鋼混組合梁施工監(jiān)測方案

1、 鋼混組合梁施工監(jiān)測方案4.8.1.1 施工監(jiān)控目標(biāo)施工監(jiān)控主要目標(biāo)為：（1）施工過程中的設(shè)備及結(jié)構(gòu)受力可控，確保施工安全；（2）成橋的線形逼近設(shè)計(jì)狀態(tài)；（3）精度控制和誤差調(diào)整的措施不對(duì)施工工期產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的不利影響；（4）梁段標(biāo)高誤差、軸線偏差滿足規(guī)范要求；（5）控制及監(jiān)測精度達(dá)到施工控制技術(shù)要求的規(guī)定。4.8.1.2 施工監(jiān)控的工作內(nèi)容及總體流程（1）工作內(nèi)容施工控制主要工作內(nèi)容為南引橋組合梁架設(shè)，根據(jù)南引橋組合梁的結(jié)構(gòu)型式和施工工藝特點(diǎn)，考慮到施工控制的目的，針對(duì)該橋?qū)⑦M(jìn)行下四個(gè)方面工作內(nèi)容： eq oac(,1)施工過程中結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析，主要包括施工理想?yún)?shù)確定、施工方案復(fù)核及臨時(shí)設(shè)施安

2、全性論證； eq oac(,2)施工過程中的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測，涉及到橋梁主體結(jié)構(gòu)狀態(tài)及臨時(shí)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測； eq oac(,3)誤差分析與參數(shù)識(shí)別； eq oac(,4)后續(xù)施工狀態(tài)預(yù)測與調(diào)整。圖4.8.1-1 施工監(jiān)控的工作內(nèi)容（2）總體流程整個(gè)控制體系實(shí)施分準(zhǔn)備階段、制造階段、安裝階段共三個(gè)主要施工控制階段。圖4.8.1-2 施工監(jiān)控總體流程4.8.1.3 施工監(jiān)控總體思路（1）結(jié)合鋼混組合梁的建設(shè)環(huán)境以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，施工控制采用全過程自適應(yīng)幾何控制法。根據(jù)主梁無應(yīng)力制造線形，嚴(yán)格控制鋼梁節(jié)段的制造尺寸，安裝階段及時(shí)糾正施工誤差，使每一階段預(yù)制或安裝均處于受控狀態(tài)；（2）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸效應(yīng)

3、對(duì)豎向線形影響較為敏感，控制以主梁線形以為主的原則進(jìn)行；（3）建立完整的自動(dòng)化施工監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)（風(fēng)力、溫度等環(huán)境參數(shù)，結(jié)構(gòu)幾何姿態(tài)以及應(yīng)力，材料容重及彈模等）、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)等。4.8.1.4 施工監(jiān)控對(duì)象施工過程中，主要監(jiān)控以下結(jié)構(gòu)參數(shù)：（1）主梁無應(yīng)力線形及安裝的幾何位置；（2）主梁吊裝及架設(shè)過程中的姿態(tài)及應(yīng)力；（3）主梁的成橋線形；（4）組合梁負(fù)彎矩區(qū)橋面板拉應(yīng)力；（5）高墩拉應(yīng)力及變形（6）臨時(shí)墩墩身應(yīng)力及變形；4.8.1.5 精度要求組合梁成橋精度標(biāo)準(zhǔn)如下：表4.8.1-1 成橋精度容許誤差表項(xiàng)目規(guī)定值或允許誤差軸線偏位（mm）組合梁中心線10兩孔相鄰橫梁中心線相

4、對(duì)偏差5高程容許誤差跨中高程偏差20墩臺(tái)處高程偏差10連接焊縫尺寸及外觀符合設(shè)計(jì)要求焊縫探傷4.8.1.6 施工監(jiān)控實(shí)施方案（1）施工準(zhǔn)備階段在施工準(zhǔn)備階段，施工監(jiān)控主要工作內(nèi)容如下： eq oac(,1)各階段立項(xiàng)目標(biāo)線形確定； eq oac(,2)關(guān)鍵施工階段方案優(yōu)化； eq oac(,3)敏感性分析，主要誤差參數(shù)確定； eq oac(,4)無應(yīng)力尺寸確定； eq oac(,5)結(jié)構(gòu)安全校核 eq oac(,6)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) eq oac(,7)各類施工控制手冊(cè)、控制標(biāo)準(zhǔn)編制；對(duì)組合梁設(shè)計(jì)文件進(jìn)行計(jì)算分析，明確各施工階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力及變形情況，550m跨組合梁計(jì)算結(jié)果如下所示。圖4.8.1-3

5、 550m組合梁總體模型圖（a）鋼梁架設(shè)完成階段鋼梁頂板應(yīng)力（b）鋼梁架設(shè)完成階段鋼梁底板應(yīng)力（c）橋面板鋪設(shè)完成階段鋼梁頂板應(yīng)力（d）橋面板鋪設(shè)完成階段鋼梁底板應(yīng)力圖4.8.1-4 各施工階段鋼梁應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（a）鋼梁架設(shè)完成階段鋼梁變形/mm（b）鋼梁架設(shè)完成階段鋼梁變形/mm圖4.8.1-5 各施工階段鋼梁變形計(jì)算結(jié)果圖4.8.1-6 成橋階段車道荷載作用下混凝土板頂應(yīng)力/mm南引橋第二聯(lián)（43.88+78+78+49.88）m跨組合梁計(jì)算結(jié)果如下所示。圖4.8.1-7 78m跨組合梁總體模型圖（a）二期鋪裝工況橋面板板頂應(yīng)力（b）車道荷載工況橋面板板頂應(yīng)力（c）二期恒載+車道荷載組合工

6、況下橋面板板頂應(yīng)力圖4. 8.1-8 78m跨橋面板應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）（2）制造階段鋼箱梁組拼主要過程為：小節(jié)段制作、預(yù)拼裝一體化制作階段，先將23個(gè)小節(jié)段組焊成較大節(jié)段階段，然后將較大節(jié)段組焊成大節(jié)段。表4.8.1-2 鋼梁制造控制參數(shù)制造過程的幾何控制重點(diǎn)制造幾何控制的主要參數(shù)鋼梁預(yù)拼裝胎架線形的控制各制造階段鋼箱梁制造線形的控制檢查制造幾何線形誤差分析誤差情況并提供修正措施已拼裝梁段間的夾角已拼裝梁段縱向累加無應(yīng)力尺寸已成梁段橫截面無應(yīng)力尺寸已成梁段重量和彈模解決構(gòu)件制造控制問題的總體思路如下： eq oac(,1)嚴(yán)格控制各加工工序，對(duì)主要工序設(shè)置停置點(diǎn)進(jìn)行檢查； eq oac(,

7、2)準(zhǔn)確測量已制作完成節(jié)段的幾何外形及其他控制參數(shù)； eq oac(,3)評(píng)估和確認(rèn)制造過程所采集數(shù)據(jù)的可靠性和正確性；（2）安裝階段組合梁安裝階段主要監(jiān)測內(nèi)容如下表所示。表4. 8.1-3 安裝階段施工監(jiān)測內(nèi)容序號(hào)監(jiān)控對(duì)象監(jiān)控內(nèi)容序號(hào)監(jiān)控對(duì)象監(jiān)控內(nèi)容1主梁永久變形7臨時(shí)墩彈性變形2臨時(shí)變形8沉降3控制截面應(yīng)力9墩身應(yīng)力4局部應(yīng)力10主墩縱向偏位5吊裝時(shí)的夾角11墩底應(yīng)力6匹配時(shí)的應(yīng)力10橋面板負(fù)彎矩區(qū)應(yīng)力 eq oac(,1)梁段吊裝階段采用傾角傳感器自動(dòng)監(jiān)測吊裝過程中的傾角，實(shí)現(xiàn)節(jié)段姿態(tài)的監(jiān)測并指導(dǎo)調(diào)位工作。圖4.8.1-9 傾角傳感儀布置圖4.8.1-10 傾角傳感儀 eq oac(,2

8、)逐跨架設(shè)階段鋼梁的安裝控制遵循幾何控制和誤差處理程序要求進(jìn)行。鋼梁節(jié)段間的匹配精度要求高，在墩頂布置三向千斤頂，調(diào)節(jié)鋼梁在墩頂?shù)捻槝蛳?、橫橋向位置以及高程，確保鋼梁架設(shè)的高質(zhì)高效。圖4.8.1-11 墩頂調(diào)位系統(tǒng)在梁段架設(shè)過程中，一側(cè)梁段擱置在臨時(shí)支座上，梁段自重會(huì)在墩頂產(chǎn)生偏心力，偏心力引起的彎矩使得橋墩發(fā)生縱橋向的變形，對(duì)于高墩，該縱向變形可能影響梁段安裝精度，為此，在架設(shè)過程中對(duì)高墩縱橋向變形及墩底應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。圖4.8.1-12 橋墩偏心力示意圖 eq oac(,3)橋面板鋪設(shè)、澆筑階段橋面板鋪設(shè)及澆筑階段，橋面板自重荷載完全由鋼主梁承擔(dān)，鋼梁應(yīng)力迅速增長，為保證施工階段結(jié)構(gòu)安全，對(duì)

9、鋼梁關(guān)鍵截面應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。（a）等截面組合梁應(yīng)變計(jì)布置（b）等截面組合梁應(yīng)變計(jì)布置圖4.8.1-13 應(yīng)變傳感器總體布置圖4.8.1-14 應(yīng)變傳感器典型截面布置圖4.8.1-15 結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控系統(tǒng)墩頂現(xiàn)澆混凝土橋面板位于組合梁負(fù)彎矩區(qū)，在施工臨時(shí)荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，存在一定的開裂風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)該處橋面板拉應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。圖4.8.1-16 墩頂橋面板應(yīng)變計(jì)布置4.8.1.7 監(jiān)控信息化系統(tǒng)組合梁架設(shè)監(jiān)控信息化系統(tǒng)是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，由傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊和傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控中心即數(shù)據(jù)分析和處理系統(tǒng)等組成，具有以下多個(gè)模塊：表4.8.1-4 信息化系統(tǒng)模塊序號(hào)模塊系統(tǒng)功能1數(shù)據(jù)采集模塊通過對(duì)橋梁現(xiàn)場安裝的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集2數(shù)據(jù)分析模塊基于組合梁架設(shè)監(jiān)控體系對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析3綜合預(yù)警模塊基于隨工況變化的橋梁結(jié)構(gòu)受力閾值進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警4數(shù)據(jù)報(bào)表模塊生成各類監(jiān)控與控制報(bào)表5控制指令模塊基于組合梁架設(shè)監(jiān)控體系進(jìn)行輔助決策，施工指令自動(dòng)生成6數(shù)據(jù)管理模塊從結(jié)構(gòu)計(jì)算、加工制造、安裝施工到運(yùn)營維護(hù)的全過程數(shù)據(jù)整合和信息共享圖4.8.1-17 施工智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)：由各種參量的傳感器組成，包括應(yīng)變傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器和風(fēng)速傳感器等；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)多種信號(hào)源，不同物理信號(hào)（如應(yīng)變、溫度、加速度等）的采