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)計狀態(tài)；（3）精度控制和誤差調(diào)整的措施不對施工工期產(chǎn)生實質(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，考慮到施工控制的目的，針對該橋?qū)⑦M行下四個方面工作內(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)及臨時設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測； eq oac(,3)誤差分析與參數(shù)識別； 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）總體流程整個控制體系實施分準備階段、制造階段、安裝階段共三個主要施工控制階段。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，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，嚴格控制鋼梁節(jié)段的制造尺寸，安裝階段及時糾正施工誤差，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、對豎向線形影響較為敏感，控制以主梁線形以為主的原則進行；（3）建立完整的自動化施工監(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）組合梁負彎矩區(qū)橋面板拉應(yīng)力；（5）高墩拉應(yīng)力及變形（6）臨時墩墩身應(yīng)力及變形；4.8.1.5 精度要求組合梁成橋精度標(biāo)準如下：表4.8.1-1 成橋精度容許誤差表項目規(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、對偏差5高程容許誤差跨中高程偏差20墩臺處高程偏差10連接焊縫尺寸及外觀符合設(shè)計要求焊縫探傷4.8.1.6 施工監(jiān)控實施方案（1）施工準備階段在施工準備階段，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 eq oac(,7)各類施工控制手冊、控制標(biāo)準編制；對組合梁設(shè)計文件進行計算分析，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)嚴格控制各加工工序，對主要工序設(shè)置停置點進行檢查； eq oac(,

7、2)準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)評估和確認制造過程所采集數(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)容序號監(jiān)控對象監(jiān)控內(nèi)容序號監(jiān)控對象監(jiān)控內(nèi)容1主梁永久變形7臨時墩彈性變形2臨時變形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吊裝時的夾角11墩底應(yīng)力6匹配時的應(yīng)力10橋面板負彎矩區(qū)應(yīng)力 eq oac(,1)梁段吊裝階段采用傾角傳感器自動監(jiān)測吊裝過程中的傾角，實現(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)梁段擱置在臨時支座上，梁段自重會在墩頂產(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)過程中對高墩縱橋向變形及墩底應(yīng)力進行監(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

9、鋼梁關(guān)鍵截面應(yīng)力進行監(jiān)測。（a）等截面組合梁應(yīng)變計布置（b）等截面組合梁應(yīng)變計布置圖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彎矩區(qū)，在施工臨時荷載的作用下會產(chǎn)生拉應(yīng)力，存在一定的開裂風(fēng)險，需對該處橋面板拉應(yīng)力進行監(jiān)測。圖4.8.1-16 墩頂橋面板應(yīng)變計布置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)是一個綜合數(shù)據(jù)平臺，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，具有以下多個模塊：表4.8.1-4 信息化系統(tǒng)模塊序號模塊系統(tǒng)功能1數(shù)據(jù)采集模塊通過對橋梁現(xiàn)場安裝的傳感器進行數(shù)據(jù)采集2數(shù)據(jù)分析模塊基于組合梁架設(shè)監(jiān)控體系對結(jié)構(gòu)進行數(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)受力閾值進行實時預(yù)警4數(shù)據(jù)報表模塊生成各類監(jiān)控與控制報表5控制指令模塊基于組合梁架設(shè)監(jiān)控體系進行輔助決策，施工指令自動生成6數(shù)據(jù)管理模塊從結(jié)構(gòu)計算、加工制造、安裝施工到運營維護的全過程數(shù)據(jù)整合和信息共享圖4.8.1-17 施工智能化實時監(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)：實現(xiàn)對多種信號源，不同物理信號（如應(yīng)變、溫度、加速度等）的采