石武客专跨安楚公路（40+64+40）m连续梁桥线 型 监 控 方 案编制：欧阳葵复核：杨孟刚批准：秦建卫中南大学中铁三局石武客专河南段项目部二九年九月目 录1. 工程概况22. 施工监控目的和意义23. 施工监控依据及目标23.1 施工监控依据23.2 施工监控目标24. 监控组织机构24.1 组织机构24.2 各单位职责分工25. 施工监控方法25.1 施工监控流程25.2 结构计算内容25.2.1 有限元模型建立25.2.2 数据处理25.2.3 提供计算表格25.2.4 设计参数的测定26. 主梁线形监测26.1 墩顶测点布置26.2 截面测点布置26.3 主梁平面线形控制26.4 主梁各节段的挠度观测26.4.1 调整模板标高时测量26.4.2 绑扎钢筋后复测26.4.3 混凝土浇筑完后测量26.4.4 预应力张拉前测量26.4.5 预应力张拉后测量26.5 测量时间26.6 同跨两边对称截面相对高差的直接测量26.7 多跨线形的通测26.8 结构几何形状测量26.9 施工过程控制精度要求27. 合拢段施工注意事项28. 资质文件21. 工程概况石武客专跨安楚公路（40+64+40）m连续梁桥为一座三跨预应力混凝土连续梁桥，跨度布置为40m+64m+40m。下部基础均采用钻孔桩基础，上部结构为单箱单室直腹板变高度箱梁，中支点截面箱梁中心线梁高为6.05m，跨中及边跨直线段箱梁中心线梁高为3.05m；梁部混凝土为C50；采用纵向、横向和竖向三向预应力体系。本桥采用三角形挂篮悬臂浇筑法施工，全桥分两个T构对称悬浇，每个T构包括07#共8个梁段，两个边跨各有7.75m的现浇段，边、中跨合拢段均为2m。2. 施工监控目的和意义随着我国高速铁路建设的迅猛发展，大跨度桥梁建设进入了前所未有的高潮时期。大型桥梁的结构多样化，带来了桥梁工程的科研、设计、施工、监理和管理水平的提升，也带动和促进了相关产业的发展。同时，大型桥梁的结构安全可靠性已成为当今社会普遍关注的重点问题。为保证桥梁结构运营时期的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性等，实施大型连续梁桥的施工过程监控监测，已成为桥梁建设不可缺少的重要环节。中铁三局石武客专河南段项目部委托中南大学负责承担石武客专跨安楚公路（40+64+40）m连续梁桥施工阶段的线形监控监测工作，结合高速铁路施工的相关要求，编制了线形监控实施方案。由于大跨度连续梁桥施工过程复杂，所采用的施工方法、材料性能、浇筑程序及立模标高等都直接影响成桥的线形与受力，如果施工过程中梁体挠度控制不严，桥梁线形不顺，不仅影响梁体表观质量，合拢难以进行，而且影响穿束工作，增加钢束张拉阻力，甚至增大梁体扭矩。因此，为保证结构体系转换时的合拢精度和成桥运营状态下的线形，必须对挠度进行精确计算和严格控制。再者施工现状与设计的假定总会存在差异，为此必须在施工中采集需要的数据，及时掌握结构实际状态，并通过修正计算，对浇筑主梁立模标高及轴线位置给以调整与控制，使成桥后线形满足设计要求。3. 施工监控依据及目标3.1 施工监控依据本大桥施工监控依据下列有关规范、标准进行：1. 新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定（铁建设200747号）2.铁路桥涵设计规范（TB10002.1TB10002.5-2005）3.客运专线无砟轨道铁路设计指南铁建设函2005754号铁路特大桥工程质量评定验收标准（TBJ416-87）4.客运专线综合接地技术实施办法铁集成2006220号5. 2008年3月4日“客运专线箱梁桥面系优化专题论证会”专家意见6. 2008年3月18日“关于印发时速350公里客运专线铁路无砟轨道32m箱梁通用参考图（通桥（2008）2322A-）设计审查会专家意见的通知”（经规标准200833号）7. 2008年5月21日“时速350公里客运专线铁路无砟轨道40+64+40m、232m连续箱梁通用参考图优化设计审核会（通桥（2008）2368A-、通桥（2008）2342A-）”专家意见8. 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）9. 铁路桥梁检定规范(2004年)3.2 施工监控目标（1）根据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)11.1.29，施工监控总目标是成桥后桥面高程误差控制在20mm以内；（2）根据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)11.1.28，合拢前两悬臂端相对高差小于15mm；（3）根据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)11.1.28，轴线偏差小于15mm；（4）其它允许偏差要求按客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)检查控制；（5）如有其它异常情况发生影响标高控制，其调整方案经控制小组分析研究，提出控制意见。4. 监控组织机构4.1 组织机构施工监控是大型桥梁结构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，就不可能达到监控预期的目的。为此，设立悬灌连续梁施工监控实施小组。重大技术问题由施工监控单位与设计单位讨论决定，具体工作由施工监控实施小组负责执行。监控实施小组成员如下：组长：秦建卫（局项目部总工）陈善民（一分部总工） 吴小星（监理组组长）副组长：杨孟刚（监控单位副教授，博士，研究生导师） 石玉军（施工单位技术室主任） 王昌冠（专业监理工程师）组员： 蔡心凯 李志军 王亮 欧阳葵 4.2 各单位职责分工1）设计单位提供大桥结构计算数据文件；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变形设计计算结果；提供箱梁各节点（高程控制点）预拱度设计计算结果；提供大桥施工安全性检算资料；讨论决定重大设计修改，负责变更设计后的各种验算。2）施工单位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）；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；提供施工材料的物理、力学性能值；桥面施工荷载调查与控制；混凝土弹性模量试验；负责保护好现场观测点、仪器免遭人为破坏；施工高程测量在每一梁段完成后及时交施工监控实施小组，以便对主控方的控制数据起校核作用；提供现场观测及监测交通工具；提供工地试验室进行有关试验的工作条件。3）监理单位认真执行监理工作，保证施工质量；协调好设计、施工与监测三方的现场配合；督促和检查监测单位按本方案按期完成任务，监督施工单位对监控单位测点进行有效的保护；提供箱梁断面尺寸、立模标高等复测结果；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；4）监控单位拟定施工线形控制实施方案；完成监控方案中提及的各项施工监控监测任务、结构分析计算、提交下段挂篮立模标高（提前24小时）箱梁高程测量等；识别设计参数误差，并进行有效预测；发生重大修改及时向相关部门汇报，并会同设计单位提出调整方案；每一梁段完成后及时将有关监测监控结果汇总。如有重要情况，以书面形式及时报告；主桥竣工后，在1个月内提交施工监测监控成果报告。5. 施工监控方法5.1 施工监控流程大跨度连续梁桥的施工控制是一个“预告施工量测识别修正预告”的循环过程。施工控制中最基本的原则是确保施工过程中大桥结构的安全，在大桥施工过程安全性满足要求的前提下，再对大桥施工过程中结构的线形进行控制，确保大桥最终线形满足预期目标。在石武客专跨安楚公路（40+64+40）m连续梁桥的施工过程中，不仅要经历悬臂浇注节段形成主梁的过程，还要完成由静定结构转变为超静定结构的体系转换过程。大桥施工过程复杂，线形影响参数多，如：结构刚度、梁段的重量、施工荷载、混凝土的收缩徐变、温度和预应力等，这些参数都会直接影响成桥后的线形与受力。计算线形控制中立模标高的理论值时，都假定这些参数值为理想（规范）值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中需要对这些参数进行采集，及时掌握结构实际状态，并通过计算，识别出各参数对主梁标高的影响程度，进而对未浇注主梁的立模标高进行修正，以满足设计要求。对于重大的设计参数误差，提请设计方进行理论设计值的修改，对于常规的参数误差，通过优化进行调整与修正即可。施工控制流程如图1所示，其中技术流程是指理论计算的循环过程，实施流程是指参与施工控制的各协作单位的工作关系。图1 施工监控流程图5.2 结构计算内容大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法时，结构的最终形成必须经历一个漫长而又复杂的施工过程。对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，是施工控制中最基本的内容之一。为了达到施工控制的目的，我们首先必须通过施工控制计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态，以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。在大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑的施工中，施工控制的第一项工作就是根据设计提供的有关资料对桥梁施工过程中的内力、应力和位移进行有限元分析计算，确定施工过程中每个阶段的变形和受力理想状态，以此为依据来控制和指导施工过程中每个阶段的结构行为，从而使得成桥后的线形和内力达到设计要求。计算时按照施工组织设计中确定的施工方案来确定施工加载顺序，并进行结构分析，严格计入结构自重、预应力、温度以及混凝土收缩徐变等影响。5.2.1 有限元模型建立结构有限元分析的内容有：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，对结构进行正装；结构形变分析；控制截面结构应变、应力及内力计算；结构预拱度计算分析，以确定立模标高。目前常用的有限元计算软件有桥梁博士、MIDAS/Civil和Ansys等。桥梁博士3.0系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。本文采用桥梁博士3.0系统进行前进分析计算，并采用大型空间有限元分析软件MIDAS/Civil进行结果复核。在建立有限元计算模型时，将主梁划分为58个单元，对该桥的施工过程进行了模拟，得到各个施工状态下的理论变形和受力。桥梁上部结构采用 C50混凝土，环境年平均相对湿度70%，收缩开始时混凝土龄期为5天；挂篮自重模拟通过等效节点荷载来模拟；采用高强低松弛预应力钢绞线，松弛系数为0.25，锚具变形与钢束回缩值（考虑反摩阻）为6mm，管道摩阻系数 u=0.23，管道偏差系数 k=0.0025。477#墩设置为固定铰支座，其余各个墩均设置为滑动铰支座。有限元计算模型如图2所示。图2 全桥有限元计算模型示意图根据施工方案中拟定的施工过程对该桥的施工过程进行了模拟。根据设计文件，结合悬臂浇注施工方法，本桥的施工共划分为32个施工阶段，其中每个主梁节段的施