6010060m连续刚构桥监控方案

沪通长江大桥工程陆域铁路南引桥（60+100+60）m连续刚构桥施工监控方案山东广信工程试验检测集团有限公司二0一五年六月目录1．工程概况 (1)2.施工监控的依据 (2)3．施工监控概述 (3)3.1 施工监控的目的 (3)3.2 施工监控的意义 (3)3.3 施工监控一般原则 (4)3.4 施工监控控制方法 (5)4．施工监控主要内容 (8)5．施工监控实施细则 (9)5.1 施工仿真计算 (9)5.2 施工监控有关的基础资料试验数据的收集 (11)5.3 施工监控测量参数 (11)5.4 施工监控测试工况 (18)6．施工控制的精度、原则与总体要求 (19)6.1控制精度和原则 (19)6.2实施中的总体要求 (20)7．施工监控数据管理程序 (21)附录：施工控制表格样本 (22)1．工程概况沪通铁路是我国铁路网沿海通道中的重要组成部分，是鲁东、苏北与苏南、上海、浙东地区间最便捷的铁路运输通道，也是长三角地区快速轨道交通网的重要组成部分。

线路北起江苏省南通市平东站，经过南通西站，在通沙汽渡处越过长江，向南经过张家港、常熟、太仓站后接入京沪铁路安亭站，全长137km。

沪通长江大桥为沪通铁路的控制性工程，位于江阴长江大桥下游45km、苏通长江大桥上游40km，与通苏嘉城际铁路、锡通高速公路共通道建设。

项目地理位置如图1.1所示。

图1.1 沪通长江大桥地理位置沪通长江大桥全长11.072km，大桥北岸为南通市，南岸为张家港。

其中，陆域铁路南引桥（60+100+60）m连续刚构为跨越沿江公路的三跨连续刚构梁桥。

具体桥型布置示意如图1.2所示。

此连续刚构桥采用直腹板单箱单室箱型截面，梁体下缘按圆曲线变化。

箱梁跨中梁高4m，支点梁高8m。

主梁顶宽12.2m，顶板厚0.3m；底宽6.2m，底板厚0.5m～0.9m；腹板厚分为0.5m～1.0m。

全联梁共设7道横隔板，边支点横隔板厚1.5m，中支点横隔板厚2×1.3m，中跨跨中横隔板厚0.8m。

主梁0号块梁段长14m，中跨合龙段长2m，边跨现浇直线段梁长3.9m，1～4#块长3m，5～8#块长3.5m，9～13#块长4m。

0号块采用托架施工，中跨挂篮悬臂浇筑施工梁段为12个，边跨挂篮悬臂浇筑施工梁段为14个节块，直线段施工依靠挂篮及边墩搭设平台施工。

主桥箱梁采用纵向预应力体系。

其主要横断面形式如图1.3所示。

6000100006000图1.2（60+100+60）m连续刚构桥型示意图图1.3（60+100+60）m连续刚构桥主要横断面示意图2.施工监控的依据1. 《高速铁路设计规范（试行）》 TB 10621-2009；2. 《铁路桥涵设计基本规范》 TB 10002.1-2005；3. 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3-2005；4. 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设[2010]241号文；5. 《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号文；6. 《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》 TZ 324-2010；7. 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》 TB 10752-2010；8. 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 TB 10424-2010；8. “新建上海至南通铁路（南通至安亭段）沪通长江大桥工程施工图”中铁大桥勘测设计院集团有限公司， 2014年5月3．施工监控概述3.1 施工监控的目的对大型桥梁而言，理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。

如何通过对施工过程的控制，在建成时得到预先设计的内力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。

施工监控的目的就是通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测，根据监测结果，评估各主要施工阶段主要构件的变形及应力变化状态是否符合设计要求，判断施工过程是否安全，结构是否正常工作；而当出现较大误差时，应对结构进行误差调整，并对设计的施工过程进行重新安排，从而保证桥梁建成时最大可能地接近理想设计状态，同时也确保施工期间的结构安全、施工质量和施工工期。

（58+2×90+58）m连续刚构为典型的预应力混凝土连续刚构桥，这种桥型大都采用墩梁固结的结构形式，特点主要表现为墩、梁、基础三者固结为一个整体共同参与受力。

连续刚构桥作为大跨度的超静定结构，所采用的施工方法、材料性能、立模标高等都直接影响成桥的线形与受力，且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，并通过计算，对悬臂浇筑主梁的立模标高和内部应力给以监测与控制，以满足设计的要求。

对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续刚构桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两悬臂端高程的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。

施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求。

3.2 施工监控的意义施工监控就是对桥梁施工过程中的结构受力、变形及稳定进行监测控制，使施工中结构处于最优状态。

施工监控是施工质量控制体系的重要组成部分，是保证桥梁建设质量的重要手段，施工监控的意义主要体现在以下几个方面：1)设计图纸的要求是大桥的成桥目标，在为实现设计目标而必须经历的施工过程中，通过施工监控，可对施工状态进行实时识别（监测）、调整（纠偏）、预测，使施工处于有效的控制之中，确保设计目标安全、顺利实现是至关重要的。

2)通过对桥梁施工过程中的结构受力、变形及稳定进行监测控制，使施工中的结构处于最优状态。

3)监控单位配合监理，辅助业主，指导施工，解决桥梁施工质量控制过程中的关键技术问题。

4)通过施工监控，可取得在成桥后无法得到的桥梁部分“参数”，建立桥梁资料档案，为后期桥梁的管理与养护提供依据。

5)通过施工监控，可以得到仅靠荷载试验无法取得的桥梁恒载应力，为科学地评价桥梁结构的状态提供更全面的资料。

通过严格管理，加强保护，使施工监控中埋设的大量应力传感器存活下来，在桥梁通车运营后，可以通过定期测量这些应力计的应力情况，与成桥时进行比较，可以分析评估桥梁的现状。

3.3 施工监控一般原则桥梁施工控制是要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差对成桥目标的影响，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。

预应力混凝土连续刚构桥的施工控制计算除了必须满足与实际施工方法相符合的基本要求外，还需考虑诸多相关的其他因素。

（1）施工方案由于连续刚构桥的恒载内力与施工方法和架设程序密切相关，施工控制计算前应首先对施工方法和架设程序做一番较为深入的研究，并对主梁架设期间的施工荷载给出一个较为精确的数值。

对于本桥而言，采用对称悬臂浇筑方法施工。

(2)计算图示连续刚构桥需经过悬臂施工和数次合龙，在施工过程中结构体系不断地发生变化，因此在各个施工阶段应根据符合实际状况的结构体系和荷载状况选择正确的计算图示进行分析、计算。

(3)结构分析程度采用平面结构分析方法基本可以满足总体线形、内力控制需要，但对于构造复杂、箱形梁悬臂长度较大的桥梁，还需辅以必要的空间或者局部分析。

(4)非线性影响非线性对中小跨径连续刚构桥的影响可以忽略不计，但对于大跨径则有必要考虑非线性的影响。

(5)预加应力影响预加应力直接影响结构的受力与变形，施工控制中应在设计要求的基础上，充分考虑预应力的实际施加程度。

(6)混凝土收缩、徐变的影响整个监测控制过程中必须计入混凝土收缩、徐变对结构变形的影响。

(7)温度温度对结构的影响是复杂的，通常的做法是对季节性温差在计算中予以考虑，对日照温差则在观测中采取一些措施予以消除减小其影响。

(8)施工进度施工控制计算需按实际的施工进度以及确切的预计合龙时间分别考虑各部分的混凝土徐变变形。

3.4 施工监控控制方法连续刚构桥是施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态（主要是施工高程）顺利推进，而实际上不论是理想分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，所以施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构未来状态做出预测。

连续刚构桥在梁段浇筑完成后出现的误差除张拉设备预应力索外，基本没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇梁段的立模高程上做出必要的调整。

所以，要保证控制目标的实现，最根本的就是对立模高程做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。

无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工块件的预抛高值（立模高程）。

鉴于连续刚构桥已完成节段的不可调整的特点以及施工中对线形误差的纠正措施有限，控制误差的发生就显得极为重要，所以，采用自适应控制法对其进行控制是必要且有效的。

自适应控制法的基本思路是当结构的实测状态与模型计算结果不符时，通过将误差输入到参数识别算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实测结果一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。

经过几个阶段的反复辨识后，计算模型就基本与实际结构一致，从而对施工过程进行有效控制。

连续刚构桥施工工艺流程如图3.1所示。

连续刚构桥施工控制流程如图3.2所示。

图3.1 连续刚构桥施工工艺流程图图3.2 连续刚构桥施工控制流程图流程说明：（1）施工单位应在进行0#号块施工前一周将施工图纸、施工进度计划、挂篮参数（重量和偏心距）提供给监控方，以便进行结构建模和计算。

（2）立模标高（监控指令）：在施工方提供施工进度计划后提供0号块立模标高，其余梁段在预应力张拉后及时提供下一梁段立模标高。

（3）预埋测点件：在0号块、1/4截面所在梁段、合拢段浇注前一天通知监控方，预埋传感器。

（4）施工：施工单位在施工过程中应对预埋传感器进行保护。

（5）测量：见施工监控实施细则。

（6）误差分析：进行理论变形与实测变形的比较，分析误差产生的原因，提出相应的措施。

采用误差分析理论（卡尔曼滤波、神经网络、最小二乘法、灰色理论等方法）进行误差理论与分析。

（7）根据误差理论结果，对参数进行敏感性分析，提出合理的修改参数计算参数，保证施工的顺利进行。

（8）修改计算模型，重新进行结构分析，给出下一段的立模标高。

4．施工监控主要内容大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工监控主要包括两个方面的内容：变形监测控制和应力应变监测控制。

变形控制就是严格控制每一节段箱形梁竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段的施工更为精确做好准备工作。