96米下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控方案

1、京滬高速鐵路徐州至上海段新建工程XX橋-下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控方案編 制 人： 復(fù) 核 人： 技術(shù)負(fù)責(zé) ：XX 局京滬高速鐵路土建 X 標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理部XXXX 研究所2009 年 3 月目錄1. 工程概況 . 12. 施工方法 . 23. 設(shè)計(jì)圖中控制的要求 . 34. 施工控制的目的及意義 . 45. 施工監(jiān)測階段劃分及各階段施工簡況 . 56. 施工控制測點(diǎn)布置方案及設(shè)備統(tǒng)計(jì) . 86.1 測點(diǎn)布置方案 . 87. 施工過程控制的主要工作內(nèi)容 . 107.1 施工過程控制的主要階段 . 107.2 各階段的監(jiān)測項(xiàng)目 107.2.1 施工方案檢算 . 107.2.2 系梁的混凝土灌

2、注及第一批預(yù)應(yīng)力張拉 . 107.2.3 拱肋節(jié)段的拼裝及混凝土的灌注 . 117.2.4 拱肋支架拆除及吊桿張拉階段 . 117.2.5 橋面附屬設(shè)施的安裝、系梁第二批預(yù)應(yīng)力張拉及吊桿力調(diào)整7.2.6 系梁支架拆除及成橋階段 . 118. 施工控制方法 . 119. 監(jiān)測人員和分工 . 12. . 11XX特大橋-下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控方案1. 工程概況XX 特大橋位于安徽省和江蘇省交界處，橋址處于 XX 沖積平原一、二級階地及 丘陵區(qū)，跨越XX主河道和多條道路，中心里程 DK975+652.40,起點(diǎn)里程DK96刖 791.62，終點(diǎn)里程DK981+513.22橋全長11721.

3、6m。1-96m系桿拱橋位XX特大橋 196#197#墩處，跨越XX而設(shè)。1-96米系桿拱橋橋址地貌屬XX一級階地。橋梁設(shè) 于XX河面之上，橋址處為XX河堤，此段水面寬4160m水深約25m水流平緩， 水質(zhì)較差。XX河床較為平坦，河床為淤泥質(zhì)黏土，下為粉質(zhì)粘土，粉砂，粉砂巖。196#墩里程為 DK976+182.93, 197#墩里程為 DK976+283.09,基礎(chǔ)為 16 根 2.0m 鉆孔樁，樁長分別為51.5m和56m矩形承臺高4m 196#橋墩位于XX安徽河岸坡腳， 為3個9m高 3.0m圓柱墩加3m厚帽梁，197#墩為7.5m高矩形實(shí)體墩，梁部采用 1-96m 系桿拱形式，主梁采用

4、預(yù)應(yīng)力混凝土梁，截面為單箱三室箱型結(jié)構(gòu)，寬度 17.1m，梁高2.5m。底板厚度30cm,頂板厚度30cm,邊腹板厚度35cm,中腹板厚度 30cm。底板在2.8m范圍內(nèi)上抬0.5m。吊點(diǎn)處設(shè)橫梁，橫梁厚度 0.40.6m。系梁縱 向設(shè) 68 束 12-7 5 預(yù)應(yīng)力筋，橫向在底板上設(shè) 3-7 5 的橫向預(yù)應(yīng)力筋，橫隔板上 設(shè)3束9-7 5預(yù)應(yīng)力筋。拱腳順橋向8.0m范圍內(nèi)設(shè)成實(shí)體段，截面漸變處設(shè)倒角 或過渡段。系梁澆筑C50混凝土量為1989m3拱肋為平行鋼管拱肋，拱肋截面為啞 鈴形，截面高度3m，等高布置，鋼管外徑為1000 mm鋼管采用S =16mmS勺鋼板卷 制而成，每根拱肋的兩鋼管之

5、間用 S =16mm的腹板連接。兩拱肋錨固于主梁內(nèi)，拱 肋之間對稱設(shè)5道鋼管橫撐，拱肋鋼管內(nèi)壓注C55級微膨脹混凝土，橫撐內(nèi)不壓注， 拱肋混凝土壓注量為430.2m3,拱肋鋼材總重為313t (不含拱腳預(yù)埋段)。由于系桿 拱跨越XX,采用先梁后拱法施工。吊桿布置采用尼爾森體系，在吊桿平面內(nèi)，吊桿 水平夾角在50.978 65.384。之間，橫橋向水平夾角 90 .吊桿間距8n，兩交叉 吊桿之間的橫向中心距為340mm吊桿均采用127根 7高強(qiáng)低松弛鍍鋅平行鋼絲束， 冷鑄墩頭錨，索體采用 PES(FD)氐應(yīng)力防腐索體，并外包不銹鋼防護(hù)。吊桿的疲勞 應(yīng)力幅118MPa在主+附作用下的最大應(yīng)力幅 1

6、26MPa橋梁總體布置見圖1。立面布置圖平面布置圖線路中心線橋梁中心線線路中心線1111 空1 _L* r !jkJjiXX1 IX拱肋-梁橫截面765765支座中心線1710053.支座中心線圖1 96米下承式鋼管混凝土系桿拱橋橋型布置2. 施工方法系桿拱采用先梁后拱法施工。系梁采用梁柱式支架體系現(xiàn)澆施工。系梁施工順 序：鋼管樁基礎(chǔ)、支架基礎(chǔ)施工支架施工T第一次測量放樣地板鋪設(shè)T支架預(yù) 壓一第二次測量放樣一邊模、側(cè)模支設(shè)一底板、橫梁、腹板鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力索安 裝一端頭模板安裝一箱體內(nèi)模安裝T頂板鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力索安裝一拱腳拱肋定位 安裝、拱腳鋼筋安裝一自檢、報(bào)請監(jiān)理檢查簽證一混凝土澆筑一預(yù)應(yīng)

7、力索第一次張 拉、壓漿封錨。鋼管拱施工流程：鋼管拱制造加工、場內(nèi)預(yù)拼 一在系梁上搭設(shè)鋼管拱肋拼裝支 架一拱肋鋼管運(yùn)送至工地一逐段吊裝鋼管拱肋節(jié)段至合攏一采用頂升法壓注鋼管、 腹板內(nèi)混凝土 一調(diào)整系梁上拱肋拼裝支架吊桿安裝張拉一剩余預(yù)應(yīng)力張拉一拆除所 有支架完成體系轉(zhuǎn)換T施工橋面工程及附屬工程T成橋。3. 設(shè)計(jì)圖中控制的要求1）系梁撓度在靜活載作用下系梁最大豎向撓度及溫度引起的撓度見表1:表1靜活載作用下系梁最大撓度及溫度引起的撓度表（mm）項(xiàng)目雙線靜活載均勻升溫非均勻升溫?fù)峡绫扔?jì)算值12.50.00144.81雙線靜活載12.51/7680ZK靜活載撓度+0.5倍溫度14.91/64430.6

8、3倍ZK靜活載撓度+全部溫度12.71/7559上表計(jì)算結(jié)果表明，梁體撓度能滿足暫規(guī)要求。2）梁端轉(zhuǎn)角在ZK活載作用下，梁端豎向折角為-0.558 %。、+0.153%。，均滿足暫規(guī)梁端折角不應(yīng)大于2%o之規(guī)定。梁端在最大折角時(shí)的轉(zhuǎn)動位移為1.1mm3）結(jié)構(gòu)應(yīng)力（只列有碴曲線）拱肋應(yīng)力：拱肋鋼管最大應(yīng)力：主力157MPa主+附170.0MPa拱肋鋼管最小應(yīng)力：主力51.5MPa,主 + 附 35.0MPa拱肋鋼管混凝土應(yīng)力（考慮混凝土收縮、徐變）：上管主力：最大12.0MPa最小3.3MPa；上管主+附：最大14.1MPa,最小0.65MPa。下管主力：最大8.8MPa,最小1.1MPa；下管

9、主+附：最大8.8MPa,最小-0.94MPa。腹腔主力：最大9.4MPa,最小2.5MPa；腹腔主+附：最大10.4MPa,最小1.2MP&施工過程中，上管：拱腳處管內(nèi)混凝土出現(xiàn)-1.08MPa的拉應(yīng)力，至橋梁施工完 成，上管內(nèi)混凝土將有5.1MPa的最小壓應(yīng)力儲備;下管：1/4拱肋處管內(nèi)混凝土出現(xiàn)-0.9MPa的拉應(yīng)力，至橋梁施工完成，下管內(nèi)混凝土將有3.3MPa的最小壓應(yīng)力儲備；腹腔內(nèi)混凝土在施工過程中均不出現(xiàn)拉應(yīng)力。系梁應(yīng)力:主力：上緣最大9.2MPa,最小4.3MPa下緣最大8.2MPa,最小3.3MPa主+附：上緣最大10.2MPa最小4.1MPa；下緣最大8.2MPa,最小2.8

10、MPa橋梁主體結(jié)構(gòu)在主力、主+附作用下，各截面應(yīng)力水平均在相應(yīng)材料的容許應(yīng) 力范圍。4）預(yù)拱度設(shè)置4. 施工控制的目的及意義橋梁施工控制不僅是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分，也是確保橋梁施工宏觀質(zhì) 量的關(guān)鍵及橋梁建設(shè)的安全保證，它在施工過程中起著安全預(yù)警、施工指導(dǎo)以及及 時(shí)為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 任何體系的橋梁在每一個施工階段的內(nèi)力和變形是可以預(yù)計(jì)的， 因此當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)測試的實(shí)際值和預(yù)計(jì)值相差過大時(shí)，隨即進(jìn)行檢查和分析，找出 原因并排除問題后方可繼續(xù)施工，避免出現(xiàn)事故，造成不必要的損失。通過本次施工控制，主要達(dá)到以下目的：4.1 支架與系梁施工階段該階段監(jiān)控的主要工作是計(jì)算并提供系梁的立模標(biāo)高，為最終成

11、橋線形滿足設(shè) 計(jì)要求提供必要基礎(chǔ)，并且測量系梁澆注后及系梁縱向預(yù)應(yīng)力張拉后結(jié)構(gòu)的變形。 監(jiān)控內(nèi)容包括：（1）建立施工監(jiān)測的平面和高程控制網(wǎng)，對支架進(jìn)行預(yù)壓，開展支架預(yù)壓過程 的變形監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容為支架的彈性變形和非彈性變形。支架預(yù)壓過程中，可以消 除支架的非彈性變形，在主梁立模時(shí)考慮支架的彈性變形。（2）在澆筑橋面系混凝土過程中，監(jiān)測支架變形，同時(shí)在系梁設(shè)置應(yīng)力和變形 觀測點(diǎn)，測試系梁應(yīng)力和變形。（3）系梁的立模標(biāo)高（設(shè)置預(yù)拱度） =設(shè)計(jì)標(biāo)高+支架彈性變形 +后續(xù)施工變形 + 徐變變形。4.2 通過現(xiàn)澆系梁的預(yù)應(yīng)力張拉效果測試，掌握系梁施工質(zhì)量和應(yīng)力狀態(tài)，為 下一階段拱肋的節(jié)段安裝提供必要的支

12、撐條件。4.3 拱肋安裝、管內(nèi)混凝土灌注過程的拱肋應(yīng)力、線形測試與分析，掌握拱肋 成型的狀態(tài)。4.4 通過吊桿張拉的方案優(yōu)化計(jì)算，確定擬定的張拉順序中各吊桿張拉力的大 小，確保吊桿張拉力滿足設(shè)計(jì)要求并力爭避免繁瑣的吊桿內(nèi)力調(diào)整施工。通過吊桿 張拉過程中拱肋和系梁的應(yīng)力狀態(tài)測試，了解吊桿張拉的施工質(zhì)量。4.5 通過二期恒載施工過程拱肋、系梁、吊桿等應(yīng)力（或內(nèi)力）的測試，了解 成橋質(zhì)量，為橋梁驗(yàn)收提供技術(shù)資料。5. 施工監(jiān)測階段劃分及各階段施工簡況根據(jù)指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)施工順序，結(jié)合本橋結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及施工方法，施工控制的主要階段及各階段的施工簡要內(nèi)容如下:施工控制階段1-系梁施工圖2施工控制階段1

13、施工控制階段2-拱肋骨架拼裝圖3施工控制階段2施工控制階段3-鋼管合龍及混凝土灌注一一申；_一 令一一1 哥二 4TF1圖4施工控制階段3施工控制階段4-支撐鋼管拆除及系桿張拉、預(yù)應(yīng)力張拉I 三夫三 m圖5施工控制階段4施工控制階段5-二期恒載（部分）施工 吊桿力調(diào)整圖6施工控制階段5施工控制階段6-支架拆除成橋驗(yàn)收圖7施工控制階段66. 施工控制測點(diǎn)布置方案及設(shè)備統(tǒng)計(jì)6.1測點(diǎn)布置方案根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合施工方案及施工中的重點(diǎn)控制內(nèi)容，應(yīng)力、線形、吊桿力測試截面及測點(diǎn)布置方案如下：應(yīng)力及吊桿力測試截面及測點(diǎn)布置見圖&應(yīng)力測試截面及測點(diǎn)布置圖XL5-5截面測點(diǎn)布置GL1-1 2-2 3-3測

14、點(diǎn)布置GL4-4測點(diǎn)布置XL6-6截面測點(diǎn)布置 .施工控制拱肋及系梁及測點(diǎn)布置方式應(yīng)力及索力測試截面位置描述、測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及測試內(nèi)容見表 1表1應(yīng)力及索力測試截面位置描述、測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及測試內(nèi)容截面編號截面位置描述（據(jù)現(xiàn)場情況可適當(dāng)調(diào)整）測試部位測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)備注1-1拱腳上、下弦管及豎聯(lián)板162-2拱肋1/4截面上、下弦管及豎聯(lián)板16應(yīng)力 測試3-3拱肋2/4截面 （跨中拱頂）上、下弦管及豎聯(lián)板164-4拱腳上、下弦管及豎聯(lián)板125-5系梁1/4截面頂板、底板66-6主塔根部截面頂板、底板12吊桿力所有吊桿40桿力 測試應(yīng)變測點(diǎn)總數(shù)78個吊桿力測點(diǎn)總數(shù)40個線形測試截面及測點(diǎn)布置見圖9。線形測試截面位置描

15、述、測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及測試內(nèi)容見表2變形測試截面及測點(diǎn)布置圖BX3BX4上海北京BX1BX 5BX7BX8BX 9BX 6BX10H_ I L 1111IE1 Lil 1LLL址丿七H 十十Jt拱肋光學(xué)棱鏡測點(diǎn)布置橋面線行測點(diǎn)布置、廣% /1LX/、f一X.一-V圖8變形測試截面及測點(diǎn)布置方式表3線形測試截面位置描述、測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及測試內(nèi)容截面編號截面位置描述測試部位測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)-備注BX1拱腳兩側(cè)弦管2BX2拱肋1/4截面兩側(cè)弦管2BX3拱肋2/4截面 （跨中拱頂）兩側(cè)弦管2線形BX4拱肋3/4截面P兩側(cè)弦管2測試BX5拱腳兩側(cè)弦管2將貫BX6系梁端部梁體兩邊箱頂板2穿于BX7系梁1/4截面梁體兩邊箱頂板2

16、各個BX8系梁2/4截面梁體兩邊箱頂板2工序BX9系梁3/4截面:梁體兩邊箱頂板2BX10系梁端部梁體兩邊箱頂板2基準(zhǔn)點(diǎn)2系梁線形測點(diǎn)總數(shù)10光學(xué)棱鏡測點(diǎn)10+26.2檢測設(shè)備根據(jù)測點(diǎn)布置方案及測點(diǎn)數(shù)量，設(shè)備統(tǒng)計(jì)見表4表4主要設(shè)備統(tǒng)計(jì)表序號名稱型號性能指標(biāo)數(shù)量1振弦應(yīng)變讀數(shù)儀GK403測試范圍 測試精度0 5000me 0.5 %2臺2數(shù)據(jù)采集模塊測試范圍 測試精度0 5000me 0.5 %6個3數(shù)據(jù)采集儀NDAU14032臺4精密水準(zhǔn)儀DSG- 32測試精度：土 1mmr 1臺5TCA-1800A型全站儀TCA-1800A角度1/線坐標(biāo)1mm1臺6索力測試儀SL-2A測試精度 3 %r 1

17、臺7內(nèi)埋振弦式應(yīng)變計(jì)Model-4200測試精度 1 me18個8外貼振弦式應(yīng)變計(jì)Model-4000測試精度 1 me60個9橋面線形測點(diǎn)10個10拱肋線形測點(diǎn)12個7. 施工過程控制的主要工作內(nèi)容7.1施工過程控制的主要階段施工方案檢算系梁施工及第一批預(yù)應(yīng)力張拉階段拱肋節(jié)段拼裝階段鋼管內(nèi)混凝土灌注階段拱肋支架拆除即拱肋成型階段吊桿張拉階段主梁第二批預(yù)應(yīng)力張拉及吊桿力調(diào)整階段二期恒載施工及成橋階段7.2各階段的監(jiān)測項(xiàng)目7.2.1施工方案檢算通過對施工方案的計(jì)算，確保方案的可行性與準(zhǔn)確性；進(jìn)一步完善方案，以 保證系梁施工、拱肋拼裝及混凝土灌注、吊桿張拉等各個工序的施工方法的可操 作性。7.2.

18、2系梁的混凝土灌注及第一批預(yù)應(yīng)力張拉梁體預(yù)應(yīng)力體系各項(xiàng)瞬時(shí)損失的測試、混凝土彈性模量橋面線形的測試主梁關(guān)鍵截面混凝土應(yīng)力7.2.3 拱肋節(jié)段的拼裝及混凝土的灌注拱肋線形的測試 拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)力測試7.2.4 拱肋支架拆除及吊桿張拉階段拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)力測試拱肋的線形測試系梁關(guān)鍵截面混凝土應(yīng)力吊桿力測試7.2.5 橋面附屬設(shè)施的安裝、系梁第二批預(yù)應(yīng)力張拉及吊桿力調(diào)整 拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)力測試拱肋的線形測試系梁關(guān)鍵截面混凝土應(yīng)力吊桿力測試7.2.6 系梁支架拆除及成橋階段拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)力測試拱肋的線形測試系梁關(guān)鍵截面混凝土應(yīng)力吊桿力測試8. 施工控制方法8.1 施工方案及施工過程中的理論計(jì)算，確保各個施工階段均是在結(jié)構(gòu)安全、 穩(wěn)定的前提下開展。8.2 工藝試驗(yàn)1) 通過隨梁養(yǎng)護(hù)混凝土試件的強(qiáng)度和彈性模量的測試，檢驗(yàn)梁體混凝土的強(qiáng) 度、彈性模量隨時(shí)間發(fā)展的規(guī)律，為理論計(jì)算提供必要的計(jì)算參數(shù)。2) 通過梁體管道摩阻、喇叭口摩阻、錨口摩阻、夾片回縮、彈性壓縮等預(yù)應(yīng)力 瞬時(shí)損失的測試，檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力損失及張拉工藝，對設(shè)計(jì)和施工提出建議。8.3 主梁預(yù)施應(yīng)力效果 通過梁體預(yù)應(yīng)力效果測試，保證建立的預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。8.4 拱肋關(guān)鍵截面的應(yīng)力及線形測試通過拱肋拼裝及混凝土灌注過程中的關(guān)鍵截面應(yīng)力測試，了解拱肋拼裝質(zhì)量及 混凝土灌注質(zhì)量，確保