测对于连续刚构桥，温度场是指桥梁结构在桥位处各种环境的影响下，桥梁结构各部位的温度状态，其主要体现在长期季节温差和短期体系温差两种形式的作用上。由于连续刚构桥位多次超静定结构，且其主要组成部分梁均为空间非线性结构，两种形式的温差均将对连续刚构桥的内力及线型产生重要影响，因而在施工过程中将对主箱梁的温度场进行长期测量。主梁的温度测量断面与应力测量断面相同（除了主跨垮中截面），具体位置见附图。4、施工监控测点布置时机从上述对应变的监测布置可知，选择合理时机布设应变传感器是非常关键的，否则将可能延误工期或造成应该监测的项目无法进行，最终导致监控计算模型不能有效地反映实际结构。为了避免出现上述情况，我们监控部门将按时做到以下几方面：a、根据施工方的施工组织及进度安排，组织好监测及监控进度；b、混凝土箱梁底模安装完后，进行底模标高测量；宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则11c、箱梁、桥墩钢筋绑扎好，混凝土浇筑前，在指定的断面埋设好应变、温度传感器，同时制作并固定好主梁标高观测点钢筋；混凝土浇筑后，在指定的断面埋设好应力传感器；d、每节箱梁梁段施工前，提交主梁标高等控制参数。5、施工控制中必须的基础资料收集为了获取施工状态下各参数变量，以便准确地模拟实际受力，监控方需要收集以下资料：a、钢材力学性能指标（施工单位提供）；b、混凝土的材料性能指标（施工单位提供）；c、挂篮支点反力及其他施工荷载在桥上布置位置及荷载值（施工单位提供）；d、实际工期与未来进度安排（施工单位提供）；e、晴雨、气温、风向、风速等气象资料。6、设计参数误差分析和识别a、梁段自重误差对结构的影响；b、梁的刚度误差对结构的影响；c、施工荷载变动对结构的影响；d、温度的影响；7、未来梁节段设计参数误差进行预测8、预告下节段主梁浇筑标高9、重大设计修改如果出现较大的施工误差，需采对设计参数作重大修改五、施工监测的具体实施说明施工监测是一项复杂的技术工作，其测试方法、测试内容及测试时间都必须同施工单位等各方进行事先充分的讨论。为了保证宝汉BP10标段特大桥大桥监控的顺利实宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则12施和将该桥建设成为一流工程，特对监测内容的具体实施说明如下：控制网的建立与复测：利用自动安平水准仪及经纬仪把高程控制点引至墩顶梁顶面上，标上明显标记并保护好。在以后的施工期就以此点为基准，作为其它水准测量的后视点，得出所测梁顶的高程。每一墩顶至少应布置两个基准点，每次测量时首先应进行基准点之间的相互校核。对于这些基准点，将与施工部门一起每隔一个月复测一次。预应力混凝土箱梁浇筑：施工方按照监控方提交的混凝土梁底模标高进行定位和立模，并通知监理及监控方检测。主梁标高观测：采用自动安平水准仪测量。测量时间：标高测量在温度相对恒定时（一般在夜间20：00～凌晨7：00之间，随季节调整）进行。每节段浇筑时均进行标高观测。主梁应力测量：箱梁截面采用埋入钢弦式应变计，钢弦式应变计是一种间接测量仪器，通过测得的钢弦频率，由应变—频率标定曲线，换算出混凝土的应变，再根据混凝土弹性模量换算出混凝土应力。每节段拼装时均进行应力测量。主梁轴线偏移测量：用钢尺找出前端梁段的中线并做标计，采用视准法直接测量其前端偏移。将全站仪架设在墩顶梁面中心，后视另一墩顶梁面中心，视线为基准线，在梁前端中心标记处放置小钢尺，钢尺基准点与梁端中心点重合，用仪器直接读取钢尺读数，即为轴线偏移值。每节段拼装时均进行轴线偏移测量。墩顶变位测量：墩顶变位测量采用全站仪在一侧岸边设置两个测站，在每个墩的顶部中间设置两个固定测点，测出墩顶测点的三维坐标，以便得到墩顶标高值。每一测量工况下的变位即为测读值与初始值的差。初始值为桥墩刚建成后在气温恒定、无日照影响时自由状态下的测读值。每浇筑三个节段进行一次墩顶变位测量。六、施工控制精度为了保证成桥后的受力与线形满足设计要求，施工的精度控制至关重要，为此，施工中各项指标必须满足设计要求，若设计未作具体规定，则应满足规范及施工控制提出的要求：1、箱梁浇筑必须在一天中相对稳定均匀温度场（一般为日出前）中完成；2、箱梁浇筑定位标高精度：（+/-）5mm；3、标高误差：（+/-）L/6000，其中L为跨径；宝汉高速BP10特大桥施工监控实施细则134、轴线偏位：（+/-）5mm；5、主梁重量控制要求：按施工规程要求对主梁横截面尺寸的误差严格控制。七、阶段施工控制验收预应力筋张拉完毕，挂篮移动前，是连续刚构桥的一个阶段施工结束的标志。一个节段完成后，由控制方汇集所有的观测资料，由施工控制工作小组下达下一节段施工控制指令表，并对上一节段的控制情况作简要评述。指令表经有关方签认后进入下一节段施工。连续刚构桥施工3个节段后进行一次施工控制小结，对有关设计参数作一次系统调整。八、总的要求1、严格控制施工临时荷载。材料堆放要求定点、定量。2、测量工作由施工