特大桥主桥施 工 监 测 监 控实施细则有限公司工程检测中心2010 年 7月31目 录一、大型连续梁桥施工监测与监控的必要性3二、工程概况4三、施工监测与监控的依据4四、施工监测与监控的对象和目标4五、施工监测与监控的内容5六、施工控制的技术体系和组织协调体系14七、本项目人员组成17八、本监控项目所需表格17连续钢构特大桥主桥监控实施细则 一、大型连续梁桥施工监测与监控的必要性预应力混凝土连续梁桥的施工大多采用悬臂施工法，即首先由墩顶开始向两边采用平衡悬臂施工法逐节段施工结构的上部梁体，形成一个T字型的双悬臂结构，接着合拢边跨，最后合拢中跨，形成最终体系。悬臂施工法又分为悬臂浇注法和悬臂拼装法两种。由于悬臂拼装法对运输和吊装设备的要求较高，国内一般采用悬臂浇注法。悬臂浇注法是在墩顶两侧对称、逐段悬臂现场浇注混凝土，待混凝土达到一定强度后张拉预应力索（筋），然后移动机具、模板（挂篮）至下一节段，重复操作，直至悬臂施工完成。对于分段悬臂浇注施工的预应力混凝土连续梁桥，在施工过程中将会面临很多问题，如：两主梁悬臂端竖向挠度偏差控制，施工中主梁截面应力是否超过容许应力等等。为了采取有效的措施及时对施工中所暴露的问题进行处理和解决，保证成桥后结构的线形和应力符合设计要求，为施工单位按工期完成控制工程提供技术支持。施工过程的监测与控制工作就显得尤为重要。 连续梁体系在施工过程中要经历几次体系转换，使结构从静定结构过渡到复杂的超静定结构。在悬臂施工过程中，随着悬臂的加长，其主梁的竖向挠度和截面应力出现一个由小而大的大幅值变化。此外，悬臂施工法还将使各节段之间相互影响，主梁的竖向挠度具有累积性，如果不及时对偏差加以调整，随着悬臂的增长，主梁标高会明显偏离设计值，造成合拢困难。偏为了保证工程质量，就需要有一个科学合理的施工控制系统，来综合考虑各种影响因素（如混凝土收缩徐变、温度影响、施工临时荷载、材料的实际弹性模量），严格监控整个施工过程中结构的变形、应力情况，达到指导施工的目的，以确保桥梁的成桥线形及结构受力状态符合设计要求。施工监测与监控也是保证主桥的施工安全的必要环节。梁施工中两悬臂的几何尺寸、比重、施工过程的随机差异不可避免地出现T构两悬臂重量不平衡并给墩身带来较大的倾覆力矩，这种倾覆力矩在施工合拢前的几个施工段时尤其令人担心。施工规范对此进行了严格控制。倾覆力矩监测是保证施工体系安全的需要。可通过在墩顶设置应力观测截面监测，在倾覆力矩值即将达到报警线时予以报警，并及时与设计单位、施工单位会商以采取调整措施，以控制和消除倾覆力矩，确保施工结构的安全和质量。二、工程概况其中主桥为118米+210米+118米预应力混凝土连续刚构桥。箱梁断面采用单箱单室直腹板断面，箱梁顶宽13.75m，根部梁高13.0米，跨中及边跨合拢段梁高为4.8米。箱梁翼板悬臂长度为2.875米，底板宽8米，箱梁底板下缘按1.6 次抛物线变化。主墩采用双薄壁墩。 横桥向长8米，壁厚1.8米，双壁外距9米。设计技术标准1、公路等级：公路-I级2、设计行车速度：80公里/小时3、地震动峰值加速度：0.05g4、桥面总宽度及组成：桥面总宽度:全幅28米，单幅13.75米单幅桥面组成：0.25m(人行道护栏)+1.5米（人行道）+0.5米（防撞栏）+11.0m（行车道）+0.5m（波形护栏）=13.75m5、桥面最大纵坡：2.405%6、设计洪水频率：1/300年7、环境类别：I类8、结构设计安全等级: I级9、航道等级：目前不通航，规划沱江渠化后的等级为V-2级。三、施工监测与监控的依据1、公路工程技术标准(JTG B012003)；2、公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)；3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)；4、公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)；5、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1 2004)；6、大桥施工图设计。四、施工监测与监控的目标特大桥施工监测与监控的目标：通过对各项监测数据的分析与计算，找出实测值与设计预测值偏离的原因，提出修正及调整措施，保证特大桥主桥的顺利合拢和主桥在施工过程中的结构安全，成桥后桥梁线形及内力符合设计要求，整个施工控制工作符合现行规范要求。施工控制的指标如下：1、立模标高允许偏差：5mm；2、合拢口两端相对差控制在20mm范围内；3、主梁轴线偏位：10mm；五、施工监测与监控的对象和内容特大桥施工监测与监控的主要对象：主桥上部结构，即连续梁施工期间主梁线形及预应力混凝土结构应力应变等内容进行现场监测与控制。施工监测是施工控制的重要组成部分，施工监测的目的就是在施工过程中通过监测主要结构关键部位在各个施工阶段的应力、应变，及时了解结构在施工过程中的工作状态。内遂高速公路沱江特大桥施工监测的主要内容包括： 1、主梁施工过程中的应力及变形监测；2、主梁各节段施工标高的监测；3、主梁整体线形的监测；4、温度监测。（一）应力监测应力应变监测是预应力混凝土连续梁桥施工监测的一个重要内容。不仅是要在施工过程中对结构各重要控制截面进行实时的监测，以起到危险预警作用，而且要提供结构在当前工况下实际的应力状态，为计算模型中结构参数识别提供依据。对于内遂高速公路沱江特大桥，主要测试大桥的主墩和箱梁主要控制截面的应力。1、应力监测的主要内容（1）悬灌全过程施工悬臂根部应力、应变监测在本桥的主控断面埋设监测的应力、应变元件。埋设的元件要满足适合长期观测，并能保证足够的精度。根据施工需要于每施工段悬灌后和预应力张拉后各进行一次观测。（2）体系转换前后桥梁应力状态实际变化监测合拢前后结构由施工双悬臂体系转换为刚架体系，其应力状态变化复杂。且混凝土收缩、徐变及内应力的调整使全桥的应力、线形均有一定程度的变化。通过施工监测掌握这种变化是了解成桥的应力、线形情况的需要。通过在中跨跨中设置应变观测断面并适时观测来提供有关数据。（3）梁施工倾覆力矩监测悬臂施工中对称块件的几何尺寸、比重、施工过程的随机差异不可避免地出现T构两悬臂重量不平衡并给墩身带来较大的倾覆力矩，这种倾覆力矩在施工合拢前的几个施工段时尤其令人担心。施工规范和设计说明中对此进行了严格控制。倾覆力矩监测是保证施工体系安全的需要。可通过在双板墩顶设置应力观测截面监测，于每施工段悬灌后进行测试，在倾覆力矩值即将达到报警线时予以报警，并及时与设计单位、施工单位会商以采取调整措施，以控制和消除倾覆力矩，确保施工结构的安全和质量。2、应力测点的布置及所用的仪器设备（1）测试元件及仪器设备应力测试采用智能式振弦应变计和配套的振弦检测仪。内埋式钢弦应变计的特点是观测精度高、抗干扰能力强、具有温度自补偿功能、存活能力较强并可以用于全桥运营后的长期观测等，是适宜于施工工期长应力、应变监测的测量系统。 在施工到相应的监控断面时，请施工单位在浇筑混凝土前通知监控单位，保证监控单位能够顺利的埋下预埋件；另外，请施工单位在施工过程中保护好预埋元件，协助监控单位完成监测监控工作。监控单位按预定的工况做好原始数据的采集工作。数据的传递必须及时，对其中一些明显有误或可疑数据经提出后要及时进行复测。监控单位要及时、准确的测量，定期向监理和业主提供监控成果表。（2）测试应力误差分析混凝土结构的应力是通过应变测量获得的(1)式中 弹载荷作用下混凝土结构的弹性应力；E混凝土弹性模量；弹载荷作用下混凝土结构的弹性应变。混凝土的应变可分为受力应变和非受力应变，在实测的应变中它们是混杂在一起的。在时刻承受单轴向、不变应力()的混凝土构件,在时刻t测量总应变(t)可分解为(2)式中i()加载时初应变；C(t)时刻t时的徐变应变；S(t)收缩应变；T(t)温度应变；m系统应变误差。（3）主梁应力测试断面设置：（以半幅桥为例）主 跨：主要设置在跨中、L/4处和悬臂施工根部，共5个测试断面；左边跨：主要设置在悬臂施工根部，L/4处，共2个测试断面；右边跨：主要设置在悬臂施工根部，L/4处，共2个测试断面；主墩应力测试断面设置在各墩的墩顶和墩底共8个监测断面。全桥半幅共设置17个应力监测断面。其中：主梁根部和跨中每个断面布置6个应变计，L/4处每个断面布置4个应变计,共计46个应变计。主墩：每个断面布置4个元件，共32个应变计。本桥半幅共布置78个应变计测点，全桥共156个应变计测点。图1 (a)施工监测断面布置示意图（单位：cm）图1- (b) 根部截面应变测点布置示意图（单位：cm）图1- (c) 1/4L截面纵向应力测点布置示意图（单位：cm）图1-(d) 跨中截面应变测点布置示意图（单位：cm） 图1-(d) 主墩截面应变测点布置示意图（单位：cm）（二）变形监测分段施工的预应力混凝土连续梁桥，由于各“T”的施工是相对独立的，因此当两个“T”合拢时，两合拢端头的高度差就应控制在容许的范围内。同时，成桥后的桥面线形应是流畅的，而不能有明显的折线或波浪起伏。标高观测是为了反映各节段施工完成前后或某一特定时段内主梁的实际线形情况，只有准确测量了当前结构变形，才能减少理论计算与实际变形的差异，是控制成桥线形最主要的依据。1、测量基准点标高观测的固定水准点设置在岸边永久不动的位置上，整个施工过程的所有标高测量的基准均由此引出。2、测量基点测量基点设置在0号块上的中心位置，并用红色油漆作出明显的标记，编号为0号，而后各节段的标高均由此引出，该基点每浇注3个节段应校验一次。3、标高测量点每个施工节段上布置3个标高观测点，这样不仅可以测量箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。高程控制点布置在离块件前端20cm处，采用16钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢固，并要求竖直。测点（钢筋）露出箱梁混凝土表面3cm，侧头磨平并用红油漆标记。在施工过程中，对每一截面需进行立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、张拉钢筋前、张拉钢筋后的标高观测，以便观察各点的挠度及箱梁曲线的变化历程，以保证箱梁悬臂端的合拢精度及桥面线形。上游下游图2 悬浇节段标高测点布置示意图4、测量时间：测量时间在早7：00左右和下午5：00以后进行。监控单位在测量过程中，除考虑工序进展必须对每一工况进行例行测量外，还要对温度变化引起的挠度进行测量。为了找出温度变化引起主梁挠度变化的规律，对于一些重点工况，在工况不变的情况下，分别在早晨6：00