拱橋施工監(jiān)控方案

1、滬杭甬客運專線上海至杭州段（ 88+160+88）m自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司二九年九月滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案目錄1工程概況 .12施工監(jiān)控的目的、依據(jù)、原則和方法 .22.1施工監(jiān)控目的 .22.2施工監(jiān)控依據(jù) .32.3施工監(jiān)控原則 .32.4施工監(jiān)控方法 .33施工監(jiān)控工作的主要內(nèi)容 .53.1施工過程仿真計算 .53.2與施工監(jiān)控有關(guān)的基礎(chǔ)資料試驗數(shù)據(jù)的收集.53.3施工過程結(jié)構(gòu)變位、應(yīng)力應(yīng)變和溫度觀測.64施工控制精度與監(jiān)控要求 .104.1施工控制精度 .104.2施工監(jiān)控要求 .105組織機構(gòu) .105.1機構(gòu)組成 .105.2各單位分工 .

2、115.3施工控制工作程序 .126施工監(jiān)控注意事項 .12滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案1 工程概況滬杭客運專線跨滬杭高速公路特大橋位于上海市金山區(qū)和浙江省嘉興市境內(nèi)，沿途穿越上海市金山區(qū)，浙江省嘉興市嘉善縣，橋位處地形平坦。滬杭客專于嘉善縣內(nèi)由滬杭高速公路南側(cè)跨到北側(cè)，交點處客專里程為 DK59+247。線路設(shè)計為雙線，線間距 5.0m，本橋位于直線上。設(shè)計速度 350km/h。橋梁方案：本橋采用自錨上承式拱橋，孔跨組成為（ 88+160+88） m，立面布置如圖 1 所示。拱肋采用拋物線線形，矢跨比為 1/6，中跨拱肋拱頂截面高為 4m，拱腳截面高為 6m，拱肋橫向?qū)挾?7.5m，采用單

3、箱單室截面。為簡化結(jié)構(gòu)構(gòu)造及受力，拱肋上設(shè)置三個拱上立柱，支承（ 20+22+22+20） m 連續(xù)梁，為配合拱肋曲線變化， 連續(xù)梁邊跨截面高度采用變截面， 梁端截面高度 4m，跨中截面高度采用 3m，連續(xù)梁與拱肋結(jié)構(gòu)分離。施工方法：主橋采用“支架現(xiàn)澆，轉(zhuǎn)體就位”的施工方案，即主拱及拱上連續(xù)梁先順公路方向支架現(xiàn)澆，然后拆除支架進行轉(zhuǎn)體施工。具體施工步驟如下：1、主墩樁基礎(chǔ)、下層承臺、平轉(zhuǎn)球鉸、上層承臺、拱座施工；邊墩樁基礎(chǔ)、承臺、墩身施工。2、 順公路方向搭設(shè)支架、并預(yù)壓，在支架上現(xiàn)澆拱肋。3、 澆拱上立柱、 支架現(xiàn)澆拱上連續(xù)梁， 本階段連續(xù)梁支承在臨時支座及支架上，與永久支座懸空5cm。4、

4、 張拉臨時系桿。5、 拆除拱上連續(xù)梁現(xiàn)澆支架、落梁，通過調(diào)整支座下板底無收縮水泥砂漿厚度，使連續(xù)梁各支點下落高度一致。6、 用素混凝土填實連續(xù)梁端與拱圈之間的梁縫、張拉臨時預(yù)應(yīng)力索將拱圈與連續(xù)梁固接。7、 拆除現(xiàn)澆拱肋支架，做好拱肋平轉(zhuǎn)準(zhǔn)備工作。8、 拱肋平轉(zhuǎn)到位，封鉸。9、 支架現(xiàn)澆邊跨并合龍。10、合龍中跨，解除拱肋與連續(xù)梁的臨時固結(jié)索，拆除梁縫內(nèi)的素混凝土塞縫。1滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案11、交替張拉部分永久系桿、拆除臨時系桿。12、施工橋面相關(guān)工程：防護墻、欄桿；無砟軌道板等。13、張拉剩余永久系桿。14、開通運營。圖 1自錨上承式拱橋示意圖2 施工監(jiān)控的目的、依據(jù)、原則和方法2

5、.1 施工監(jiān)控目的施工監(jiān)控是對施工過程中的重要環(huán)節(jié)及過程進行監(jiān)測和控制， 保證施工過程及其結(jié)構(gòu)處在絕對安全的控制之中， 根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)， 通過利用各種測試手段獲取的反饋數(shù)據(jù)進行跟蹤修正計算，給出各施工階段的線形及內(nèi)力控制數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)和控制施工， 防止施工中的誤差積累， 保證成橋后的線形及內(nèi)力符合設(shè)計要求。施工監(jiān)控是近年來發(fā)展起來的一種橋梁施工控制技術(shù)， 是隨著橋梁跨度增大和橋梁結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜而產(chǎn)生的。 特大橋、特別復(fù)雜的橋梁及新結(jié)構(gòu)型式的橋梁均需作施工監(jiān)控?？鐪几咚俟诽卮髽蚴菧伎瓦\專線上的一個重點工程， 主橋采用自錨上承式拱橋形式， 是鐵路客運專線橋梁采用的一種新型形式。 自錨上承式

6、拱橋的結(jié)構(gòu)型式獨特，構(gòu)造復(fù)雜，施工環(huán)節(jié)多，工藝要求高，受外界影響的因素很多，為了確保主橋在施工過程中結(jié)構(gòu)安全可靠， 成橋后的線形符合設(shè)計要求， 結(jié)構(gòu)內(nèi)力接近設(shè)計要求，在主橋施工過程中必須進行施工監(jiān)控。2滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案2.2 施工監(jiān)控依據(jù)主要依據(jù)下列文件和規(guī)范規(guī)程對跨滬杭高速公路特大橋?qū)嵤┦┕けO(jiān)控。1、 施工監(jiān)控協(xié)議書；2、滬杭客專上海至杭州段自錨上承式拱橋深化初步設(shè)計圖紙；3、鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范 (TB10002.1 TB10002.5-2005) ；4、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(TB10002.3-2005) ；5、新建鐵路工程測量規(guī)范(TB10101-99

7、) ；6、鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定(鐵建設(shè)【】號；2005 157)7、鐵路橋涵施工規(guī)范 (TB10203-2002) ；8、鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn) （TB10415-2003）；9、鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(GB50111-2005)；10、鐵路橋梁檢定規(guī)范 ( 鐵運函 2004120 號) ；11、其它有關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求。2.3 施工監(jiān)控原則施工監(jiān)控是要對施工過程進行有效控制，修正在施工過程中各種影響成橋目標(biāo)的參數(shù)誤差，確保成橋后結(jié)構(gòu)受力和線形滿足設(shè)計要求。1、受力要求。 自錨上承式拱橋應(yīng)力監(jiān)測的主要內(nèi)容是：拱肋、拱上連續(xù)梁各控制截面以及拱上立柱根部的應(yīng)力監(jiān)測。不論在施工狀態(tài)還是

8、在成橋狀態(tài)，都要確保各截面應(yīng)力的最大值在允許范圍內(nèi)。2、線形要求。 線形主要是拱肋軸線的線形誤差和拱上連續(xù)梁的頂面標(biāo)高。成橋后（主要指主拱肋變形穩(wěn)定后）拱肋軸線各控制點以及拱上連續(xù)梁的標(biāo)高和軸線要滿足設(shè)計標(biāo)高的要求。3、調(diào)控手段。對于拱肋以及拱上連續(xù)梁線形的調(diào)整，主要是通過調(diào)整現(xiàn)澆支架的頂面標(biāo)高以及張拉系桿來實現(xiàn)。2.4 施工監(jiān)控方法1、施工控制方法3滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案鋼筋混凝土拱橋， 施工過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力以及線形產(chǎn)生誤差的原因， 主要是鋼筋混凝土彈性模量、材料的容重和徐變系數(shù)是一個變量，結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、環(huán)境溫度、臨時荷載等也會產(chǎn)生影響。要得到比較準(zhǔn)確的控制調(diào)整量， 必須根據(jù)施工中

9、實測到的結(jié)構(gòu)應(yīng)力來修正計算模型中的這些參數(shù)值， 以使計算模型在與實際結(jié)構(gòu)磨合一段時間后， 自動適應(yīng)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)規(guī)律。 當(dāng)測量到結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與模型計算結(jié)果不相符合，通過將誤差輸入到辨識算法中調(diào)節(jié)計算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實際測量到的結(jié)果一致。 得到修正的計算模型參數(shù)后， 重新計算各施工階段的理想狀態(tài)，這樣， 經(jīng)過幾個工況的反復(fù)辨識后， 計算模型就基本上與實際結(jié)構(gòu)相一致了。 在此基礎(chǔ)上可對施工狀態(tài)進行更好的控制。 施工控制程序框圖如圖 2 所示。理想結(jié)構(gòu)分析預(yù)告主拱內(nèi)力、變形施工測量誤差分析1、查找原因2、對施工方案進行調(diào)整并重新計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形理論與實測比較結(jié)構(gòu)狀態(tài)判斷、綜合評價是

10、否按原計劃繼續(xù)施工圖 2 施工控制框圖橋梁的施工控制是一個預(yù)告量測識別修正預(yù)告的循環(huán)過程。施工控制的要求首先是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全，其次是保證結(jié)構(gòu)的內(nèi)力合理和線形美觀。為達到上述目的，施工過程中必須對主拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力和主拱線形標(biāo)高進行雙控。2、施工監(jiān)測方法施工監(jiān)測是在施工現(xiàn)場通過對主拱結(jié)構(gòu)的線形及位移（或變形）監(jiān)測、預(yù)應(yīng)4滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案力監(jiān)測來得到主拱結(jié)構(gòu)實際變形和內(nèi)力分布。除此之外，還要對支架主拱肋澆注過程中的變形和受力狀態(tài)進行監(jiān)測，以便獲得支架變形對主拱結(jié)構(gòu)行為的影響。通過上述監(jiān)測，來保證在施工過程中主拱結(jié)構(gòu)的安全以及成橋結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力分布符合設(shè)計要求。3 施工監(jiān)控工作的主要內(nèi)

11、容本橋施工監(jiān)控主要包括以下內(nèi)容：1、施工過程仿真計算；2、與施工監(jiān)控有關(guān)的基礎(chǔ)資料的收集；3、施工過程結(jié)構(gòu)線形、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測；4、基礎(chǔ)沉降及拱座位移觀測；3.1 施工過程仿真計算用成熟的結(jié)構(gòu)計算軟件 （MIDAS、Sap2000）對每一個施工階段進行分析計算，驗算各截面應(yīng)力，計算施工控制的理論線形，形成仿真計算控制文件。 施工過程計算包括以下內(nèi)容。1、主拱拱肋的內(nèi)力、應(yīng)力、撓度計算；2、拱上連續(xù)梁的內(nèi)力、應(yīng)力、撓度計算；3、拱上立柱根部的應(yīng)力計算；4、根據(jù)施工過程隨時進行的控制計算；5、其它必要的計算。3.2 與施工監(jiān)控有關(guān)的基礎(chǔ)資料的收集1、混凝土的彈性模量試驗以及強度試驗，混凝土容重試驗；

12、2、支架預(yù)壓試驗；3、氣候資料：晴雨、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速；4、施工工期安排；5、施工方案的調(diào)整等。5滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案以上數(shù)據(jù)由相關(guān)單位提供。3.3 施工過程結(jié)構(gòu)線形、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測1、拱上連續(xù)梁標(biāo)高控制 測點布置：拱上連續(xù)梁每隔 4 米布置標(biāo)高測點，順橋向布置 44 個斷面（如圖 5 所示），橫橋向布置 2 個測點（如圖 3 所示）。拱上連續(xù)梁標(biāo)高測點共計 88 個；同時要加強對拱上連續(xù)梁的中軸線觀測。 測點結(jié)構(gòu)形式：用鋼筋焊接在鋼筋網(wǎng)上，露出混凝土頂面2cm。 測試方法： 用精密水準(zhǔn)儀測量測點標(biāo)高。 測試工況： 拆除支架、張拉系桿等工況。 測量精度： 2mm。圖 3拱上連續(xù)梁橫斷面

13、標(biāo)高測點布置圖2、 拱肋標(biāo)高控制 測點布置：對拱肋拱腳、 L/8 、L/4 、 3L/8 、L/2 、5L/8 、3L/4 、 7L/8 、拱腳分別設(shè)置拱肋標(biāo)高觀測點（如圖4 所示）。 測點結(jié)構(gòu)形式：用鋼筋焊接在鋼筋網(wǎng)上，露出混凝土頂面5cm。 測試方法： 用全站儀測量 。 測量精度： 2mm。 測量工況： 拱肋澆注，支架拆除，張拉系桿等工況。6滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案圖 4拱肋橫斷面標(biāo)高測點布置圖3、 拱肋軸線控制 測點布置：利用拱肋標(biāo)高測點同時作為軸線測點。 測試方法：用全站儀測量。 測試工況：拱肋澆注，支架拆除，張拉系桿等工況。 測量精度： 2mm。圖 5順橋向標(biāo)高測點布置圖4、

14、主拱肋和拱上連續(xù)梁、拱上立柱以及轉(zhuǎn)盤應(yīng)力測試（1）測試方法混凝土應(yīng)變測試采用智能型混凝土應(yīng)變計（JMZX-215AT）。應(yīng)變計均帶有溫度測試功能，可以實時反映結(jié)構(gòu)的溫度，精確地對溫度的影響進行修正。所有的測試元件出廠時都必須有可靠的標(biāo)定數(shù)據(jù)。（2）測點布置拱肋應(yīng)力測試斷面布置于單側(cè)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的拱腳、L/4 、拱頂共 6 個斷面（ - - 斷面）；拱上連續(xù)梁應(yīng)力測試布置于連續(xù)梁邊、中跨的跨中位置共2 個斷面（ - - 斷面）。拱上立柱應(yīng)力測試布置于立柱根部斷面位置，共計7滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案2 個斷面（ - - ）斷面。見圖6。拱上連續(xù)梁每個斷面應(yīng)力測點共布置6 個（見圖 7）。拱上連續(xù)

15、梁應(yīng)力測點共計 12 個點。拱肋每個斷面應(yīng)力測點共布置6 個（見圖 8）。拱肋應(yīng)力測點共計36 個點。圖 6應(yīng)力測試斷面布置圖圖 7拱上連續(xù)梁斷面應(yīng)力測點布置圖圖 8 拱肋斷面應(yīng)力測點布置圖拱上立柱根部斷面應(yīng)力測點共布置 4 個（見圖 9），拱上立柱應(yīng)力測點共計 8個點。8滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案圖 9 拱上立柱斷面應(yīng)力測點布置圖轉(zhuǎn)盤應(yīng)力監(jiān)測測點共布置 4 個（見圖 10），兩側(cè)轉(zhuǎn)盤共布置 8 個應(yīng)力測點。圖 10轉(zhuǎn)盤應(yīng)力測點平面布置圖3.4. 基礎(chǔ)沉降及拱座位移觀測橋梁基礎(chǔ)在施工過程中以及竣工后一段時間內(nèi)一般會發(fā)生一定量的沉降。所以要加強對基礎(chǔ)的沉降觀測， 基礎(chǔ)沉降觀測的目的就是測量其

16、均勻沉降和不均勻沉降狀態(tài)，同時要加強對拱座位移觀測，以監(jiān)測其水平變位情況。9滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案4 施工控制精度與監(jiān)控要求4.1 施工控制精度1、連續(xù)梁梁段軸線允許最大偏差：15mm；2、連續(xù)梁梁段頂面高程允許最大偏差：10mm；3、 拱肋平面中心位置允許最大誤差：30mm；4、拱肋底面高程允許最大誤差：20mm；4.2 施工監(jiān)控要求1、標(biāo)高測量時間要求：早晨6：00 8:00 完成；2、應(yīng)力測試時間要求：日出前完成；3、拱段重量按設(shè)計要求嚴(yán)格控制；4、嚴(yán)格控制施工臨時荷載。測試時材料堆放要求定點、定量；5、每一個施工工況完成后，由有關(guān)各方進行測試，確認(rèn)無誤后方可進行下一工況的施工；

17、6、每一施工階段完成后的測試工作必須避免日照溫差的影響；7、控制指令表履行嚴(yán)格簽字制度，有關(guān)各方會簽后方可進行；8、所有觀測記錄必須注明工況、日期、時間、天氣、溫度、橋面特殊施工荷載和有關(guān)其它突變因素。5 組織機構(gòu)5.1 機構(gòu)組成施工監(jiān)控工作不但是一個高難度的施工技術(shù)問題，而且涉及到工程建設(shè)的各方（設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、監(jiān)控方等）相互協(xié)調(diào)和配合。要做好施工監(jiān)控工作，必須協(xié)調(diào)好各方的關(guān)系。 為此，我們建議成立施工控制領(lǐng)導(dǎo)組和施工控制工作組。重大技術(shù)問題以及各方關(guān)系協(xié)調(diào)由領(lǐng)導(dǎo)組負(fù)責(zé)；具體工作由工作組負(fù)責(zé)。各方指令通過監(jiān)理工程師簽發(fā)認(rèn)可。10滬杭自錨上承式拱橋施工監(jiān)控方案施工控制領(lǐng)導(dǎo)組：由業(yè)主、監(jiān)

18、理、設(shè)計、施工、監(jiān)控單位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人組成。業(yè)主擔(dān)任組長。處理施工監(jiān)控工作中的重大事項以及協(xié)調(diào)各方關(guān)系。施工控制工作組：由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、施工、監(jiān)控單位技術(shù)人員組成。由監(jiān)控單位負(fù)責(zé)人任組長。5.2 各單位分工1、業(yè)主協(xié)調(diào)各成員單位的工作，及時主持召開監(jiān)控工作會議。2、設(shè)計單位 提供結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)文件、圖紙、結(jié)構(gòu)最終內(nèi)力狀態(tài)和線形。 會簽控制工作組發(fā)布的控制指令表。 討論決定重大設(shè)計修改，負(fù)責(zé)變更設(shè)計后各種驗算。3、施工單位 施工組織設(shè)計與進度安排，如有變更原有設(shè)計方案請及早提出。 混凝土彈性模量試驗。 橋面施工荷載調(diào)查與控制。 負(fù)責(zé)測試元件的現(xiàn)場保護，并為監(jiān)控單位提供現(xiàn)場測試的必要條件。 測量結(jié)果在每一階段完成后及時匯交施工控制工作組。4、監(jiān)理單位 簽發(fā)施工控制指令。 監(jiān)測拱肋軸線以及拱上連續(xù)梁標(biāo)高和墩、柱等偏位情