1、普立特大桥施工监控方案二零一四年六月二十日2目录1 项目概况 .31.1 地理位置 .31.2 桥梁设计概况 .32 施工监控基本原则 .32.1 监控的目标 .32.2 监控与设计、监理、制作、施工的关系 .32.3 施工监控的范围、手段 .33 监控参数收集与获取 .33.1 监控所需参数及分类 .33.2 监控参数的获取方法及要求 .33.3 监控参数精度的检验 .33.4 监控要求的主缆施工条件 .33.5 加劲梁重量的确定 .34 监控总体计算 .34.1 总体计算的目的 .34.2 总体计算的内容 .34.3 悬索桥主缆理论线形及计算方法 .35 结构监控测试与监控测量 .35.1
2、 桥塔的应力与温度场监测 .35.2 吊索力监测 .35.3 主缆锚跨索股张力监测 .35.4 主梁应力的监测 .35.5 温度的监测 .35.6 监控测量 .36 施工异常情况的对策及质保体系 .36.1 施工异常情况对策 .336.2 监控实施组织 .36.3 监控质量及安全保证措施 .341 项目概况1.1 地理位置普立特大桥位于云南省普立（滇黔界）至宣威公路，普立（滇黔界）至宣威公路是国家高速公路网（“7918”网）中东西向横 12 杭州昆明 瑞丽（口岸）高速公路的一段，是连接我国东部、西南及通向南亚、东南亚各国的公路通道，也是云南省“9210” 干线公路骨架网（9 条放射线、2 条环
3、线、10 条联络线）的联络线之一。路线由东北向西南展布于曲靖市宣威市境内，起点接杭州瑞丽高速公路贵州省毕节（川黔界）至六盘水段止点（即在滇境内与北盘江大桥相接） ，止点位于宣威市板桥镇，与拟建宣威至天生桥高速公路相接。该项目的建设对于完善国家公路网规划，充分发挥国家高速公路作用；构建国际大通道，发展对外经济贸易与合作；加快云南省公路网规划实施，促进区域经济发展；提高区域路网等级结构，改善综合运输服务水平；促进旅游业发展，保证可持续发展战略实施具有重要的作用。1.2 桥梁设计概况普立特大桥位于云南省宣威市普立乡，地处云贵高原西北部，毗邻贵州省六盘水市,属于冻雨多发地带，年温差与日温差较大，尤其冻
4、雨发生时，温度剧烈变化。普立特大桥跨越普立大沟深切峡谷，全长 1040m，桥面全宽 28.5m，桥面至沟谷底深达 388m，是普宣高速公路控制性工程之一。主桥为 628m 单跨简支钢箱加劲梁悬索桥（桥型布置图如图 1 所示） ，主缆边跨为 166m，两岸分别采用隧道式锚碇和重力式锚碇锚固；索塔为直塔柱门式框架结构，群桩基础。引桥上部结构为标准跨径 40m 预制装配式预应力混凝土连续 T 梁，普立岸引桥长 168m，宣威岸引桥长 244m。5C3mp图 1-1 628m 双塔单跨悬索桥桥型布置图图 1-2 加劲梁标准横断面图2 施工监控基本原则2.1 监控的目标对于普立特大桥，施工监控的具体目标
5、是：1） 成桥后加劲梁桥面线形平顺，达到公路路面平顺度设计要求；2） 成桥后主缆索股锚跨张力均匀，单根索股索力最大偏差不超过平均值的 10%，误差的均方根不超过均值的 5%；3） 吊索力逼近设计状态，单吊点吊索力最大误差不超过设计值的 10%；4） 基准索股的架设精度宜控制在以下范围以内 : 中跨40mm, 边跨30mm 以内；空缆线形的标高误差宜控制在40mm；5） 成桥后主缆跨中标高逼近设计状态，矢高误差应小于L/10000（L 为中跨的主缆跨度）；6） 成桥时桥塔位置逼近设计状态，塔高 h 在 200m 以下时，顺桥向塔顶偏离设计位置的误差不超过 h/3000，且不超过 30mm(h 为
6、从承台顶到塔顶的高度，单位为 m)；7） 在架设阶段确保主缆和加劲梁线形、桥塔偏位等与理论计算相近，保证施工过程中各结构构件的安全；施工过程中和竣工后结构内力状况满足设计要求，结构的整体变形、位6移不超过设计文件规定的值；结构线形符合设计要求。8） 精度控制和误差调整的措施不对施工工期产生实质性的不利影响。影响悬索桥成桥线形的主要因素是随机的，根据这些参数的随机分布规律，可计算出实现基准索股线形、空缆线形和成桥线形各种控制精度的可靠度，实现太高精度的可靠度非常低。本指南将可靠度设定在不小于 2，以此确定控制精度要求。2.2 监控与设计、监理、制作、施工的关系监控应在建设单位领导下，与设计、制作
7、和施工单位密切配合，向监理提交监控联系单或监控指令，并通过监理向制作、施工单位发布，同时重要监控指令或根据监控要求需要进行的施工方案的重大改变应取得设计单位的认可。大跨度悬索桥的施工监控计算必须考虑施工中已经产生的误差的影响、必须精确包括临时荷载的各种作用的大小、必须分析后续施工中可能发生的各项误差对完成结构内力与线形的影响、必须根据施工当时的温度等条件确定施工时的控制参数（标高、安装内力等） ；设计计算是按理想的状态、设定的基准温度等条件,对结构进行的理论状态的计算,目的是保证建造和使用过程中结构的强度、刚度和稳定性满足规范要求。监控计算的控制目标就是设计条件下的理论值。监控计算是为保证结构
8、完成质量服务的，与施工一样应受监理单位的监督管理。施工监控是为结构施工服务的，应在合理的施工方案下进行施工监控；同时在施工方案制定的过程中，施工监控应从保证质量、增强施工安全性方面提出意见与建议。监控测试与监控测量实际是为保证结构质量和提供量化的控制参数所需要进行的工作，是获得监控计算参数的直接手段，也是监理工作获得量化质量控制参数的一种重要途径，是在施工测试与测量基础上的检验复核工作。2.3 施工监控的范围、手段上部结构的施工监控范围为桥塔、猫道、主缆、加劲梁和桥面铺装等施工阶段的施工应力与变形监控。大跨度悬索桥上部结构的施工监控以监控计算为主，辅助以监控测试与测量。73 监控参数收集与获取
9、3.1 监控所需参数及分类大跨度悬索桥施工监控所需参数至少包括表 3.1 所列；各参数对结构施工控制的敏感性可参照表 3.1 确定。大跨度悬索桥施工监控所需参数可以分为几何参数、材料特性参数和环境参数。几何参数是指结构或构件的几何尺寸；材料特性参数主要指与材料力学特性有关的参数，如弹性模量、容重、线膨胀系数等；环境参数是指与施工过程有关的温度、临时荷载、临时支撑与约束等。在这些参数中，有些对于施工监控是敏感的，有些是影响很小的，表 3.1 列出了悬索桥上部结构施工监控需要的参数，根据其对结构施工敏感性的影响，将其分为 3 级。敏感性为 1 级的参数是指该参数有影响，但不突出，其参数变化对所涉及
10、的影响范围（或对象）不敏感，即使该参数采用理论值，对控制目标的实现也是可接受的；敏感性为3 级的参数是指该参数对所涉及的影响对象很敏感，施工监控中必须获得实际的参数，监控工作必须以实际参数为准，否则监控目标就很难实现；敏感性 2 级介于 1 和 3 之间，其参数至少应采用理论加经验修正值。表 3.1 大跨度悬索桥施工监控所需参数及其敏感性分类表结构构件 参数名称影响范围（或影响对象）敏感级别 备注锚固面坐标 锚固点位置 1 主缆锚固长度调整量散索鞍中心坐标 主缆架设时跨度 3 施工线形控制锚碇沉降 成桥线形、桥塔内力 3 塔顶偏移和塔底弯矩锚碇纵向滑移 成桥线形、桥塔内力 3 塔顶偏移和塔底弯
11、矩锚碇锚碇基础转动 成桥线形、桥塔内力 3 塔顶偏移和塔底弯矩构造尺寸 变形量、应力大小 1桥塔顶抗推刚度、压缩量弹性模量 变形量 2桥塔顶抗推刚度、压缩量桥塔温度 标高、纵横向位移、应 3 塔顶坐标8力收缩、徐变、基础沉降变形量 3 塔顶预高结构重量 塔顶处水平力平衡 3 塔顶纵向偏移矢高猫道线形、塔顶平衡状态3猫道承重索弹性模量承重索制作长度、变形量3 长度调节装置的设计构造尺寸 施工变形和施工方案 1施工阶段塔边缘与缆相对关系施工标高 线形和成桥目标 2 施工线形和成桥线形预偏设置 架缆线形、顶推控制 3鞍座结构重量散鞍自立和锚跨张力控制1 散索鞍钢丝直径 缆重量和面积 3 成桥缆与梁的
12、标高钢丝弹性模量 无应力长度 1 成桥缆与梁的标高防腐部分自重 线形和内力 2线膨胀系数 架设线形控制 1 施工线形控制索股弹性模量 成桥线形 3主缆跨度 架设线形调整 2主缆垂度 无应力长度 2主缆索股与缆温度 无应力长度、线形判断 2索夹加工尺寸 安装位置 1索夹重量 成桥线形控制 1吊索面积 弹性变形量 2吊索弹性模量 弹性变形量 2索夹与吊索吊索制作长度加劲梁线形、吊索力大小3加劲梁 截面尺寸 重量与长度 19梁段重量 线形和桥塔顶纵向位置 3施工方案 连接方式 2温度 合龙与线形 1铺装厚度 结构线形与内力 3重量 结构线形与内力 3护栏及桥面铺装施工方案 变形与内力、局部应力 13
13、.2 监控参数的获取方法及要求特大跨度悬索桥施工监控参数应通过以下方法获取：3.2.1 实际现场测量对于涉及到结构的实际坐标、沉降和变形、几何尺寸等方面的参数，应采用现场实际测量的方法获取。对于采用大地测量方式获取的数据，应采用国家一级控制网作为基准，按工程具体情况，设置二等水准控制网。对于结构塔、锚联测，应采用二等水准测量控制网进行测量，达到二等水准测量控制精度。3.2.2 试验室与工厂测量对于材料的弹性模量等参数，应采用试验室测量的方式获取；钢丝直径、索股弹性模量、吊索弹性模量等参数，应在加工时进行测量、试验，并进行统计，提出统计确定的参数；对于吊索长度、加劲梁段重量等，则应在加工厂按规范
14、或设计、监理要求，进行测量或称重。3.2.3 通过现场测试识别有些参数既无法通过现场测量直接获得，也无法在试验室或工厂直接获取，需要采用间接的方法，通过测试、试验和计算分析，利用参数识别的方法获取。如桥塔顶实际的纵向抗推刚度、主缆温度场等。103.3 监控参数精度的检验对于通过现场测量获得的参数，应通过复测、误差检验等方式确认数据准确可靠，误差在允许范围之内；对于通过实验室测试和工厂测量获得的参数，应通过数据检验，排除异常数据，选择可信度较高的数据作为采用数据；对于通过现场测试，采用参数识别的方法获得的参数，则要进行原因分析、反演试算，检验识别数据的可靠性。3.4 监控要求的主缆施工条件3.4
15、.1 不进行温差修正的条件悬索桥主缆施工中可不进行温差修正的基本条件是：被调索股所在跨的长度方向温差小于 2，被调索股与参考索股之间的平均温度差小于 0.5，被调索股所在的层与其下层索股之间的平均温度差小于 0.5；3.4.2 不满足温度条件的修正当 3.4.1 的条件不能满足时，应进行纵向温度场和不同层间索股温度的测量，并在监控计算中，考虑纵向温度场的影响，给出不同纵向测点的控制值，调索时须在同一跨内，至少进行不少于三个点考虑温度修正后的线形吻合比较；3.4.3 主缆施工对风环境的要求被调索股所在跨桥塔顶及跨中风速应小于 12 m/s。3.4.4 主缆横截面温度场的确定对于主缆的横向温度场，有条件时应在现场环境中制作一主缆节段，与主缆施工同步进行索股架设，密封节段的两端，测量中间截面的温度场，以此作为实际主缆截面温度场的参考，同时在实际主缆截面中还需要布置适当的测点与测温索对照；也可以采用在实际主缆上布置表面测点，进行连续的测量，然后采用参考的热物性参数，将表面的测量作为边界输入，采用有限元的方法，分析主缆内部的温度场。
