斜拉桥施工监控方案.

斜拉桥施工监控方案

一﹑概述

1.1 工程概况

全桥跨径组成：2x（4x30）+2x（5x30）m 组合箱梁+（125+220+125）m 矮塔斜拉桥+（2x30）m 组合箱梁+ （42+70+42）m 连续刚构+3x （5x30 ）m 组合箱梁，桥梁全长1681.2m。

大桥主桥采用220m 预应力混凝土矮塔斜拉桥，预应力混凝土单箱三室斜腹板截面，按整体式截面设计。在斜拉索锚固点，设置横桥向贯通的横梁。跨径布置为125+220+125m，主桥桥长470m。主桥主梁全宽为26.5m。桥面设2%的双向横坡，桥面横向布置为：0.5m(防撞护栏)+11.0m(机动车道)+ 0.50m(防撞护栏)+2.5m(索塔) +0.50m(防撞护栏) + 11.0m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)。

主梁边中跨比为0.568，支点处高8.0m，跨中高3.5m。箱高度和底板厚度均按1.6 次抛物线变化。箱梁顶宽为26.5m，腹板斜率为1：3.142，底板宽度为变值，零号块顶、底板厚度分别为65cm 和150cm，腹板厚110cm，其它块件顶板厚度为30cm，底板厚度从根部的110cm 按 1.6 次抛物线变化至跨中的28cm。全桥在梁端、0号块和斜拉索主梁锚固点处均设置横隔梁，其余位置不设置横隔板。其中0 号块横隔板厚150cm，端横梁厚250cm，斜拉索主梁锚固点处横隔板厚30cm。主梁采用预应力混凝土结构，设有纵、横、竖三向预应力，纵、横向预应力采用高强低松弛钢绞线，锚具采用群锚；竖向预应力采用精轧螺纹粗钢筋，布置在腹板及横隔板内。

索塔下塔柱采用双薄壁实体墩，桥墩横向宽13.5m，薄壁纵向厚1.7m，间距为2.6m，从美观上考虑，桥墩横向设置花瓶型凹槽。承台尺寸为23.0x18.2m，承台厚4.5m，基础采用钻孔灌注桩基础，每个索塔基础采用20 根φ2.2m 的钻孔灌注桩。

斜拉索为双索面，双排布置在中央分隔带上，每个索塔设有2×12 对48 根斜拉索，全桥共96 根。

1.2 技术标准

1、公路等级：一级公路双向六车道

2、设计速度：80km/h

3、桥梁宽度：26.5m

4、主要荷载标准：

（1）汽车荷载等级：公路-I 级；

（2）设计温度：桥位区的年平均气温为16.2℃，极端最高温度为38.4℃，极端最低气温为-14.3℃。

（3）设计风速：

使阶段基本风速V10=25.6m/s(重现期100 年)

施工阶段基本风速V10=21.5m/s(重现期30 年)

（4）船舶撞击力：

防撞击力按照美国ASSHTO 规范规定驳船撞力的要求计算。横桥向设计防撞力为8.0MN，顺桥向设计防撞力为4.0MN

（5）基础变位：成桥后主墩不均匀沉降为1cm，过渡墩不均匀沉降为0.5cm。

5、设计洪水频率：1/300

6、大桥设计基准期：100 年，设计安全等级：一级

7、环境类别：Ⅰ类

二、编制依据

(1) 《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)

(2) 《公路工程设计规范》(JTG B20—2006)

(3) 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011 )

(4) 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)

(5) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)

(6) 《公路斜拉桥设计细则》(JTG/T D65-01—2007)

(7) 《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）

(8) 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025—86)

(9) 《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)

(10) 《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80 1/—2003)

(11)蔡甸至汉川一级公路汉江特大桥施工结构设计图纸。

三、施工监控的目的

由于各种因素（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响、结构分析模型误差、测量误差等）的随机影响，结构的初始理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。若对偏差不加以及时有效的调整，就会影响成桥的内力和线形。

施工控制的目的，就是根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数据，对桥跨结构进行实时误差分析和结构验算；对每一施工阶段，根据分析验算结果给出结构应力及变形等施工控制参数，分析并调整施工误差状态，建立预警体系对施工状态进行安全评价和控制。这样，才能保证结构的受力和变形始终处于安全合理的范围内，成桥后的结构内力和线形符合设计要求。

根据该桥主桥结构和施工方法的特点，施工监控的工作内容主要包括

以下几项：

1) 在钢箱梁制作时提供无应力制造线形；

2) 根据现场施工进度提供0#块立模标高，塔柱支撑；

3) 钢箱梁施工时提供钢箱梁前端定位标高；

4) 若干施工阶段下主梁及主塔轴线偏位及变形情况；

5) 提供主梁施工索力初始张拉值及每一施工阶段下悬臂前4个梁段斜拉索索力及索力变化值；

6) 若干施工阶段下各控制截面的应力或应变；

7) 若干关键工况下的塔柱水平位移；

8) 若干施工阶段下主墩沉降值及水平位移值；

9) 成桥状态各控制截面的应力、索力、塔柱水平位移；

10) 施工过程监控仿真计算。

四、施工监控目标

本桥高程控制精度为：

（1）立模标高允许误差：±5mm；

(2) 控制索力张拉允许误差±2%；

(3) 主梁相邻节段相对标高误差（附加纵坡）≯0.3%；

(4) 主塔控制精度：轴线偏位±10mm；断面尺寸±20mm；倾斜度≯H/3000；

塔顶高程±10mm；斜拉索锚固点高程±10mm。

(5)主梁轴线：主梁中线水平方向允许偏差±10mm；高程允许偏差±10mm。

五、斜拉桥施工监控的必要性

桥梁施工监控技术包含施工过程计算、施工方法、施工手段与工艺、施工过程控制等内容。施工控制是施工技术的重要组成部分，并始终贯穿于桥梁施工过程中。

斜拉桥属高次超静定结构，其最为重要的特性之一是采用的施工方法和安装程序与成桥后的线形及结构恒载内力息息相关。与此同时，大跨度斜拉桥一般采用分阶段施工方法，结构内力状态和线形随施工过程不断发生变化。设计阶段一般根据经验预先确定包括结构刚度，构件几何尺寸，梁段重量，施工临时荷载，斜拉索张拉力，收缩和徐变等关键参数为理想值，并根据上述参数的理想值确定结构各关键阶段的理想状态。尽管可对上述参数进行控制，但由于施工误差，环境误差，测量误差等不可避免，如不加以控制，必然导致实际结构状态和理想结构状态间的偏差。随着跨度和结构复杂性的增加，该偏差对结构线形和内力状态的不良效应显著增加，给结构的施工和正常运营带来诸多隐患，甚至危及施工和运营过程中的结构安全。

为确保施工过程中斜拉桥的结构内力和变形状态始终处在安全，合理的范围内，且成桥后的主梁线形逼近设计预期的理想线形，结构本身处于最优的受力状态，必须在施工过程中进行严密的施工控制。斜拉桥施工控制指通过对斜拉桥进行施工全过程仿真分析获得个关键施工阶段的主梁线形，斜拉索初张力，索塔位移，主梁及索塔关键部位应力等理论值，进而根据理论值对施工过程做出明确规定，并在施工过程中加以有效的控制和管理，在对理论值和相应的实测值进行对比的基础上，根据误差分析结果对后续施工过程进行最优状态控制，以保障结构施工过程的安全性并最大限度地减少误差不良效应的过程。