连续梁桥监控细则(32 48 32)

新建深茂铁路江门至茂名段JMZQ-7标（DK290+200～DK318+800）（32+48+32m）连续梁线形监控细则编制：复核：审核：中铁二十三局集团有限公司深茂铁路JMZQ-7标工程指挥部二〇一五年十月目录1.工程概况 (1)2.施工监控的依据 (2)3.施工监控概述 (2)3.1施工监控的目的和意义 (2)3.2施工控制的精度要求 (3)3.3施工监控控制方法 (4)3.4立模标高的计算 (7)3.5参数识别与误差分析 (8)4.施工监控实施细则 (8)4.1施工仿真计算 (8)4.2施工监控测量参数 (11)4.3施工线形监控 (13)5.施工控制的精度、原则与总体要求 (17)5.1控制精度和原则 (17)5.2实施中的总体要求 (19)6.施工监控组织管理体系 (19)6.1施工监控数据管理程序 (19)6.2施工监控各单位职责 (20)附录：施工控制表格样本 (21)1.工程概况深茂铁路线路东起深圳北站，途经深圳、东莞、广州、中山、江门、阳江、茂名等七个地市，终点到茂名东站。

在江门通过广珠货运、广珠城际引入广州枢纽，在深圳通过厦深铁路与东南沿海铁路相连，在茂名经河茂铁路、茂湛铁路与合河线、黎湛线、粤海铁路相接。

项目按国家Ⅰ级铁路标准设计，设计行车速度动车250公里/小时，普通客车200公里/小时，货车120公里/小时；正线新建（特大、大、中）桥梁80座，长115.34公里，新建隧道17座，长9.798公里。

项目地理位置如图1.1所示。

图1.1 深茂铁路地理位置本桥位于江门至茂名段，桥梁起止桩号为DK295+620.93～DK295+733.93，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12.2m，斜腹板，各控制截面梁高分别为：中支点处梁高3.4m，端部及跨中梁高2.3m，其底缘按照半径为367.8m的圆曲线过渡变化，顶板厚从50cm变化到95cm，根部局部加厚至115cm，底板厚从30cm变化至90cm，根部局部加厚至110cm。

本桥桥跨布置为（32+48+32）m预应力混凝土连续梁，全长113米（含两侧梁端至边支座中心各0.55m）。

其主梁轮廓及主要横断面如图1.2、图1.3所示。

图1.2 （32+48+32）m连续梁悬臂浇筑分段示意图a 根部典型横断面b 跨中典型横断面图1.3 （32+48+32）m连续梁典型横断面图2.施工监控的依据《高速铁路设计规范（试行）》TB 10621-2009；《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1-2005；《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；《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设[2010]241号文；《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号文；《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；《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB 10752-2010；《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB 10424-2010；与本工程相关的施工图及施工组织资料3.施工监控概述3.1 施工监控的目的和意义大跨度桥梁设计与施工高度耦合，所采用的施工方法及设备、材料性能、立模标高等都直接影响成桥的线形与内力，而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，通过计算对浇筑混凝土立模标高给以调整与控制，以满足设计的要求。

该桥16#墩～19#墩设计为连续梁，跨径布置为（32+48+32）m，采用悬臂浇筑施工法。

为保证工程施工的最终质量，特制定该桥的施工监控实施细则。

施工过程中因设计参数误差（如材料特性、截面特性、徐变系数等）、施工误差（如制造误差、安装误差等）、测量误差、温度影响以及结构分析模型误差等种种原因，将导致施工过程中桥梁的实际状态（线形、内力）与理想目标存在一定的偏差，这种偏差累积到一定程度如不及时加以识别和调整，可能导致桥梁合拢困难，成桥线形及内力与设计要求不符等问题。

为确保主桥结构受力和变形在施工阶段和有效运营内处于安全范围内，且成桥后桥梁线形符合设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望，对大桥进行施工监控，以及时掌握结构实际状态，对施工步骤和控制条件作出调整，防止施工中的误差累积，保证成桥线形与结构安全。

本项目工作以大桥的线形监控为主，主要包括施工监测和施工控制两方面的工作。

（一）施工监测（1）通过施工监测，可实时确定桥梁结构各组成部分的应力应变状态；（2）通过施工监测及其分析，可判断桥梁结构的安全状态，为施工质量控制提供数据；（3）通过监测及其分析，可为下一步施工方案及安全保障措施的决定提供决策依据；（4）通过施工监测，可为桥梁竣工验收提供重要依据，长期稳定可靠的测试元件也可作为长期监测的设备，为养护维修建立科学的数据档案；（5）通过施工监测及分析，验证桥梁结构设计与施工计算理论、分析方法及其所用假定的合理性，推动其发展，为设计与施工积累科学的依据。

（二）施工控制（1）通过对大桥设计方案的检算分析，可校核主要设计数据，避免重大差错；（2）通过对施工方案的模拟分析，可对施工方案的可行性作出评价，以便对施工方案进行确认或修改；（3）通过施工过程控制分析，可确定各施工理想状态的线形及位移，为施工提供目标与决策依据；（4）通过施工控制实时跟踪分析，可对随后施工状态的线形及位移作出预测，提供施工控制参数，使施工沿着设计的轨道进行，在为提供目标与决策依据的同时，保证施工安全和质量，最终使施工成桥状态符合设计要求。

3.2 施工控制的精度要求根据相关的技术依据对悬臂施工预应力混凝土梁桥的质量要求，本桥的施工控制执行以下标准：（1）施工方案由于连续梁桥（悬臂浇筑施工）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)计算图示连续梁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。

3.3 施工监控控制方法连续梁桥施工控制是施工→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。

连续梁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。

施工控制的具体分析过程主要分为：（1）前进分析按设计状态，根据预定的施工速度和施工程序，获得每阶段的内力和挠度以及最终成桥状态的内力和挠度。

（2）倒退分析按设计状态，根据规定的施工程序，获得每阶段的内力、挠度并根据前进分析结果计算出收缩徐变对内力、挠度的影响量，并确定各施工阶段的立模标高。

每一节段分 4 阶段完成：挂篮就位和立模→混凝土浇筑→张拉预应力及拆模→挂篮前移。

（3）实时跟踪分析根据实测数据，用自适应优化控制法计算出各阶段的实际状态，得出下一步施工预测值和最优调整方案。

（4）标高的预测报警根据实测数据，绘制各节段在各阶段施工时的标高曲线，在施工过程中将实测曲线逐步绘到同一张纸上，分析吻合程度和变化趋势，作为指导下一步施工依据，如有意外及时采取措施。

预应力混凝土连续梁桥施工工艺流程如图3.1所示。

预应力混凝土连续梁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。

3.4 立模标高的计算在主梁的挂篮现浇施工过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。

如果在确定立模标高时考虑的因素比较符 合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为良好；如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。

立模标高并不等于设计中桥梁建成后的高程，总要设一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形（挠度）。

其计算公式如下：gli i i i i i f f f f f f H H ++++++=∑∑54321sji lmi 或gli f H H H ++=y pgi sji lmi式中：lmi H —i 节段的立模标高（节段上某确定位置）；sji H —i 节段设计高程；∑i f1—由各梁段自重在i 节段产生的挠度总和； ∑if 2—由张拉各节段预应力在i 节段产生的挠度总和； i f 3—混凝土收缩、徐变在i 节段引起的挠度；i f 4—施工临时荷载在i 节段引起的挠度；i f 5—使用荷载在i 节段引起的挠度；gli f —挂篮变形值；ypgi H —预抛高值，i i i i i f f f f f H 54321ypgi ++++=∑∑其中挂篮变形值是根据挂篮加载试验，综合各项测试结果，最后绘出挂篮荷载— 挠度曲线，进行内插而得。