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1、石湖路桥桥施工监监控方案案目录第一章 石湖路路跨运河河桥主桥桥概述11.1石石湖路跨跨运河桥桥主桥概概况11.2 石湖路路预应力力混凝土土连续梁梁桥主桥桥施工监监控目的的、必要要性及依依据21.2.1 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控目的21.2.2 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控必要性性21.2.3 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控依据3第二章 石湖路路桥主桥桥监控内内容的分分析、理理解32.1石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥监监控内容容的分析析32.2 对石湖湖路预应应力混凝凝土连续续梁桥主主桥监控控内容的的理解52.3
2、 对石湖湖路预应应力混凝凝土连续续梁桥主主桥监控控内容的的补充5第三章 石湖路路桥主桥桥施工监监测主要要内容63.1 梁段及及桥墩线线形的监监测63.1.1 梁梁段线形形监测63.1.2 桥桥墩线形形监测73.2 梁体及及桥墩应应力监测测73.2.1 主主梁应力力监测73.2.2 桥桥墩应力力监测123.3 环境温温度场的的监测143.4. 稳定定问题的的非线性性有限元元分析153.4.1 第第一类稳稳定问题题的非线线性有限限元分析析153.4.2 第第二类稳稳定问题题的非线线性有限限元分析析163.5 基础沉沉降监测测163.6 桥面铺铺装过程程中施工工监控17第四章 仿真分分析与施施工控制
3、制194.1 桥梁施施工监控控仿真分分析194.1.1 仿仿真分析析准备194.1.2 仿仿真分析析方法214.1.3 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥仿仿真分析析内容224.2 施工控控制主要要内容234.2.1 桥桥梁在施施工过程程中及成成桥后结结构分析析234.2.2 施施工控制制误差分分析244.2.3 主主跨结构构设计参参数识别别244.2.4 结结合控制制的实时时跟踪分分析244.3 施工控控制方法法254.4 施工监监控质量量控制264.4.1 人人力方面面274.4.2 技技术方面面274.4.3 监监控设备备的投入入284.4.4 与与后期监监控维护护系统衔衔接方案案
4、284.5 施工监监控安全全控制294.5.1 事事故分类类294.5.2 控控制措施施29第五章 石湖路路桥主桥桥施工监监控要点点及其分分析355.1 墩顶00#块施施工监控控355.2 挂篮悬悬浇段箱箱梁施工工监控355.3 合拢段段箱梁施施工监控控355.4 桥墩施施工监控控365.5 挂篮静静力荷载载试验365.6 支架和和托架变变形荷载载试验36第六章 施工监监控进度度计划及及保障措措施386.1 施工监监控进度度计划386.2 施工监监控项目目组织机机构386.2.1监控控现场结结构组织织方案386.2.2 施施工监控控的组织织机构396.3 主桥施施工监控控进度保保障措施施404
5、1第一章 石湖路路跨运河河桥主桥桥概述1.1石石湖路跨跨运河桥桥主桥概概况苏州市东东环快速速路南延延(一期期)工程程二标石石湖路跨跨运河桥桥,主桥桥跨越京京杭大运运河。主主桥上部部结构采采用三跨跨预应力力混凝土土变截面面连续箱箱梁,全全长2660m。跨径布布置为770+1120+70mm。宽339.55m。按按双幅设设计,中中间设置置2m宽宽中央分分隔带,两两幅桥梁梁间净距距1.00m。单单幅桥梁梁宽199.255m,桥桥面车行行道横坡坡为单向向2.00%,人人行道横横坡为反反向1.0%。横断面面布置为为2.55m(人人行道)+3.55m(非非机动车车道)+1.00m(机机非分隔隔带)+11.
6、75mm(车行行道)+0.55m(防防撞墙)。单幅桥梁梁采用单单箱双室室截面,中中支点梁梁高7mm(L/17.14),边边支点和和中跨跨跨中梁高高3m(LL/400),箱箱梁底板板呈抛物物线变化化,箱梁梁标准段段顶宽119.11m,底底宽122.1mm,外侧侧挑臂长长3.55m,腹腹板厚00.5mm0.9m,顶顶板厚00.288m,底底板厚00.288m00.8mm。全桥桥设置66道主横横隔梁,其其中中横横梁、端端横梁厚厚2.55m,中中跨跨中中横隔梁梁厚0.4m。东侧边边跨桥面面加宽段段挑臂下下设置厚厚0.33m的肋肋板,在在箱梁内内相应位位置设等等厚横隔隔梁。箱梁混凝凝土采用用C500,为
7、三三向预应应力体系系。纵、横向预预应力采采用155、122s155.2,桥桥面预应应力采用用BM115-22扁锚体体系,单单端张拉拉,预应应力张拉拉控制应应力均为为13995MPPa。箱箱梁竖向向预应力力采用JJL322精轧螺螺纹钢筋筋。主桥主、边墩均均采用实实体桥墩墩,主墩墩为墙式式墩,外外轮廓尺尺寸122.1mm(横桥桥向)3m(顺顺桥向),西西侧边墩墩为墙式式墩,外外轮廓尺尺寸122.1mm(横桥桥向)2.55m(顺顺桥向),东东侧边墩墩为分离离式实体体桥墩。基础采用用矩形承承台+1.55m钻孔孔灌注桩桩形式,主主墩承台台厚3.8m,边边墩承台台厚2.5m。石湖路跨跨运河桥桥主桥立立面示
8、意意图如图图1所示示。图1 石湖路路跨运河河桥主桥桥立面示示意图(单单位:ccm)1.2 石湖路路预应力力混凝土土连续梁梁桥主桥桥施工监监控目的的、必要要性及依依据1.2.1 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控目的本项目预预应力混混凝土连连续梁桥桥都为大大跨度超超静定结结构,所所采用的的施工方方法、材材料性能能、浇筑筑程序及及立模标标高等都都直接影影响成桥桥的线形形和受力力,且施施工现状状与设计计的假定定总会存存在差异异,为此此必须在在施工中中采及集集需要的的数据,及及时掌握握结构实实际状态态,并通通过计算算,对浇浇筑主梁梁立模标标高给以以调整和和控制,并并且保证证施工过过程
9、不产产生过大大的不合合理内力力、残余余应力、裂缝等等。通过施工工过程的的数据采采集和优优化控制制,在施施工过程程中逐步步做到把把握现在在,预估估未来,避避免施工工差错,缩缩短工期期,节省省投资。1.2.2 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控必要性性本项目预预应力混混凝土连连续梁桥桥都为大大跨度超超静定结结构,为为了确保保主桥在在施工过过程中结结构受力力和变形形始终处处于安全全的范围围内,且且成桥后后的线形形符合设设计要求求,结构构恒载内内力状态态接近设设计期望望,在主主桥施工工中必须须进行严严格的施施工监控控。在桥梁施施工施工工过程中中,各种种复杂的的因素都都有可能能引起结结
10、构的几几何形状状及内力力状况的的改变。尽管在在设计时时已经考考虑了施施工中可可能出现现的情况况,但是是由于施施工过程程的复杂杂性,事事先难以以精确估估计结构构的实际际状态。通过在在施工过过程中对对桥梁结构构进行实实时监测测,可以以根据监监测结果果对施工工过程中中的控制制参数进进行相应应的调整整。在已已建结构构偏离控控制目标标时及时时调整下下一阶段段的挂篮篮定位标标高,以以保证结结构线形形的平顺顺,并监监控实际际内力分分布,使使箱梁始始终处于于安全受受力范围围内。1.2.3 石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主桥施施工监控控依据1、公公路钢筋筋混凝土土及预应应力混凝凝土桥涵涵设计规规范(JJT
11、G D622-20004);2、公公路桥涵涵钢结构构及木结结构设计计规范(JJTJ 0255-866);3、公公路桥涵涵设计通通用规范范(JJTG D600-20004);4、公公路桥涵涵施工技技术规范范(JJTG /T F500-20011);5、公公路工程程质量检检验评定定标准(JTGGF800/1-20004);6、公公路工程程施工监监理规范范(JJTG/ G110-220066);7、公公路工程程技术标标准(JJTG B011-20003);8、公公路桥涵涵地基与与基础设设计规范范(JJTG D633-20007);9、公公路桥梁梁抗震设设计细则则(JJTG/T BB02-01-200
12、08);10、城城市桥梁梁工程施施工与质质量验收收规范(CCJJ 2-220088); 11、执执行苏州州市吴中中区东环环快速路路南延工工程(含含斜港大大桥拆除除重建工工程)建建设指挥挥部为完完成本项项目吴中中东路跨跨运河桥桥,石湖湖东路跨跨运河桥桥,南湖湖路跨运运河桥的的施工监监控工作作下发的的有关要要求和通通知、相相关管理理办法等等;12、执执行20005年年1月至至20112年110月国国家颁布布实施的的相关大大桥的施施工监控控规范、规程、标准;13、经经审查通通过的施施工图设设计文件件和相应应的变更更文件;第二章 石湖路路桥主桥桥监控内内容的分分析、理理解2.1石石湖路预预应力混混凝土
13、连连续梁桥桥主桥监监控内容容的分析析施工监控控应确保保竣工成成桥时结结构的线线形、应应力状态态与设计计成桥状状态保持持一致,在在施工过过程中应应力的幅幅度始终终处于容容许的安安全范围围内。通通过对石石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥施工过过程的数数据采集集和严格格控制,确确保结构构的安全全和稳定定,保证证结构的的受力合合理和线线形平顺顺,避免免施工差差错,尽尽可能减减少调整整工作量量,为其其安全顺顺利建成成提供技技术保障障。(1)梁梁段、桥桥墩线形形(包括括箱梁中中轴线平平面位置置)的监监控线形是指指主梁的的整体标标高和局局部平顺顺性要求求,成桥桥后(通通常是长长期变形形稳定后后)主梁梁的标高
14、高要满足足这两方方面的要要求。主梁的标标高观测测是大桥桥施工控控制的一一项重要要工作,它它将反映映主梁在在整个施施工过程程中的位位移变化化情况,为为结构控控制参数数识别,后后期施工工状态预预测及满满足成桥桥后桥面面线形平平顺有着着重要的的作用。(2)梁梁体及桥桥墩应力力的监控控梁体的应应力监控控,应使使梁体的的应力控控制合适适范围内内,不因因过大的的应力而而产生不不可恢复复的过大大塑性变变形。通过主跨跨结构应应力监测测可迅速速知道主主跨受力力状况,如如剪力滞滞效应等等,并及及时制定定主跨应应力是否否超限,从从而可知知主跨安安全状况况。因此此,必须须进行应应力跟踪踪观测,该该项观测测在每一一施工
15、阶阶段都要要进行,并并贯穿整整个施工工过程。对桥墩实实行施工工监测,并并对监测测数据进进行分析析,从而而控制整整个施工工过程中中墩的应应力、变变位;预预报墩的的应力状状态,确确保墩的的安全性性。(3)环环境温度度场的监监控温度是影影响主梁梁挠度的的主要因因素之一一。温度度变化包包括季节节性温变变和日温温变化两两部分。日温变变化比较较复杂,尤尤其是日日照作用用,会引引起主梁梁顶底板板温度差差,使主主梁产生生挠曲。选择早早晨太阳阳出来前前对挠度度进行观观测,可可以有效效地消除除日照温温差的影影响。但但考虑到到日照温温差不可可能完全全避免,应应在桥上上布置测测点,进进行适时时观测,并并分析箱箱梁日照
16、照温度的的情况。季节温温差对主主梁挠度度的影响响比较简简单,其其变化是是均匀的的,可采采集各节节段在各各施工阶阶段的温温度,输输入计算算机,分分析其对对挠度的的影响。(4)结结构稳定定性监控控首先确定定大跨径径连续梁梁桥箱梁梁稳定分分析中的的本构关关系模型型,具体体包括基基于弹塑塑性理论论的钢筋筋本构关关系模型型和基于于弹塑性性理论的的混凝土土本构关关系模型型,在此此基础上上,进行行大跨径径连续梁梁桥箱梁梁施工的的第一类类稳定分分析和第第二类稳稳定分析析。根据预应应力混凝凝土连续续梁桥悬悬臂施工工流程和和其受力力特点,通通过观测测主梁各各控制点点高程;基础沉沉降位移移;主要要控制截截面应力力值
17、;控控制截面面温度值值和施工工过程中中环境温温度值等等,利用用高效计计算机程程序,对对数据进进行分析析处理;与原设设计进行行比较和和误差分分析,并并确定和和指导下下一个阶阶段的施施工参数数,预报报施工中中可能出出现的不不利状况况及避免免措施,即即施工预预警。通通过施工工监测与与监控的的有机结结合,调调整控制制桥梁的的线形,尽尽可能使使桥跨结结构的线线形接近近或达到到设计预预期值,保保证全桥桥主要控控制截面面应力值值在整个个施工过过程中处处于安全全范围内内,确保保桥梁施施工安全全和正常常运营。2.2 对石湖湖路预应应力混凝凝土连续续梁桥主主桥监控控内容的的理解根据苏州州市吴中中区东环环快速路路南
18、延工工程(含含斜港大大桥拆除除重建工工程)建建设指挥挥部为完完成吴中中东路跨跨运河桥桥,石湖湖路跨运运河桥,南南湖路跨跨运河桥桥施工监监控工作作下发的的有关要要求和通通知、相相关管理理办法,这这石湖路路预应力力连续梁梁桥的监监控主要要内容有有:(1) 梁段部分分:梁段段线形监监控,梁梁段应力力监控;(2) 桥墩部分分:桥墩墩线形监监控,桥桥墩应力力监控;(3) 结构稳定定监控;(4) 环境温度度场监控控。2.3 对石湖湖路预应应力混凝凝土连续续梁桥主主桥监控控内容的的补充在满足招招标文件件规定的的监控内内容外,根根据以往往监控经经验,认认为还应应增加以以下监控控内容以以保障主主桥成桥桥质量。(
19、1)基基础沉降降监测;(2)桥桥面铺装装过程施施工监控控在进行桥桥面铺装装施工过过程中,主主梁线形形将发生生变化,对对线形需需进行监监控。(3)临临时支架架变形监监测。第三章 石湖路路桥主桥桥施工监监测主要要内容3.1 梁段及及桥墩线线形的监监测3.1.1 梁梁段线形形监测石湖路预预应力混混凝土连连续梁桥桥主跨结结构位移移监测应应分为竖竖直面内内的线形形、变位监监测及绕绕桥梁中中心线的的扭转两两个部分分,通过过两个部部分的测测量才能能准确掌掌握主跨跨的真实实状况,有有效地控控制主跨跨的施工工质量,保保证施工工安全。为尽量量减少温温度的影影响,观观测均安安排在早早晨太阳阳出来之之前进行行。挠度的
20、观观测资料料是施工工控制中中控制成成桥线形形最主要要的依据据。根据据以往的的经验,在在每个施施工块件件上布置置两个对对称的高高程观察察点,这这样不仅仅可以测测量箱梁梁的挠度度,同时时可以观观察箱梁梁是否发发生扭转转变形。在施工工过程中中,对每每一个截截面都需需要进行行立模时时、混凝凝土浇筑筑前、混混凝土浇浇筑后、张拉前前、张拉拉后的标标高观测测,以便便观测各各点的挠挠度及箱箱梁曲线线的变化化历程,以以确保箱箱梁悬臂臂端的合合拢精度度及桥面面的成桥桥线形。高程控控制点可可布置在在离块件件前端225cmm处,采采用钢筋筋在垂直直方向与与顶板的的上下层层钢筋点点焊牢并并要求竖竖直。测测点(钢钢筋)露
21、露出箱梁梁混凝土土设计表表面2.5cmm,测点点磨平并并用红油油漆标记记。(1)测测点布置置:1)零号号块高程程测点布布置布置零号号块高程程测点是是为了控控制顶板板的设计计标高,同同时也作作为以后后各悬浇浇节段的的高程观观察的基基准点。每个零零号块的的顶板各各布置99个高程程点,测测点位置置可如图图3.33.1所所示。图3.33.1 零号号块高程程测点布布置示意意图2)各悬悬浇节段段高程观观测点布布置每个节段段各设22个测点点,可对对称布置置在翼板板外承托托的根部部,离块块件前端端25ccm处,测测点钢筋筋长2.5cm。(2)测测量方法:用精密水水准仪测测量测点点标高,每每一个节节段施工工完成
22、后后应对全全部已完完工梁段主主梁测点点挠度复复测一次次。用全站仪仪测量测测点平面面坐标,一个节节段完成成后应对对全部已已完梁段段主梁平平面坐标标复测一一次。3.1.2 桥桥墩线形形监测桥墩线形形监测是是对桥梁梁结构主主墩的垂垂直度进进行监测测控制,以以保证桥桥墩按垂垂直方向向施工。(1)测测点布置置:主墩墩顶上、下游各各设12个测测点,测测点位置置选在墩墩顶便于于观测的的可靠位位置处。在桥墩墩上、中中、下四四角布设设测点控控制桥墩墩垂直度度。永久点位位:墩顶顶水平变变位观测测点和桥桥墩垂直直度观测测点作为为长期监监控观测测点,同同时应注注意岸上上基准点点的设置置和保护护。(2)测测量方法法:用
23、全全站仪测测量。3.2 梁体及及桥墩应应力监测测3.2.1 主主梁应力力监测通过主跨跨结构应应力监测测可迅速速知道主主跨受力力状况,如如剪力滞滞效应等等,并及及时制定定主跨应应力是否否超限,从从而可知知主跨安安全状况况。因此此,必须须进行应应力跟踪踪观测,该该项观测测在每一一施工阶阶段都要要进行,并并贯穿整整个施工工过程。1.测试试仪器应力观测测的仪器器根据对对多种应应力测试试仪器性性能的比比较,考考虑到要要适合长长期观察察并能保保证足够够的精度度,故选选用质量量高的埋埋入式混混凝土应应变计、钢筋应应变计和和配套的的综合频频率接收收仪作为为应力观观测仪器器。该应应变计的的温度误误差小、性能稳稳
24、定、抗抗干扰能能力强,特特别适合合于应力力长期观观测。2.监测测截面根据石湖湖路预应应力混凝凝土连续续梁桥特特点,在在左右幅幅各选11个边跨跨和1/2中跨跨的箱梁梁进行应应力监测测。在箱箱梁关键键截面布布置应力力观测点点,如可可在箱梁梁的根部部、L/4、LL/2及及边跨现现浇段附附近等截截面布置置应力测测点。应应力观测测采用钢钢弦式应应力计和和配套的的频率接接收仪进进行。每每幅主梁梁监测截截面布置置如图33.3.2。图3.33.2 每幅幅主梁应应力监测测截面布布置示意意图(单单位:ccm)3.测点点布置(1)吴吴中东路路跨运河河桥主桥桥测点布布置箱梁根部部截面:L/4截截面:L/2截截面:图3
25、.33.3 吴中中东路跨跨运河桥桥主桥应应力测点点布置图图(2)石石湖东路路跨运河河桥主桥桥测点布布置箱梁根部部截面:L/4截截面:L/2截截面:图3.33.4 石湖湖东路跨跨运河桥桥主桥应应力测点点布置图图(3)南南湖路跨跨运河桥桥主桥测测点布置置箱梁根部部截面:L/4截截面:L/2截截面:图3.33.5 南湖湖路跨运运河桥主主桥应力力测点布布置图4.应力力计的埋埋设应力计都都按预定定的测试试方向固固定在主主筋上,测测试导线线引至混混凝土表表面。施施工过程程中注意意对应力力计和引引出导线线的保护护。5.应力力监测方方法 在整个施施工过程程中,各各个施工工阶段对对全部传传感器均均测读一一轮次读
26、读数,对对每个传传感器每每轮次均均采三次次样,并并取其平平均值作作为该测测点本次次读数,具具体按以以下规则则实施:混凝土土应变计计所在节节段混凝凝土浇筑筑后其强强度达到到张拉预预应力设设计强度度时即测测读一次次,以记记录各应应力计的的安装初初始应力力;第i块块施工时时,支架架前移,立立模后测测读一次次,浇完完混凝土土后测读读一次,预预应力束束张拉锚锚固后测测读一次次;边跨合合拢后测测读一轮轮次,中中跨合拢拢后测读读一轮次次;二期恒恒载作用用后测读读一轮次次。3.2.2 桥桥墩应力力监测(1)测测试仪器器:1)埋入入式混凝凝土应变变计;2)钢筋筋计;3)综合合测试仪仪。(2)测测点布置置:根据石
27、湖湖路连续续梁桥结结构特点点,从主主桥左右右幅各取取一个主主墩作为为观测对对象,在在桥墩中中部截面面处和墩墩顶截面面处布置置应力测测点,如如图3.3.66所示。图3.33.6 主桥桥左右幅幅主墩应应力测试试截面(单单位:ccm)吴中东路路跨运河河桥主墩墩截面布布置8个个应力测测点,其其中2个个钢筋应应变计和和6个混混凝土应应变计,其其中测试试截面测测点布置置如图3.3.77所示;石湖东东路跨运运河桥主主墩和南南湖路跨跨运河桥桥主墩每每截面布布置6个个应力测测点,其其中2个个钢筋应应变计和和4个混混凝土应应变计。其中测测试截面面测点布布置如图图3.33.8所所示。吴中东路路跨运河河桥主墩墩:图3
28、.33.7 主桥桥左右幅幅主墩应应力测试试截面石湖东路路跨运河河桥主墩墩和南湖湖路跨运运河桥主主墩:图3.33.8 主桥桥左右幅幅主墩应应力测试试截面3.3 环境温温度场的的监测温度是影影响主梁梁挠度的的主要因因素之一一,温度度变化包包括季节节性温变变和日温温变化两两部分。季节温差差对主梁梁挠度的的影响比比较简单单,由于于其变化化的均匀匀性,既既不会使使主梁发发生挠曲曲,也不不会使墩墩发生偏偏转,而而是通过过使墩身身产生轴轴向伸缩缩从而对对主梁的的挠度产产生影响响。可采采集各节节段在各各施工阶阶段的温温度,输输入计算算机,分分析其对对挠度的的影响。日温变化化比较复复杂,尤尤其是日日照作用用,会
29、引引起主梁梁顶底板板温度差差,使主主梁产生生挠曲,同同时也会会引起墩墩身偏移移。日照照温度的的影响要要通过实实施观测测来加以以修正。选择早早晨太阳阳出来前前对挠度度进行观观测,可可以有效效地消除除日照温温差的影影响。但但考虑到到日照温温差不可可能完全全避免,应应在桥上上布置测测点,进进行适时时观测,并并分析箱箱梁日照照温度的的情况。日照温温差测试试采用测测点埋设设铂电阻阻,引出出测试导导线,再再用温度度测试显显示仪进进行适当当的观测测,摸清清箱梁日日照温度度变化的的情况。1测试试仪器温度观测测除采用用铂电阻阻测量混混凝土体体内温度度外,还还可采用用铂电阻阻表面温温度点温温计测量量箱梁混混凝土的
30、的表面温温度。点点温计测测量具有有较大的的灵活性性,可以以对任意意处的混混凝土表表面温度度进行测测量。温温度测试试显示仪仪器采用用5位数数字万用用表。2测点点布置在箱梁上上选择断断面A-A(支支点)、B1-B1(L/4)、B2-B2(L/4)、C-CC(现浇浇段),具具体布置置图如下下图3.3.99。图3.33.9 主桥温度度监测截截面布置置示意图图(单位位:cmm)3.3.4 结结构稳定定性监测测首先确定定大跨径径连续梁梁桥箱梁梁稳定分分析中的的本构关关系模型型,具体体包括基基于弹塑塑性理论论的钢筋筋本构关关系模型型和基于于弹塑性性理论的的混凝土土本构关关系模型型,在此此基础上上,进行行大跨
31、径径连续梁梁桥箱梁梁施工的的第一类类稳定分分析和第第二类稳稳定分析析。根据预应应力混凝凝土连续续梁桥悬悬臂施工工流程和和其受力力特点,通通过观测测主梁各各控制点点高程;基础沉沉降位移移;主要要控制截截面应力力值;控控制截面面温度值值和施工工过程中中环境温温度值等等,利用用高效计计算机程程序,对对数据进进行分析析处理;与原设设计进行行比较和和误差分分析,并并确定和和指导下下一个阶阶段的施施工参数数,预报报施工中中可能出出现的不不利状况况及避免免措施,即即施工预预警。通通过施工工监测与与监控的的有机结结合,调调整控制制桥梁的的线形,尽尽可能使使桥跨结结构的线线形接近近或达到到设计预预期值,保保证全
32、桥桥主要控控制截面面应力值值在整个个施工过过程中处处于安全全范围内内,确保保桥梁施施工安全全和正常常运营。监控内内容如下下:1)临时时结构(或或杆件)稳稳定性验验算;2)施工工中的结结构(局局部和整整体)稳稳定性验验算和控控制;3)影响响施工中中结构(含含临时)稳稳定的因因素分析析、监测测与控制制。3.4. 稳定定问题的的非线性性有限元元分析3.4.1第一类类稳定问问题的非非线性有有限元分分析(1)随随着荷载载的增加加,在结结构发生生弹性失失稳之前前,部分分构件已经经进入塑塑性。(2)结结构较柔柔,荷载载不断增增加时,荷荷载结构构几何刚刚度矩阵阵与临界界荷载的的几何刚刚度矩阵阵失去了了线形关关
33、系。在解决这这类稳定定问题时时,应该该考虑利利用第一一类稳定定求解的的方便性性,同时时要考虑虑上述两两方面因因素影响响对现行行稳定求求解的失失真度,将将特征值值问题与与非线性性分析结结合起来来求解,这这就是第第一类稳稳定的非非线性有有限元分分析方法法。基本本思路是是:用考考虑的几几何非线线性和材材料非线线性的有有限元方方法,将将荷载逐逐级施加加到,为参考考荷载,为期望的最小稳定系数,求出结构的几何刚度矩阵作为,对变形后的构件,有参考荷载线性化求出后期荷载的屈曲系数,最后较精确的临界荷载为: (33.3)式中:结构在在荷载作作用下较较精确的的稳定安安全系数数。3.4.2 第第二类稳稳定问题题的非
34、线线性有限限元分析析对于大跨跨径连续续梁桥来来说,其其稳定问问题应考考虑非线线性问题题,属于于第二类类稳定,即即在大变变形和材材料非线线性的问问题下,结结构达到到极限荷荷载的问问题。极极限荷载载是指桥桥梁承受受外荷载载的最大大内力,分分析桥梁梁结构的的极限承承载力,可可以为其其安全施施工提供供依据和和保障。分析桥梁梁结构极极限承载载力的实实质就是是通过不不断计入入几何非非线性和和材料非非线性的的刚度方方程,寻寻找其极极限荷载载的过程程。桥梁梁结构在在不断增增加的外外荷载作作用下,结结构的刚刚度不断断发生变变化,当当外荷载载产生的的压应力力使得结结构切线线刚度矩矩阵趋于于奇异时时,结构构承载力力
35、就达到到了极限限,此时时的外荷荷载就为为极限荷荷载。在第二类类稳定问问题中,当当荷载达达到临界界值时,荷荷载位位移曲线线的斜率率为零;超过极极值点后后,曲线线斜率小小于零,因因此结构构失稳的的判别式式为第jj级荷载载增量作作用结束束时, (3.4)结构承受受的总荷荷载和总总位移为为; (33.5)式中:结构的的初始荷荷载列阵阵;结结构的初初始位移移列阵。如果在第第j次增增量作用用结束后后,结构构的总刚刚度矩阵阵使上式式满足,那那么前jj次荷载载增量过过程的迭迭加即为为结构的的临界荷荷载,则则相应的的总变形形即为相相应的失失稳模态态。结构构承受多多个集中中荷载或或分布荷荷载作用用时,设设各个荷荷
36、载的大大小存在在固定比比例同步步增长,可可用该参参数的临临界值确确定各荷荷载的临临界值。针对上部部施工阶阶段最不不利状态态,考虑虑自重、风荷载载及挂篮篮走位等等状态具具体思路路同上,做做以上两两类结构构稳定性性分析。3.5 基础沉沉降监测测对预应力力混凝土土连续梁梁桥主桥桥主墩承承台进行行沉降观观测,定定量确定定其在施施工过程程中随加加载所产产生的均均匀和不不均匀沉沉降过程程。利用用于观测测结果可可以采取取有效的的施工措措施,如如确定合合拢前是是否采用用预顶力力措施或或是否可可采用更更合理的的合拢次次序等,便便于主梁梁合拢,使使成桥结结构受力力更趋合合理。1.测点点布置:主墩承承台上下下游各设
37、设122个测点点,测点点位置选选在承台台便于观观测的可可靠位置置处。永久点位位:桥墩墩沉降观观测点,同同时应注注意岸上上基准点点的设置置和保护护。2.测试试方法:用精密密水准仪仪测量测测点标高高。3.6 桥面铺铺装过程程中施工工监控桥面铺装装相当于于在桥面面上的均均布荷载载,通过过实测桥桥面铺装装厚度计计算得出出均布荷荷载集度度,对理理论计算算的荷载载进行修修正重新新进行结结构分析析。(1)支支架和托托架在混混凝土浇浇筑前需需要在现现场做静静载试验验,以确保保支架和和托架在在混凝土土浇筑过过程中的的安全并并消除结结构的非非弹性变变形,掌握弹弹性变形形数据,为后期期施工提提供重要要的实测测依据。
38、(2)支支架地基基是否稳稳定、支支架弹性性变形观观测数据据是否合合理、支支架塑性性变形是是否消除除等这些些因素均均会影响响梁体线线形控制制,,决定着着桥面系系施工的的难易程程度。因因此应当当对临时时支架进进行变形形监测,支支架变形形监测包包括支架架预压监监测、混混凝土浇浇筑过程程监测、箱梁静静置期监监测。监监测内容容包括高高程、位位移。(3)预预压期间间监测重重点是监监测构件件的弹性性变形和和非弹性性变形、地基沉沉降情况况、支架架变形等等,并根根据情况况调整支支架措施施;(4)混混凝土浇浇筑过程程监测重重点是监监测构件件的弹性性变形和和非弹性性变形是是否与设设置的预预拱度一一致,支支架的稳稳定
39、等;(5)箱箱梁静置置期监测测重点是是监测支支架构件件的稳定定。第四章 仿真分分析与施施工控制制4.1 桥梁施施工监控控仿真分分析为了达到到施工控控制的目目的,必必须对该该标段桥桥主桥施施工过程程中每个个阶段的的受力状状态和变变形情况况进行预预测和监监控。因因此,必必须通过过合理的的计算方方法和理理论分析析来确定定桥梁结结构施工工过程中中每个阶阶段在受受力和变变形方面面的理想想状态,以以便控制制施工过过程中每每个阶段段的结构构行为,使使其最终终的成桥桥线形和和受力状状态满足足设计要要求。从从这个意意义讲,施施工控制制中的结结构计算算方法不不仅能对对整个施施工过程程进行描描述,反反映整个个施工过
40、过程中结结构的受受力行为为,而且且还能确确定结构构各个阶阶段的理理想状态态,为施施工提供供中间目目标状态态。因此此必须依依靠事先先提供可可靠的计计算参数数,采用大大型有限限元分析析软件Miidass Ciivill,利用用正装及及倒拆的的计算方方法精确确计算出出各种施施工状态态线形;再通过过严格的的制造和和施工质质量的控控制,使使架设的的线形与与设计相相符,才才能达到到控制线线形的目目的。4.1.1 仿仿真分析析准备要确保这这桥主桥桥的最终终线形与与内力与与设计一一致,不不能单靠靠施工阶阶段的跟跟踪调整整来实现现设计的的主梁线线形,而而且必须须依靠事事先提供供可靠的的计算参参数、采采用精确确的
41、计算算方法计计算出各各种施工工状态线线形,再再通过严严格的制制造和施施工质量量的控制制,使架架设的线线形与设设计相符符,才能能达到控控制线形形的目的的。所以以在上部部结构开开始安装装之前监监控工作作主要是是注意收收集各种种资料,初初步建立立计算机机施工控控制仿真真分析系系统数据据库;与与设计人人员交流流,完全全领会设设计意图图;确定定设计目目标状态态;确定定安全施施工的指指标;与与监督、监理等等单位联联系,获获取各项项目的检检验评定定标准及及控制标标准。4.1.1.11 资料料收集由于设计计是偏于于安全的的,采用用规范设设计参数数计算的的结构内内力及位位移均与与实测有有差异。这些偏偏差将直直接
42、影响响到这桥桥主桥成成桥后结结构线形形及内力力是否符符合设计计要求。因此,要要对部分分主要设设计参数数提前进进行测定定,以便便在施工工前对部部分结构构设计参参数进行行一次修修正,从从而进一一步修正正原设计计结构线线形,为为保证这这桥主桥桥成桥后后满足设设计要求求奠定基基础。影响结构构线形及及内力的的基本参参数有两两大类:主要技技术参数数与次要要技术参参数。需需测定或或了解的的参数如如下:(1)混混凝土和和钢材等等材料的的弹性模模量及热热膨胀系系数;(2)箱箱梁尺寸寸和实际际面积;(3)主主梁节段段的实际际重量;(4)混混凝土的的收缩徐徐变;(5)预预应力有有效值;(6)施施工荷载载(包括括施工
43、挂挂篮);(7)结结构刚度度;(8)温温度变化化;(9)主主桥实际际工期与与进度安安排。4.1.1.22 计算算机施工工控制仿仿真分析析系统资资料库的的建立在以上所所列数据据获取后后,采用用桥梁结结构有限限元分析析软件MMidaas CCiviil复核核这桥主主桥设计计计算所所确定的的理论成成桥状态态和施工工状态,同同时结合合通用有有限元软软件ANNSYSS对这桥桥的主桥桥进行局局部应力力分析。通过对桥桥主桥各各施工工工况进行行空间模模拟分析析,得出各施施工控制制工况下下主梁线线形、主主拱线形形及关键位置置的应力力状态。结合施施工过程程中测得得的各阶阶段数据据,考虑虑温度的的影响,随随时分析析
44、桥主桥桥各施工工阶段主主梁和主主拱的内内力及变形、实际索索力与设设计索力力预测值值的差异异并找出出原因,提提出修正正方案,避避免误差差的积累累,以确确保这桥桥的主桥桥成桥后后的内力状状态和线线形与设设计保持持一致。因此,在在分别建立立了桥监控数数据库的的基本资资料后,要要通过收收集施工工过程中中的实际际参数和和已发生生变化的的参数来来修正各各主桥数数据库资资料。4.1.1.33 监控控目标状状态的确确定在基于设设计数据据的桥主主桥施工工控制仿仿真分析析系统建建立后,可可以计算算出主梁梁的成桥桥理论线线形,将将其作为为目标监监控线形形,后续续的控制制、预测测、反馈馈等都围围绕此目目标线形形进行。
45、监控的的初始阶阶段,应应按照设设计的参参数和修修改后的的设计参参数,确确定各主主桥主梁梁及主拱拱的最终终目标线线形。4.1.2 仿仿真分析析方法(1)正正装分析析法正装分析析法是按按照这桥桥主桥结结构实际际施工加加载顺序序来进行行结构受受力和变变形分析析,它能能较好地地模拟桥桥梁结构构的实际际施工历历程,能能得到这这桥主桥桥结构在在各个施施工阶段段的位移移和受力力状态,这这不仅可可用来指指导这桥桥主桥设设计和施施工,而而且对这这桥主桥桥施工控控制提供供了依据据。同时时,在计计算中,能能较好地地考虑一一些与这这桥主桥桥结构形形成历程程有关的的影响因因素,如如结构的的非线形形问题和和混凝土土收缩、
46、徐变问问题。正装分析析法的目目的在于于确定这这桥主桥桥成桥结结构受力力状态。这种计计算的特特点是:随着施施工阶段段的推进进,结构构形式、边界约约束、荷荷载在不不断改变变,前期期结构发发生徐变变和几何何位置的的改变,因因而前一一阶段结结构状态态将是本本次施工工状态结结构分析析的基础础。正装分析析不仅可可以为这这桥主桥桥成桥结结构的受受力提供供较为精精确的结结果,为为结构强强度、刚刚度验算算提供依依据,而而且还可可以为施施工阶段段理想状状态形成成一个描描述结构构状态的的数据文文件,作作为完成成桥梁结结构施工工设计、控制的的基础。计算过程程中,将将以前各各施工阶阶段结构构受力状状态作为为本阶段段计算的的基础,前前一阶段段结构位位移作为为本阶段段确定结结构轴线线的基础础。在一一个施工工阶段中中,新拼拼装的杆杆件用激激活两个个接点的的新单元元进行模模拟。计计算时对对这桥主主桥施工工阶段循循环进行行,循环环结束时时的分析析结果为为成桥若若干年后后结构的的受力状状态。(2)倒倒拆分析析法倒拆分析析法是按按照这桥桥主桥结结构实际际施工加加载顺序序的逆过过程来进进行结构构行