1、目 錄一、工程概況1二、施工控制的目的、意義1三、施工監控方法和依據2(一)施工控制方法2(二)施工監測方法3(三)施工控制的技術依據4四、施工控制的主要內容4(一)施工控制結構分析4(二)施工控制誤差分析5(三)設計參數識別及實時跟蹤分析6(四)預告主梁下階段立模標高8(五)模型優化8五、施工過程的參數監測方法9(一)控制截面應力監測9(二)主梁溫度觀測11(三)主梁標高觀測11(四)主梁平面位置及橋面橫坡觀測14(五)混凝土收縮徐變參數測定14(六)鋼鉸線管道摩阻損失的測定14(七)混凝土彈性模量測試14(八)混凝土容重的測量14(九)施工臨時荷載的測定14(十)施工掛籃性能測定15六、施
2、工控制工作具體進程15(一)懸臂澆注前的準備工作15(二)懸臂施工15(三)合攏段施工15(四)幾個試驗監控16七、施工控制的實現17(一)確定結構施工控制參數17(二)確定結構的受力狀態前進分析法17(三)確定結構的施工理想狀態倒退分析法18(四)施工誤差的調整反饋控制分析法18(五)確定梁段施工立模標高19(六)標高控制的實現19八、組織與管理20(一)施工控制領導小組21(二)施工控制工作小組21(三)監控責任和義務21九、其他需要說明的問題22十、施工監控主要儀器設備22十一、監控工作使用的表格表式23XXXX連續箱梁橋施工監控方案一、工程概況。主箱梁預應力采用縱、橫、豎三向預應力體系
3、。主梁采用C50混凝士,按照懸臂現澆法施工。下部采用板式墩身,鉆孔灌注樁基礎。本橋采用節段懸臂灌注法施工。先由0段對稱向兩側懸臂施工,形成單“T”,先合攏邊跨,再合攏中跨,完成梁部施工。主梁最大懸臂施工長度64m,分成18個懸臂段,邊跨直線段長22.85m,再邊墩旁搭設支架現澆施工。橋梁設計設計時速100km/h;設計荷載取按公路I 級的1.3倍,溫度作用、汽車制動力及沖擊力按公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)規定計算。二、施工控制的目的、意義對于分節段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續梁橋來說,從開工到成橋要經過一個復雜的施工過程,結構要經過多次體系轉換,結構內力和變形亦隨之不斷發
4、生變化, 并決定成橋后結構的受力及線形。由于各種因素的直接和間接影響,使得實際橋梁在施工過程中的每一狀態幾乎不可能與設計狀態完全一致,施工控制就是在施工過程中根據施工監測所得的結構參數真實值進行施工階段計算,確定出每個懸臂澆筑節段的立模標高,并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整,以此來保證施工沿著預定軌道(能達到成橋設計目標的施工路徑)進行,從而保證主梁合攏段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規定值(15mm),成橋后主梁各控制點的標高與設計值最大相差控制在30mm以內,成橋后主梁各控制截面的內力與設計值最大相差控制在10%以內??傊?,橋梁施工控制的目的就是保
5、證施工過程中主橋結構的安全、橋梁順利合攏、橋梁成橋受力狀態及合攏后橋面線形良好。三、施工監控方法和依據本橋采用懸臂施工,屬于典型的自架設施工方法。由于連續梁橋在施工過程中的已成結構(懸臂梁段)幾何狀態(平面、立面)是無法事后調整的,所以,施工控制主要采用事前預測和事中控制法,主要體現在施工控制結構仿真分析、施工監測(包括結構變形與應力監測)、施工誤差分析與后續施工狀態預測、梁段施工立模標高提供等幾個方面。(一)施工控制方法大跨度連續梁橋,懸臂施工中每個節段的受力狀態達不到設計所確定的理想目標的重要原因是計算模型中計算參數的取值問題,主要包括混凝土彈性模量、材料的容重、徐變系數和預應力張拉力與施
6、工中實際情況有一定的差距以及環境溫度、臨時荷載的影響。要得到比較準確的控制調整量,必須根據施工中實測到的結構反應來修正計算模型中的這些參數值,以使計算模型在與實際結構磨合一段時間后,自動適應結構的物理力學規律。在閉環反饋控制基礎上,再加上一個系統辨識過程,整個控制系統就成為自適應控制系統。當實際測量到的結構受力狀態與模型計算結果不相符時,通過將誤差輸入到辨識算法中調節計算模型的參數,使模型的輸出結果與實際測量到的結果一致,得到修正的計算模型參數后,重新計算各施工階段的理想狀態。這樣,經過幾個節段的反復辨識后,計算模型就基本上與實際結構相一致了,在此基礎上可對施工狀態進行更好的控制。具體步驟詳見
7、圖1。前期結構分析計算預告變位和立模標高施 工測 量誤差分析修改設計參數結構計算主梁標高、懸臂端撓度、有效預應力、溫度、彈性模量、收縮徐變系數立模標高誤差預應力張拉誤差彈性模量誤差溫度影響徐變影響計算圖式誤差圖1 施工控制框圖橋梁的施工控制是一個預告施工量測識別修正預告施工的循環過程。施工控制的要求首先是確保施工中結構的安全,其次是保證結構的內力合理和線形平順。為了達到上述目的,施工過程中必須對橋梁結構內力(如箱梁應力)和主梁標高進行雙控。(二)施工監測方法施工監測是在施工現場通過對橋梁結構的線形及位移(或變形)監測與應力監測,來得到橋梁結構實際變形和內力分布。通過監測,來保證在施工中橋梁結構
8、的安全和受力合理。為此,對橋梁結構采用以下的監測方法。(1)主梁結構線形及位移監測在主梁每一節段的施工過程中,對箱梁頂面的撓度進行觀測,并且在節段澆筑、預應力張拉及掛藍前移的前后都需觀測主梁撓度變化。(2)主梁結構應力監測通過在主梁結構中布設混凝土絕對應力計,對主梁懸臂根部、L/4截面進行應力監測。(3)主梁溫度影響監測溫度是影響主梁撓度的主要因素之一。在主梁懸臂根部預埋溫度傳感器,來監測主梁的日照溫度分布。在此基礎上,研究溫度對主梁撓度與內力的影響,從而進一步研究主梁開裂與溫度變化的關系。(4)有效預應力的監測對于縱向預應力索,通過測定管道摩阻系數,得到預應力鋼絞線摩阻損失,以此來確定實際有
9、效預應力和伸長量。為了有效地解決箱梁腹板開裂,確保豎向預應力的有效性,選取長度不同的豎向預應力筋,用測力計測試其有效預應力大小。為研究主梁開裂提供有效預應力實測數據。(5)結構幾何及物理參數的檢測測試主梁斷面各部分的幾何尺寸及混凝土材料的容重、強度和彈性模量,為結構的分析與計算提供更加符合實際的結構幾何及物理參數,以使結構的分析結果能更加切實地反映實際結構的受力性能。 (三)施工控制的技術依據XXX連續箱梁橋設計文件;公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004);公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG D62-2004);公路橋梁抗震設計規范 (JTJ004-2005);公路橋涵施
10、工技術規范(JTJ 04l-2000);公路工程質量檢驗評定標準(JTGF80/1-2004)。四、施工控制的主要內容(一)施工控制結構分析1、分析軟件介紹本項目擬用MIDAS/Civil軟件進行結構有限元分析。MIDAS/Civil是一款功能強大的橋梁結構專用分析設計軟件,軟件中嵌入了我國最新橋梁規范,材料特性及車輛荷載可以通過數據庫直接選取。在分析模塊中能考慮材料的收縮、徐變及彈性模量等與時間有關的時變非線性效應,能考慮結構的變形非線性,能輸入空間預應力實際形狀并自動考慮其損失,而且能通過激活、鈍化預先設定的結構組、荷載組、邊界組方便實現橋梁施工全過程的仿真分析。2、施工控制結構分析通過施
11、工控制分析,確定各施工理想狀態的線形及位移,為施工提供目標與決策依據;對隨后施工狀態(線形及位移)作出預測,必要時實施控制,使施工沿著設計的軌道進行。施工過程結構分析采用倒退分析與前進分析兩種方法。通過這兩種分析方法的分析計算,可實現以下目的:(1)對結構設計主要計算數據進行復核;(2)復核結構初始狀態的預拱度;(3)確定各施工理想狀態的內力與位移;(4)通過比較確定出結構最大內力與位移的相應狀態;(5)給出有關施工的建議。 (二)施工控制誤差分析通過結構的倒裝計算分析可以確定橋梁結構各施工階段中間理想狀態,但施工中結構的實際狀態與這種理想狀態與并不總是吻合,甚至很難達到,即橋梁結構的實際狀態
12、與理想狀態總存在一定的誤差。施工中結構偏離目標的原因涉及的范圍很廣,包括設計參數誤差(如材料特性、截面特性、容重等)、施工誤差(如制作誤差、架設誤差、預應力張力誤差等)、測量誤差、結構分析模型誤差等等。一般施工控制誤差指結構的實測值與實時修正后理論分析計算值之間的偏差。對誤差進行分析先建立容許誤差標準,構件誤差、材料特性誤差可按一般施工、設計規范規定選取,對一些特殊控制項目的容許誤差還沒標準可查,需根據實際情況進行研究和優化,其原則時即要確保施工準確度,又要給予施工一定的寬容度,方便施工。本項目誤差分析包括以下幾個方面:1) 梁段自重誤差對結構的影響2) 梁段剛度(截面尺寸)誤差對結構的影響3
13、) 混凝土收縮徐變對結構的影響4) 施工荷載誤差對結構的影響5) 溫度的影響6) 預應力誤差對結構的影響通過分析可以對未來梁段設計參數誤差進行預測和及時的調整。(三)設計參數識別及實時跟蹤分析1、設計參數的識別結構設計參數的變化能導致橋梁結構內力的變化和形狀的改變,因此我們在大跨度橋梁的施工控制中,必須對設計參數進行識別和修正。不同的設計參數對結構狀態的影響程度是不同的??偟膩碚f,對于連續梁主要的設計參數有以下幾個方面:(1)結構幾何形態參數:主要是橋梁結構的跨徑、高跨比、線型、墩高等,它們表征了結構的形狀和結構最初的狀態。(2)截面特征參數:墩截面和抗推剛度;主梁截面抗彎慣性矩和截面面積等。
14、在橋梁結構的施工控制中,這些參數對結構的內力變化和結構變形有較大的影響。(3)與時間有關的參數:溫度、混凝土齡期、收縮徐變是隨著時間而變化的參數。(4)荷載參數:主要是結構構件自重力、施工臨時荷載和預加力,對本項目來說風荷載也是不容忽略的。(5)材料參數:在橋梁的施工控制中要對其進行識別,比如混凝土的強度、不同階段的彈模、預應力特性等。這五類設計參數在同一座橋梁的施工控制中并不是每一個設計參數對橋梁結構狀態的影響都是一樣的,因此我們要對設計參數進行識別,一方面要確定設計參數的實際值,另一方面要辨別對結構狀態影響較大的設計參數即主要參數??偟膩碇v,對設計參數的識別將采用以下兩種方法和手段:其一,
15、通過現場測量來確定設計參數的值。這主要是結構幾何形態參數、截面特征參數和材料特征參數,它們可以通過現場測量方法或試驗測量手段來確定。其二,通過結構計算分析來確定主要設計參數,也就是從理論上對設計參數進行調整。2、現場測試為了確保施工控制的順利實施,施工過程中各項技術參數的準確測定至關重要,它是進行施工控制的必要初始參數,它為施工的仿真分析提供了實測依據,是最終實現施工控制目的的最關鍵的一步。主要現場測試的內容如下:(1)應變觀測:在大橋上部結構的控制截面布置應變測點,以觀察在施工過程中這些截面的應變變化與應變分布情況。然后把結果及時反饋給分析技術人員,和計算結果相驗證,在計入誤差和變量調整后由
16、分析計算人員分析以后每階段乃至竣工后結構的實際狀態,同時可以根據當前施工階段向前計算至竣工,預告今后施工可能出現的狀態,并預報下一階段當前已安裝構件或即將安裝的構件是否出現不滿足強度要求的狀態,以確定是否在本施工階段對可調變量實施調整。要求:經現場測試,各施工階段被測梁段的應變值和仿真分析的相吻合,應變變化沒有出現異常。(2)撓度觀測:撓度觀測資料是控制成橋線型最主要的依據,在每個施工段的斷面上上布置三個高程觀測點,順序是從上游至下游排列,控制點為箱梁中線點,這樣不僅可以測量箱梁的撓度,同時可以觀測箱梁是否發生扭轉變形。在施工過程中,對每一截面需進行混凝土澆筑前、預應力鋼筋張拉前、預應力鋼筋張
17、拉后的標高觀測。以便觀察各點的撓度和箱梁曲線的變化歷程,保證箱梁懸臂端的合攏精度和橋面線型。為了盡量減少溫度的影響,撓度的觀測安排在大氣溫度相對較穩定的時間段進行。以這些觀測數據為依據,進行有效的施工控制。 (四)預告主梁下階段立模標高分析計算人員預告主梁下階段立模標高,并簽發主梁立模標高通知單。在主梁的懸臂澆筑過程中,梁段立模標高的合理確定,是關系到主梁的線形是否平順、是否符合設計的一個重要問題。立模標高并不等于設計中橋梁建成后的標高,總要設一定的預拱度,以抵消施工中產生的各種變形(撓度)。立模標高計算公式如下:式中:Hlmi i節段立模標高(節段上某確定位置); Hsji i階段設計標高;
18、Hypgii階段預拋高值,它是各梁段自重在i階段產生的撓度總和、張拉各節段預應力在i階段產生撓度總和、混凝土收縮徐變在i節段引起的撓度、施工臨時荷載在i節段引起的撓度、使用荷載在i節段引起的撓度這五項的總和,它在前進和倒退分析計算中由程序自動考慮;fgl 掛籃變形值,根據掛籃加載試驗,綜合各項測試結果,最后繪制出掛籃荷載撓度曲線內插而得。預計標高的計算公式為:式中:Hyji i階段預計標高;fi 塊件澆筑完后,i節段的下撓值。(五)模型優化隨著施工進行過程中參數誤差、參數識別及參數敏感性分析,對有限元計算模型中的材料參數及荷載進行修正與優化,實計算模型參數最大限度與實際狀態相似,最大限度的保證
19、成橋后的線性及內力符合期望值。五、施工過程的參數監測方法(一)控制截面應力監測 應力監測內容主要包括兩個方面:橋墩結構的應力監控監測和上部箱梁的應力監控監測,本項目主要進行上部箱梁應力監測。應力的實時監測目的為了及時掌握結構的受力狀態及保證施工安全,及時判定其應力是否超限,確保結構安全。(1)測試儀器主要性能指標根據以往的經驗和多種應力測試設備的性能比較,擬選擇金壇市金源土木工程儀器廠生產的的EJ65型埋入式智能弦式數碼應變計實施對應力的監測。通過測定鋼弦計的弦振頻率,由f-標定曲線即可計算混凝土的應變,從而換算得到應力值。主要指標如下:a) 量程:1500b) 靈敏度:1(0.1Hz)c)
20、測量標距:157mmd) 使用環境溫度:1070e) 溫度測量范圍:20110f) 溫度測量:靈敏度0.5 精度:1(2)主梁應力監測本橋應力監測分主幅和次幅進行,先施工幅為主幅,后施工段為次幅。主幅在箱梁的根部截面、L/4截面、L/2截面布置應力測點,其中箱梁的根部截面布置16個應力測點,除腹板豎向中間2個測點與水平成45方向布置外(測主應力),其余14個測點均為順橋向布置;L/4截面布置8個應力測點;L/2截面布置8個應力測點,L/4截面與L/2截面均為順橋向布置。次幅在箱梁的根部截面布置16個應力測點,除腹板豎向中間2個測點與水平成45方向布置外(測主應力),其余14個測點均為順橋向布置
21、。應力觀測選用鋼弦應力計和配套的頻率接收儀,該鋼弦應力計溫度誤差小、性能穩定、抗干擾能力強,適合于長期觀測。a) 主梁應力測試斷面圖b)懸臂根部斷面應力測點布置圖c)L/4斷面及L/2斷面應力測點布置圖圖2 應力測試斷面及測點布置圖(4)應力監控監測階段應力測試分階段進行,應力監控監測階段從第1塊懸臂箱梁節段開始,逐段監測,一直到成橋階段,每個階段測量均應給出大橋此時的工作狀況報告,以保證大橋的安全施工。(5)裂縫觀測除結構應力監控外,裂縫觀測也是質量保證的主要內容。對預應力箱梁,要從設計和施工上保證施工到成橋各階段都不出現工作裂縫,包括混凝土的干縮裂縫。觀測計劃在每一段箱梁節段澆注混凝土和張
22、拉預應力后進行,以及施工過程中定期各斷面的觀測。(二)主梁溫度觀測溫度是影響主梁撓度的主要因素之一。溫度變化包括季節溫度變化和日照溫度變化兩個部分,由于溫度變化的復雜性,在撓度理想狀態計算時不可能考慮溫度的影響,溫度的影響只能通過實時觀測加以修正。在季節溫度變化和日照溫度變化兩種因素中,日照溫度變化最為復雜,尤其是日照作用會引起主梁頂、底板的溫度差,使主梁發生撓曲,同時,也會引起墩身兩側的溫度差,使墩身偏移。季節溫差對主梁撓度的影響比較簡單,由于其變化的均勻性,既不會使主梁發生撓曲,也不會使墩發生偏轉。而是通過墩身的伸縮對主梁的撓度產生影響。日照溫差測試一般采用測點埋設,用鉑電阻溫度傳感器,再
23、用溫度測試顯示儀,進行適當的觀測,摸清箱梁日照溫變的情況。在主梁懸臂根部、L/4截面預埋溫度傳感器,來監測主梁的日照溫度分布,具體測點布置見圖3: a)主梁根部斷面溫度測點布置圖 b)主梁L/4斷面及L/2斷面溫度測點布置圖圖3 溫度測點布置圖在每節段掛模和合攏之前,對主梁溫度控制截面實施測量,溫度測試同樣在溫度相對穩定的時刻(日出之前)進行。(三)主梁標高觀測線型(即撓度)是施工控制的主要對象。也是測試頻次最高和觀察工作量較大的一項測試項目。根據以往的經驗,在每個施工梁段端部布置三個對稱的高程觀測點,這樣既可以測量箱梁的撓度,又可以觀測箱梁是否發生扭轉。主梁在每一節段的施工過程中,都需要觀測
24、箱梁頂面、底面的撓度,為控制分析提供實測數據。在梁段立模、混凝土澆筑、預應力張拉前后,需要觀測主梁撓度變化和相應的應力變化,以便與分析預測值作比較,并為結構狀態修正提供依據。實施中,在每個施工梁段頂面布置三個對稱的高程觀測點(兩箱梁翼板及箱梁中線處),既可以觀測箱梁撓度變化,又可以觀測箱梁是否發生扭轉變形。觀測點距梁段前沿10cm,上下游測點通過長度調整使其標高一致。觀測點布置如圖4,觀測基準點可考慮設在墩頂0#塊頂面,測點布置如圖5所示。圖4 主梁標高測點布置圖圖4 0#塊基準點布置圖標高的測量工作主要由施工單位完成,監控單位起復核的作用。為了保證箱梁懸臂端的合攏精度和橋面的線形,節段的頂模
25、標高和成段前后不同工況下測量得到的實際標高要經過監理認可,以作為施工控制的合法依據。主梁標高觀測主要工作的步驟如下:立模理論標高計算:箱梁理論立模標高的計算是做好監控監測的基礎。一般情況,在計算立模標高的同時應給出結構三條高程曲線:設計曲線、目標曲線和預拱度曲線。根據預拱度曲線應考慮施工階段、自重、溫度、收縮徐變和預應力等作用,所采用的結構材料參數應按實測數值,比如彈模E和容重等參數。箱梁節段施工:根據監控單位提供的箱梁立模標高進行施工。三階段測量:本橋每個節段施工分三個環節測量:第一階段:掛籃移動后,測現澆段;第二階段:張拉預應力之前,測現澆段;第三階段:張拉預應力之后,測現澆段和已澆段;測
26、已澆段主要是分析線形。數據處理及預測分析;誤差分析其是監控的關鍵技術,采用卡爾曼濾波以及灰色理論進行綜合對比分析,并根據對比情況調整參數給出下一節段箱梁的立模標高。分析數據具體考慮的影響因素包括:掛籃變形誤差、橋面臨時荷載影響、結構剛度誤差、溫度影響、張拉預應力誤差及模板定位誤差。實際立模標高:監控單位在分析處理測量數據之后,發出立模指令。監控精度:高程線形控制精度為:箱梁施工完成后裸梁頂面標高與對應設計標高高差符合設計要求(一般3cm);箱梁合攏前合攏段兩側箱梁相對高差符合設計要求(一般1.5cm)。平面線形控制精度為: 橋軸線偏差1cm 測距精度:(2mm2ppm) 測角精度:2s 變形測
27、量精度: 1mm為了盡量減少溫度對撓度觀測的影響,觀測時間安排在早晨太陽出來之前。(四)主梁平面位置及橋面橫坡觀測通過觀測、修正,保證橋梁軸線、橫坡誤差在允許范圍內。(五)混凝土收縮徐變參數測定采用常規方法測定混凝土7、14、28、90天收縮徐變參數,這里不作詳述。(六)鋼鉸線管道摩阻損失的測定在進行鋼鉸線張拉時,由于管道摩阻會造成預應力不同程度的損失。本測試項目旨在定量鋼鉸線管道摩阻損失,以確定鋼鉸線在管道內應力分布情況和實際建立的有效預應力。(七)混凝土彈性模量測試早期高標號混凝土的彈性模量變化是影響梁體撓度的因素之一,因此必須根據施工現場的實際情況和使用的配合比實測混凝土彈模齡期(ET)
28、曲線。擬采用現場取樣通過萬能試驗機試壓的方法,測定混凝土在3、7、14、28、60天齡期的E值,以得到較完整的ET曲線。此參數測定由施工單位配合完成。(八)混凝土容重的測量在現場取樣,采用實驗室常規的方法測定混凝土容重。此參數測定由施工單位配合完成。(九)施工臨時荷載的測定施工單位應提供準確的施工臨時荷載和隨時產生的變化給監控小組,經監理認可后作為計算數據。(十)施工掛籃性能測定施工單位在施工前要進行掛籃加載試驗,一方面消除非彈性變形,一方面提供系列荷載作用下掛籃的彈性變形,共計算立模標高時參考。六、施工控制工作具體進程(一)懸臂澆注前的準備工作分別查取主梁各段混凝土立方體抗壓強度及彈性模量。
29、測量施工墩0塊、1塊的兩端截面腹板外緣頂面標高及該截面單幅中軸線頂面標高。(測量時間一般選在凌晨進行)。箱梁0、1塊利用支架澆注,支架要進行預壓,要有足夠的剛度、強度及穩定性,并應采取可靠措施控制水熱化,防止溫度裂縫的產生。在0塊、1塊兩端拼裝掛籃,進行掛籃預壓試驗,測量掛籃在各級荷載作用下的變形值,測試控件桿件的應變值,具體方案現場確定。因主橋未設置臨時錨固設施,0、1塊施工支架要作為臨時錨固,在各梁段分別合攏之后,方可拆除。(二)懸臂施工當施工墩頂上0梁段澆筑完成并達到設計強度后,方可張拉橫向、縱向預應力筋、安裝掛籃,掛籃應有足夠的剛度、強度及穩定性,各部分連接安全可靠。(三)合攏段施工本
30、橋共有六個合攏段,即4個邊跨合攏段和2個中跨合攏段,其合攏順序要嚴格按照設計文件要求的順序進行。合攏段混凝土澆注采用預壓重法,即預先在合攏段兩端以及合攏端另一懸臂側加水箱按合攏段混凝土總量的一半注水壓重,待壓重完成后,焊接合攏段勁性骨架,為盡量減少溫度的影響,設計合攏溫度控制在1015范圍內。澆注合攏段混凝土時邊澆邊放水,保持速度一致。合攏段施工應盡量在當天低溫時進行,升溫時終凝,確?;炷敛皇芙禍亻_裂。在合攏過程中勁性骨架為受力構件,必須確保其焊接質量。當最后梁段澆注且完成預應力張拉錨固后,對稱同步拆除每個懸臂端的掛籃。(1)中跨合攏:其主要步驟如下:在中跨梁段上安裝合攏段吊架,清理橋面施工
31、荷載;安裝中跨合攏段支撐結構;張拉中跨合攏段臨時預應力束,澆注混凝土,其澆注時間宜在同一天溫度較平緩的時段進行,邊澆注混凝土邊卸去中跨懸臂端的壓重荷載,保持澆注混凝土與卸載同步進行。合攏段混凝土強度達90設計強度,張拉中跨底板部分預應力束,張拉該段橫向、豎向預應力筋;拆除中跨支架及模板。(2)邊跨合攏:其主要步驟如下:完成邊跨現澆段搭架、澆注混凝土及養護,安裝合攏段吊架;在邊跨梁段上安裝合攏段吊架,并在邊跨及中跨懸臂端壓重,其壓重噸位待合攏段施工時視實際情況分析確定。清理橋面施工荷載。安裝邊跨合攏段支撐結構;張拉邊跨合攏段臨時預應力束,澆注混凝土,其澆注時間宜在同一天溫度較平緩的時段進行,邊澆
32、注混凝土邊卸去邊跨懸臂端的壓重荷載,保持澆注混凝土與卸載同步進行。(中跨懸臂端壓重保持不變);待合攏段混凝土強度大于90設計強度后,張拉邊跨底板束和合龍段頂板束;拆除邊跨支架及模板。(四)幾個試驗監控掛籃試驗方案應有中標施工單位完成,在此不多闡述。監控單位要根據掛籃試驗方案得出掛籃各控制點的荷載變形曲線,如后錨點和前吊帶等;混凝土彈模試驗以及混凝土容重試驗由中標施工單位完成;預應力摩阻試驗方案和材料試驗方案應由監控方參與,施工方完成;混凝土徐變試驗由監控方參與,施工方完成。七、施工控制的實現(一)確定結構施工控制參數結合設計文件所提供的設計參數,以及進行的現場測試結果,對大橋施工控制中的各參數
33、進行識別和取定。在施工中,參照設計文件所劃分的施工階段數,對各施工階段考慮預應力索張拉信息、徐變信息(徐變終極值采用1800天)、施工荷載信息以及施工時間等信息。掛籃荷載和施工機具等施工荷載根據實際取用。施工控制就是通過結構分析和誤差分析,來消除理論計算與施工實際情況間的差異,消除設計參數計算取值與參數實際情況的差異,消除施工誤差和測量誤差。施工控制中的主要參數如下: 混凝土彈模 預應力鋼絞線彈模 砼收縮、徐變系數 混凝土容重 材料熱膨脹系數 施工臨時荷載(二)確定結構的受力狀態前進分析法前進分析用于完成施工各階段結構的內力與位移計算分析,并將內力累計起來得到成橋結構的受力狀態。其計算是按有限
34、位移理論進行,砼徐變、收縮的時差效應在各施工階段中逐步計入。計算過程中,將以各施工階段結構受力狀態作為本階段結構時差、非線性計算的基礎,前一階段結構位移作為本階段確定結構軸線的基礎。計算是對施工階段循環進行,循環結束時分析結果為成橋若干年后結構的受力狀態。前進分析不僅可以為成橋結構的受力提供較為精確的結果,為結構強度、剛度驗算提供依據,而且還是確定施工階段理想狀態的基礎。(三)確定結構的施工理想狀態倒退分析法倒退分析主要針對分階段施工等復雜結構,需要給出各個階段結構物控制點的標高(預拋高),以便最終使結構滿足設計要求。它的基本思想是,假定tt0時刻結構內力分布滿足前進分析t0時刻的結果,線形滿
35、足設計軸線。在此初始狀態下,按照前進的逆過程,對結構進行倒拆,分析每次拆除一個施工段對剩余結構的影響。在一個階段內分析得到的結構位移、內力狀態便是該階段結構理想的施工狀態。(四)施工誤差的調整反饋控制分析法 理想狀態的修正由于計算參數和施工誤差的存在,主梁施工前預先確定的理想狀態不能作為貫穿整個施工過程的目標,必須進行修正。我們把施工過程中每一次修正前的理想狀態稱為原定理想狀態,修正后的理想狀態稱為隨后理想狀態。修正分三個步驟進行;首先將撓度的實測狀態與原定理想狀態比較,分析出設計參數誤差,然后進行數據調整,最后通過前進和倒退分析得到隨后理想狀態。這項工作主要在箱梁前期懸臂施工中進行。 反饋控
36、制分析無論是原定理想狀態還是隨后理想狀態,都只是施工過程中期望的目標,從原定理想狀態到隨后理想狀態的轉變,雖然消除了部分參數誤差,也計入了已完成結構的部分施工誤差對后期結構的影響,但所有這些都只是使目標更加明確,真正有效的克服誤差的影響,要通過反饋控制分析來實現。反饋控制的基本思想是根據結構理想狀態,現場實測狀態和誤差信息進行分析并制定出可調變量的最佳調整方案。指導現場調整作業,使結構施工的實際狀態趨于理想狀態。對于大跨度連續梁結構體系,控制是通過底模標高的預測來實現的。反饋控制可以通過兩種方法來進行:一是無控制矢量的卡爾曼濾波法,二是灰色預測法,兩者都以殘差最小作為目標,二者兼用,取其最優。
37、(五)確定梁段施工立模標高根據上述控制參數及施工控制方法,并結合設計文件提供的大橋結構狀態、施工工況、施工荷載、二期恒載等數據進行控制分析,結合工程實際情況進行誤差分析,計入掛籃變形、當前塊件的下撓值等綜合因素給出立模標高。立模標高計算公式如下:式中:Hlmi i節段立模標高(節段上某確定位置); Hsji i階段設計標高;Hypgii階段預拋高值,它是各梁段自重在i階段產生的撓度總和、張拉各節段預應力在i階段產生撓度總和、混凝土收縮徐變在i節段引起的撓度、施工臨時荷載在i節段引起的撓度、使用荷載在i節段引起的撓度這五項的總和,它在前進和倒退分析計算中由程序自動考慮;fgl 掛籃變形值,根據掛
38、籃加載試驗,綜合各項測試結果,最后繪制出掛籃荷載撓度曲線內插而得。預計標高的計算公式為:式中:Hyji i階段預計標高;fi 塊件澆筑完后,i節段的下撓值。其中掛籃變形值是根據掛籃加載試驗,綜合各項測試結果,最后繪制出掛籃荷載撓度曲線,進行內插而得。(六)標高控制的實現按設計要求完成0#塊澆筑,并設置好測量基準點;監控小組提供1#梁段立模標高;1#梁段澆筑并設置好觀測點;1#梁段預應力筋張拉、掛籃移動后,測量1#梁段實際標高并報監控小組;監控小組預測并提供2#梁段立模標高;2#梁段澆筑并設置好觀測點;2#梁段預應力筋張拉、掛籃移動后,測量2#梁段實際標高并報監控小組;監控小組預測并提供3#梁段
39、立模標高;其余類推。八、組織與管理施工控制是個高難度的施工技術問題,但不是孤立的施工技術問題,它涉及到設計、施工、監理等單位的工作。為做好本橋的監控工作,在組織形式上分兩個層次開展施工控制工作,即設立施工控制領導小組與施工控制工作小組,重大技術問題由領導小組討論決定,具體工作由施工控制工作小組實施。階段施工結束結構計算現場測試誤差分析監理代表處施工單位下階段施工開始設計代表認可組長提交控制數據圖5 施工控制運行程序圖(一)施工控制領導小組由建設單位、設計單位、監理單位、施工單位和施工控制單位參加。包括建設單位、設計單位、監理單位、施工單位、施工控制單位的領導同志或技術負責人,其中建設單位同志任
40、組長。施工控制小組不定期開會,由組長召集,討論施工控制中出現的重大問題,并提出修正方案。(二)施工控制工作小組由施工控制單位、施工單位、監理單位、設計單位和建設單位參加。包括施工控制單位的現場負責人、施工單位的測量和現場施工負責人、監理單位的現場代表、設計單位的設計代表和建設單位的配合同志,其中施工控制單位的現場負責人任組長。施工控制小組定期開會,由組長召集。討論施工控制中存在的問題。并提出修正方案。如碰到重大施工問題,或需要修改設計,提交施工控制領導小組討論。(三)監控責任和義務(1)施工控制小組責任提出監控方案,負責埋件并對提供的數據負責,完成合同規定的監控任務。(2)施工單位和現場監理有
41、業務協助施工監控小組做好監理埋件保護工作,施工單位負責預埋測點。(3)施工監控小組對提供的頂模標高數據要反復核算,經監理認可后交付施工單位。(4)施工單位按要求測定頂模標高并負責控制橋面橫向坡度,要對施工單位是否達到監控要求標高負責,在立模后要記錄下頂模測點標高,拆模后要測量測點實際標高,經監理認同后作為調整下一節段標高的依據。(5)在測量數據的傳遞中各方面有義務密切配合,認真負責地保證數據的準確性和數據傳遞速度。九、其他需要說明的問題1掛籃前移后在現場進行立模標高的調整時必須嚴格要求避開日照溫差的影響,必須在0:00-7:00 期間立模完畢,且必須絕對保證為空掛籃立模,模板上不得存在除掛籃本
42、身以外的任何荷載。立模標高誤差不超過5mm。2澆注梁段混凝土和張拉梁內縱向預應力筋時應盡量避開日照溫差的影響,盡可能在20:00-8:00 期間施工完畢。3施工單位必須在掛籃拼裝后、正式使用以前對每一掛籃進行預壓以確認掛籃的安全和消除掛籃的非彈性變形。4標高測定時,施工單位必須與監控組的標高測試同步進行,測試時采用同一把標尺、同一人立尺。5必須絕對保證梁內預埋測試元件的可靠保護。梁內預埋元件的引出線沿箍筋從護欄處通過鋼護管或PVC管引出梁頂面,鋼護管或PVC管頂端伸出梁頂面600mm,待護欄澆注達到強度后再在外側設置一鐵盒,所有引出線均集中放置在該鐵盒內,每一截面的引出線均在該截面的上、下游梁
43、頂集中引出。埋設后與施工單位協同對測點進行保護。6溫度測試選在夏、秋兩季的晴天進行,晝夜24小時連續觀測,間隔4小時,分別在2:00、6:00、10:00、14:00、18:00、22:00等時刻進行觀測。測試內容為控制截面的溫度場和應力、應變及主梁各控制點的標高變化。7橋梁施工3個梁段左右后進行一次施工控制小結,對有關設計參數作一次系統調整。施工控制小結及時提交給業主、監理、設計、施工各方,發現問題及時協商,以保證施工按計劃進行。十、施工監控主要儀器設備 1、測量設備:1)全站儀 2)高精度水準儀 2、監測設備:1)尋檢儀 2) 混凝土弦振式應力(變)計 3、其它設備:1)溫度計 2)工地用
44、計算機及外設 3)其它辦公設備十一、監控工作使用的表格表式附表1 XXXX大橋工程施工監控工程用表主梁線型測量記錄表編 號第 頁共 頁施工工況合同段主墩編號測試單位氣 溫測量起止時間測點號上游(mm)中心(mm)下游(mm)備注:測量讀數至0.1mm中心偏移測量人員: 技術主管:監理簽收:附表2 XXXX大橋工程施工監控工程用表主梁、主墩應力測試記錄編 號第 頁共 頁施工工況測試單位主梁測試斷面號主墩測試斷面號測試起止時間氣 溫測點號第一次讀數第二次讀數第三次讀數平均值(Hz)應變值(mm)應力(MPa)備注天氣狀況描述:測量人員: 技術主管:監理簽收:附表3 XXXX橋工程施工監控工程用表主梁溫度測試記錄編 號第 頁共 頁施工工況測試單位主梁測試斷面號測試起止時間氣 溫測點號第一次讀數第二次讀數第三次讀數平均值溫度(oC)備注天氣狀況描述:測量人員: 技術主管:監理簽收:附表4 XXXX橋工程施工監控工程用表監 控 指 令編 號第 頁日 期共 頁分項工程名稱監控單位工序名稱立摸標高設計值預拱度值修正值施工立摸標高底板立摸標高頂板立摸標高經 辦復 核主 管監 理簽 收