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天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案1天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控实施方案1工程概况天峻路高架桥第六联连续梁主桥上部为35m+60m+35m预应力混凝土变截面连续梁桥，桥面宽度13m，设计荷载为公路-Ⅰ级荷载。横截面为单箱单室箱形截面，根部梁高3.6m，跨中梁高为1.7m，箱梁高度按1.6次抛物线变化。箱梁顶板宽13m，底板宽6m，翼缘板悬臂长为3.5m，全桥仅零号块及梁端部设置横梁，其余位置均不设置横隔板，零号块横隔板厚60cm，端横梁厚120cm。箱梁顶板设横坡，底板横桥向为水平。上部结构采用三向预应力体系。2施工监测监控的目的和意义由于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，施工过程中将会产生许多难以预料的因素，可能导致某些构件中的应力储备不足或变形过大、开裂等情况从而成为安全隐患。开展施工监测监控工作的目的，就是要根据现场施工情况，在提供箱梁合适立模标高的前提下，保证桥梁结构的线形；通过对控制断面应变、应力、变形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。开展施工监测监控可以及时发现问题，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。3监测监控组织机构施工监测监控是大型桥梁结构高技术施工不可缺少的部分，是一项技术性、时间性、协调性要求都很强的工作。其贯穿于整个施工过程的始终，牵涉到许多与施工有关的关键技术问题。如果没有一个强有力的组织机构，没有一套行之有效的工作程序，就不可能达到监测监控预期的目的。在组织形式上分二个层次开展工作：即设立天峻路高架桥第六联连续梁施工监控领导小组与施工监控实施小组。重大技术问题由施工监控领导小组讨论决定，具体工作由施工监控工作办公室负责、由施天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案2工监控实施小组执行。在指挥部统一领导下，设计、施工、监理、监测监控等各方通力合作，各尽其责，把监测监控工作做细、做好、做扎实、见实效。各方监控管理程序见下图。大桥施工监控管理程序各单位职责分工1）施工监测监控领导小组统一管理，协调各成员单位之间的工作，主持召集桥梁施工监控会议，向业主通报工作进展。2）设计单位①提供大桥结构计算数据文件；②提供各工况下（工况划分见后说明）及成桥后箱梁各施工节段的应力、应变和变形设计计算结果；③提供箱梁各节点（高程控制点）预拱度设计计算结果；④提供大桥施工安全性检算资料；⑤会签监控小组发布的监控指令表；⑥讨论决定重大设计修改，负责变更设计后的各种验算。3）施工单位①提供施工设计图纸及施工体系受力计算数据（挂篮自重；施工荷载等），按规定进行现场挂蓝静载试验；通报意见监理单位监控单位设计单位施工单位意见意见令指制控馈反制控行执督监馈反制控令指制控协调协调协调协调通报通报意见通报监控领导小组业主天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案3②提供详细的施工组织设计与进程计划，如有变更施工方案应及早提出；③提供施工材料的物理、力学性能值；④桥面施工荷载调查与控制；⑤混凝土弹性模量试验；⑥负责保护好现场元件、导线及仪器设备免遭人为破坏；⑦施工测量数据在每一梁段完成后及时汇交施工监控工作办公室，以便对主控方的控制数据起校核作用⑧提供工地试验室进行有关试验的工作条件；提供现场观测及监测元件设置的工作条件。4）监理单位①认真执行监理工作，保证施工质量；②协调好设计、施工与监测三方的现场配合；③督促和检查监测单位按本细则按期完成任务，监督施工单位对监控单位测试元件进行有效的保护；④提供箱梁断面尺寸、立模标高等复测结果；⑤会签监控小组发布的监控指令表；⑥在监测监控任务依现场需要有所增补、变更时，及时与建设单位联系，审核和报批有关事项；⑦每一梁段完成后及时将有关监测结果汇交施工监控工作办公室。5）监控单位①拟定施工监测监控方案；②完成监控方案中提及的各项施工监测监控任务、结构分析计算、提交下段挂篮立模标高（提前24小时）、结构应力和箱梁高程测量；③识别设计参数误差，并进行有效预测；④发生重大修改时应及时向相关部门汇报，并会同设计单位提出调整方案；⑤每一梁段完成后及时将有关监测监控结果汇交施工监控工作办公室。如有重要情况，以书面形式及时报告；⑥主桥竣工后，在2个月内提交施工监测监控成果报告。天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案44施工监测监控内容4.1工况划分和主要监测监控工作1)施工监测监控工况划分主桥上部结构施工中完成一个箱梁节段约需7—8天，监测监控工况划分如下：①箱梁各节段挂篮前移、立模；②箱梁各节段混凝土箱梁悬浇后；③箱梁各节段预应力索张拉后。此后有，箱梁合拢阶段、各跨刚性联接前后、各跨合拢现浇段后、各跨刚性联接解除后、各腹板索、顶板索、底板索和通长索张拉后，即成桥前各施工工况发生较大变化等，随着施工的进展而开展监测监控工作。2)监测监控主要工作①两桥梁主墩的应变、应力监测、两主承台的沉降观测、桥墩垂直度监测、墩顶位移监测。②通过计算和实测，提供箱梁各施工节段的立模标高；③监测各种工况下各箱梁节段变形和挠度；并定期复核主梁高程控制基准点；④监测各种工况下混凝土箱梁控制截面上的应变与应力；4.2结构分析计算天峻路高架桥第六联连续梁上部结构采用预应力混凝土变截面连续梁结构，悬臂挂篮现浇法施工。在施工过程中，荷载随各节段浇筑完成而逐步施加，预应力筋的张拉将会大幅度改变混凝土内的应力分布和变形；同时，结构刚度、混凝土收缩徐变、预应力索、温度、外载等因素，将使桥梁结构的变形、应力状态及其变化规律更加复杂。如此复杂的力学系统，必须运用科学而比较合理的力学模型和相应的计算分析软件予以分析处理。为实现桥梁上构的变形和应力分析，应用目前国内外有相当声誉的结构有限元分析软件包（ANSYS、MIDAS/CIVIL、“桥梁博士”）进行计算分析。对于混凝土收缩和徐变，以及由此产生的预应力损失，有待通过监测过程修正有关参数。天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案5结构有限元分析内容有：按照设计和施工所确定的施工工序，以及设计所提供的基本参数，对结构进行分析：①结构形变分析；②控制截面结构应变应力及内力计算；③结构预拱度计算分析，以确定立模标高；④结构稳定性分析。4.3桥墩监测4.3.1桥墩高程监测4.3.1.1承台沉降观测对本桥2个主墩承台进行沉降观测，定量确定其在施工过程中随加载所产生的沉降及不均匀沉降过程。对于主梁合拢，利用于观测结果可以采取有效的施工措施，如确定合拢前是否采用预顶力措施或是否可采用更合理的合拢次序等等，使成桥结构受力更趋合理。在21#、22#主墩承台的三个角位置，各布设一个永久性观测点，采用全站仪测量其空间位置的变化，据此判别其沉降不均的程度等。沉降观测于墩高每完成4米进行一次，于主梁每完成两侧各两个施工段后进行一次，全桥主梁合拢后和全桥完工后各进行一次。4.3.1.2高墩垂直度监控本桥在施工过程中必须对墩的垂直度进行监控，保证其制作误差满足施工规范的要求。每4m高度作一监测断面，每监测断面在墩的桥轴线方向和横向的几何中心设置一个测点，实测墩的垂直度，墩施工每4m高度对已设置的垂直度监测断面观测一次。4.3.1.3墩顶位移测试通过墩顶位移测试，结合对墩身应力及温度变化的测试，分析高墩墩顶温度荷载位移效应。结合施工控制计算，综合分析合拢次序对高墩墩顶位移的作用，适时考虑设计要求，提出建议的调整方案，为施工措施（是否施加预顶力或预拉力及施天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案6加的时机）提供依据。对21#、22#墩选取承台以上1.5米断面、0#段以下1.5米断面，，并按墩高不同，均匀选择3~4个断面埋设长期观测点采用全站仪进行监测，提供预设测点的空间坐标。观测时机分为高墩建成后0#段浇筑前、施工T构合拢前、后。观测时间尽量做到同一时间，以保持测试条件的一致。温度变化明显时，观测的数据应考虑温度变位的影响。4.4箱梁预拱度指令和线形控制4.4.1箱梁施工预拱在大跨度预应力混凝土箱梁悬臂浇筑施工中，随着箱梁的延伸，结构自重将逐步施加于已浇筑的节段上，使其挠度逐渐增大而变化。因此，在各节段施工时需要有一定的施工预拱（设计单位事先给出了各节段的预拱值）。但实际施工中，影响挠度的因素较多，主要有箱梁自重、挂篮变形、预施应力大小、施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度变化等。挠度控制将影响到合拢精度和成桥线形，故对其必须进行精确的计算和严格的控制。通过实测，对设计部门给定的预拱值在一定的范围作适当修正。否则，多跨度桥梁桥将可能出现较明显的起伏现象。箱梁浇筑时各节段立模标高由几部分组成(1)式中：Hi—待浇筑箱梁底板前端模板标高；Ho—该点设计标高；fi—本次及以后各浇筑箱梁段对该点挠度影响值；fi预—本次浇筑箱梁段纵向预应力束张拉后对该点挠度影响值；fi篮—挂篮弹性变形对该点挠度影响值；fx—由收缩、徐变、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响对该点挠度影响值。4.4.2预拱的预测和调整在主梁施工中，结构实际线形很难与设计计算的理论线形完全吻合。施工预拱的设置严格受到施工工期、施工时间、合拢日期等制约。实际测量值与理论计算值的偏差可通过物理—力学模型予以分析，其手段是通过前期预测和后期调整来实现。如果线型偏离量不太大，则可以由下一节段直接调整进行一次性补偿；若偏离量较xiioiffffHH篮预)(天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案7大，一次性补偿将会出现明显的桥面“波浪”，需要通过若干节段的预拱度连续修正来弥补误差。后者的多节段调整方案，实际上是一种多目标的全局优化解。预拱控制实际上是对成桥线型的预测，需要通过实际的桥面标高测量结果，不断反馈比较，用实践来检验理论计算的准确性与调整方案的合理性。监控方将本着不断监测观察，理论计算、分析调整、再测量观察的方法，与施工、监理单位密切配合，搞好预拱的预测和调整，以保证大桥质量达到优质工程的目标。4.4.3箱梁线形控制程序为了保证箱梁轴线高程施工精度，应通过现场实测，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值。选用高精度水准仪(偶然误差≤1mm/km)，高程控制以Ⅱ等水准高程控制测量标准为控制网，箱梁浇筑以Ⅲ等水准高程精度控制联测。测量控制程序如下图所示高程测量控制程序4.4.4箱梁线形测量大桥主梁的轴线和里程用全站仪进行测量，高程用自动安平水准仪进行测量。将轴线后视点引至过渡墩，用远点控制近距离点。确定立模标高签立模通知单监理复核挂篮定位高程观测监理复测立模板、扎钢筋、浇砼张拉前后高程观测移挂篮后高程观测监理复测天峻路高架桥第六联连续梁施工监测监控方案84.4.4.1墩顶测量和基准点的设立利用大桥两岸大地控制网点，使用后方交汇法，用全站仪测出墩顶测点的三维坐标。将墩顶标高值作为箱梁高程的水准基点，每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点（做好明显的红色标识，施工单位做好严格保护措施），监理单位、监控单位和施工单位按每月至少一次联测。以首次获得的墩顶标高值为初始值，每一工况下的测试值与初始值之差即为该工况下的墩顶变位。4.4.4.2主梁挠度的观测1、测点布置：施工单位在每一梁段悬臂端梁顶设立2个标高观测点。测点须用短钢筋预埋，并用红油漆标明编号。截面测点见下图中的“”所示的位置（腹板上方，分别距箱梁中心距离为250cm），作为主梁混凝土上表面标高的测点主梁挠度测点布置2、测量方法：用精密水平水准仪测量测点标高。3、测量频率：监控单位、施工单位与监理单位按各节段施工次序，每一节段按三种工况（即：浇筑混凝土后；张拉后和挂篮前移后）对主梁挠度进行平行独立测量，相互校核。4、测量时间：测量时间春季安排在中午，夏季安排在6：00～8:00时间段内。同时记录空气温度和箱内温度。监控单位在测量过程中，除考虑工序进展必须对每一工况进行例行测量外，还要对温度变化引起的挠度进行测量。为了找出温度变化引起主梁挠度变化的规律，对于一些重点工况，在工况不变的情况下，分别在早晨6：00左右（即温度较低）和中午12：30～14：30（即温度较高