1、 G351 线线 LJ2 标标 段段 灵灵 关关 河河 2 号号 大大 桥桥 施施 工工 监监 控控 实实 施施 方方 案案 二 O 一 五年七月 灵关河 2 号桥施工监控方案 监 控 实 施 方 案 委托单位： 四川省雅安市公路管理局 项目名称： 国道 351 线乐英至夹金山垭口段灾后恢复重建工程 LJ2 标段灵关河 2 号大桥施工监控 项目负责： 方案编制： 方案复核： 方案审核： 灵关河 2 号桥施工监控方案 目 录 一、桥梁概况及施工监控编制依据 . 1 1.1 桥梁概况 . 1 1.2 施工监控编制依据 . 2 二、施工监控的目的内容与原则 . 3 2.1 施工监控工作的目的 . 3
2、 2.2 施工监控工作的内容 . 4 2.3 施工监控的原则 . 5 2.4 建立施工控制体系 . 5 2.5 施工控制中的现场测试 . 7 2.6 施工控制中的实时测量 . 8 2.7 施工控制其它工作 . 11 三、施工控制的组织管理系统 . 12 3.1 施工控制领导小组 . 12 3.2 施工控制工作小组 . 12 3.3 数据传递路线 . 13 3.4 对施工单位的协作事项要求 . 13 3.4.1 提供实际的施工步骤安排计划 . 13 3.4.2 对施工现场的要求 . 13 3.5 确保施工监控量测质量和工期的措施及体系 . 13 3.6 服务承诺 . 16 3.7 项目人员安排
3、. 16 附表 . 1 灵关河 2 号桥施工监控方案 1 一、 桥梁概况 及施工监控编制依据 1.1 桥梁概况 灵关河 2 号桥位于雅安市芦山县西方约 5.0km，横跨灵关河。乐英岸行政区划隶属雅安市芦山县思延乡西河村，宝兴岸行政区划隶属雅安市天全县老场乡禾林村。灵关河2 号桥全长 194m，宽 10 米，起止桩号为 K18+966.191 K19+160.191m，设计标高774.163 777.193m。桥型采用上承式钢筋混凝土悬链线箱形拱，主桥主孔净跨径 L0=115米，拱轴系数 m=1.6，净矢跨比为 1/5.5，正拱正置，预制吊装施工。主拱横断面由 5 个箱组成，单箱宽 1.6m，拱
4、圈横断面全宽 8m；单箱预制高度 2.1m，拱背设置 10cm 厚的现浇层。拱上结构为立柱 (横墙 )、盖梁、钢筋混凝土形梁；引桥上部结构为（ 2 11m）+（ 4 11m）钢筋混凝土形梁，下部结构为桩柱式桥墩，交界墩为双柱式矩形变截面实心墩；实体拱座，桩基，桩柱式桥台。灵关河 2 号桥总体布置图 如图 1 所示。 灵关河图（1） 灵 关河2号 桥总体布置图乐英K18+966.191宝兴K19+160.1911 1 1 1 0 02 1 1 0 0115002090.9194003504 1 1 0 0 350起拱线高程: 7 4 9 . 7 8 3 m地面线中线常水位6 9 8 . 1 m历
5、史最高洪水位7 0 1 . 4 m796220拱箱横断面图 1 灵关河 2 号桥总体布置图 灵关河 2 号桥施工监控方案 2 拱圈采用预制吊装方法施工，单箱分五段预制安装，全桥拱箱共 25 个吊装节段，拱箱节段最大净重量 G=62t。拱箱节段全部吊装完成，接头焊接完毕后，浇筑纵横接缝及拱背现浇层混凝土，整体化拱圈。 技术标准：公路等级：二级公路；设计速度：主线 60km/h；荷载等级：公路 -级；桥面宽度： 10m；地震动峰值加速度： 0.20g；设计洪水频率： 1/100；设计安全等级：一级；环境类别：类；环境的年平均相对湿度： 66% 1.2 施工监控编制依据 1) 灵关河 2 号桥施工图
6、设计文件 2) 公路桥涵设计通用规范 (JTG-D60-2004) 3) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG-D62-2004) 4) 公路桥涵施工技术规范 (JTJ-050-2011) 5) 精密水准测量规范 (GB/T15314-940) 6) 工程测量规范 (GB 50026-93) 7) 公路工程质量检验评定标准（ JTG80/1-2004 ） 灵关河 2 号桥施工监控方案 3 二、施工监控的目的内容与原则 2.1 施工监控工作的目的 大型桥梁， 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
7、的应力状态和几何线形，是桥梁施工中非常关键和困难的问题。同时，施工控制的结果为大型桥梁实行长期监测提供原始依据，是桥梁运营状态监测的起点。 尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素，事先难以精确估计，材料的弹性模量、混凝土徐变收缩、 施工荷载 取值、施工中偏载、有效预应力大小和温度对结构的非线性影响等因素，在设计时很难准确把握，所以必须在施工过程中对桥梁结构 进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应的调整，使桥梁建成时最大可能地接近设计状态，这就是施工控制工作的最终目标。 拱桥多采用无支架缆索吊装的施工方法，拱肋结构在施工中的线型较难控制。 因此必须
8、对主拱结构 及主缆、扣索内力 进行预测、模拟、监测、跟踪分析和控制，以确保桥梁的施工安全、顺利、快捷、优质地完成。 通过对砼 拱桥施工过程中的受力分析以及在不同施工阶段 对 施工稳定、应力、变形、桥梁下部构造受力 进行监控量测 ， 并 建立 相应的 力学模式进行控制计算，提供施工各阶段控制参数的变化规律，并以此为依据对施工加载程 序进行优化以达到优化结构在施工中的应力水平，使拱肋结构在施工中受力合理，变形协调 ，为砼拱桥施工提供指导，提高 拱肋线型合拢精度，并在保障工程质量的前提下，减少施工工序，加快工程进度，节约施工投资。 具体而言本工程施工监控的目的和意义主要有： 1)及时发现不稳定因素
9、由于施工工序的复杂、大型施工带来的材料质量不确定性、施工人员的素质差异等等多种施工因素的存在，加上自然环境因素等的影响，工程实施中需要借助监测手段进行必要的补充，以便及时采取补救措施，确保工程施工中的构件安全、设备安全和人员安全，减少和避免不必要的 损失。 2)验证设计、指导施工 通过动态的施工监控可以了解结构的实际变形、应力分布和线形特征，用于验证设计与实际符合程度，并根据监测成果为施工提供指导性意见，达到理想的线形和受力状态。 灵关河 2 号桥施工监控方案 4 3)保障业主和相关社会利益 通过在施工全过程中不间断的监测数据采集和分析，及时调整施工参数、施工工序，确保工程科学、合理、有序进行
10、，使得工程最终高质、高效、如期完成，有力保障业主及相关社会利益。 2.2 施工监控 工作的 内容 桥梁施工控制的任务就是要根据全过程中实际发生的各项影响桥梁内力与变形的参数，结合施工过程中测得的各阶段 主梁内力 (应力 )与变形数据，随时分析各施工阶段中主梁内力和变形与设计预期值的差异并找出原因，提出修正对策，以确保在全桥建成以后桥梁的内力和外形曲线与设计值相符合。 桥梁施工控制的工作从广义来讲就是指施工控制体系的建立和正确的运作，从狭义来讲是指施工控制理论的建立和实现。一方面根据选定的施工方法对施工的每一阶段进行理论计算，求得各施工阶段施工控制参数的理论计算值，形成施工控制文件；另一方面，针
11、对实际施工过程中由于种种因素所引起的理论计算值与实测值不一致的问题，采用一定的方法在施工中加以控制、调整。 灵关河 2 号 桥采用缆索吊装悬拼方法施工 ,其施工流程是 :拱箱分段预制 ,拱段依序吊运安装并利用扣索对拱段作临时固定 ,拱顶合龙段吊运就位 ,循环对称松索 ,逐步调整拱肋轴线 ,刹尖后完全松索成拱 ,最后是拱段接头硅、拱箱间纵缝硅、拱背现浇层硅以及拱上结构施工。该施工方法的特点是 : (l)成拱后的拱轴线形主要取决于预制构件状况以及拱肋合龙时的松索调整 ; (2)在拱肋形成期间 ,结构呈多“铰”状态 ,其面内面外稳定性很差 ; (3)拱段吊装过程中 ,各接头处主要靠拱箱底板局部传力
12、,该部位承力较大 ,应力集中 ; (4)在拱肋形成后 ,存在裸拱圈稳定问 题 ,不合理的拱上加载施工可能导致拱圈失稳破坏。 根据砼拱桥的施工特点并结合同类工程的建设经验，本工程施工监控内容如下： 1.拱段吊装过程中的稳定监测与控制 ; 2.拱段吊装和合龙前后各接头的标高、轴线偏位的监测与控制 ; 3.拱段吊装和合龙前后各接头附近拱箱底板局部硅应力监测 ; 4.拱圈后浇硅及拱上结构安装过程中拱圈应力变形和稳定的监测与控制 灵关河 2 号桥施工监控方案 5 2.3 施工监控 的原则 灵关河 2 号桥施工监控原则是对拱圈 (肋 )的稳定性、线形 (变形 )、内力 (应力 )实施综合控制 ,并在不同的
13、施工阶段各有不同侧重。本桥施工监控可划分为两大阶 段 ,其一是拱段吊装成拱阶段 ,其二是拱圈后浇硅和拱上结构形成阶段。在拱段吊装成拱阶段 ,拱肋稳定性控制是前提 ,并以拱肋线形 (高程及轴线位置 )控制为重点 ,同时保证拱肋应力处于施工安全范围内。在拱圈后浇硅和拱上结构形成阶段 ,以拱圈变形、应力的监测与控制为主 ,同时要确保裸拱圈稳定安全度。 对于悬拼拱桥 ,由于成拱后的拱肋线形无法事后调整 ,本桥施工控制方法主要采用事前预测和事中控制。同时注意到 ,本桥拱圈由多片拱肋依次吊装合龙形成 ,随着合龙拱肋数的增加 ,监控实测数据不断累积 ,并据以修正后续待吊装拱肋的施工控制参数 ,从而也可对后续
14、拱肋吊装过程实施一定程度的反馈控制。施工监控方法主要体现在施工全过程模拟分析、结构应力监测和线形监测、误差分析评估及后续施工状态预测等方面。在拱圈(肋 )稳定性分析中 ,通过对吊装系统、风缆构造进行三维模拟 ,从而得到符合实际的稳定安全度。在施工监控实时计算中 ,则根据既有经验及通过测试和反馈分析尽可能准确地取定各项计算参数 ,准确模拟施工全过程，以求得符合实际的监控预测值。通过实时线形测量和应力监测 ,确保拱肋线形基木正确 ,应力处于安全范围内。一旦出现实测值偏离预测值 ,则结合精度要求 ,及时做出分析判断 ,并采取必 要的措施来消除误差。拱上结构施工通过施工监控模拟分析来合理确定施工加载顺
15、序 ,同时做好拱圈变形、应力跟踪监测及理论对比分析 ,必要时对施工工序酌情调整 ,使施工状态处于控制中。 此项目涉及的桥梁构造及力学性能复杂，施工难度很大。对该桥拱肋施工过程进行合理的控制是使桥梁施工结果与设计要求相吻合的重要保障。 2.4 建立施工控制体系 施工控制体系主要由实时测量体系、现场测试体系和施工控制计算体系组成。 桥梁的施工控制过程实质上是一个信息的采集、处理、反馈的控制过程。在信息采集之后，按照控制理论对施工信息进行分析处理， 对施工过程中的施工误差进行评价分析，并根据情况提出控制的目标量以及调整、修正的对策，反馈给施工单位指导下阶段施工，从而完成控制的工作。 为保障施工控制过
16、程的顺利实施，尤其是为保障信息传递的通畅，在组织体系上应成立专门的施工控制组。根据该项目所涉及的两座桥梁的实际情况，建议由甲方、设计灵关河 2 号桥施工监控方案 6 院、施工、监理和监控单位的人员组成施工控制协调组。 为保障施工控制过程中信息传递的准确、高效，在施工控制的具体工作中还应建立一套完整的报表体系。报表体系由施工控制组根据施工现场具体的情况和施工控制工作的特点来设计。施工单位在一个 施工阶段完成后的实测数据通过施工控制报表及时传递给施工控制组；施工控制组对施工信息分析处理后得到的施工控制参数也通过报表以指令的形式及时报告监理，由监理发给施工单位。对各施工阶段的施工结果，采用误差通报的
17、形式供相关部门参考。 图 2 拱桥施工控制体系 灵关河 2 号桥施工监控方案 7 2.5 施工控制中的现场测试 在施工控制计算中要根据实际施工中的现场测试参数进行仿真计算，并根据施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合，以使施工控制计算能与实际施工相符。 需要进行现场测定或采集的参数包括以下一些内容： 2.5.1 实际施工中的材料物理 力学性能参数 (1) 混凝土的容重、弹性模量、拉压强度 在以往的施工控制工作中曾发现混凝土的弹性模量实测值较设计取值存在一定差异。因此应对工地现场用于主梁施工的混凝土进行专门的弹性模量测试。实验时取几组试件做混凝土 7 天和 28 天的静弹性模量测试，用其统计
18、平均值作为混凝土施工控制计算的实测值。混凝土的容重、强度参数直接使用工地试验室进行的此类常规测试的资料。此部分数据应由施工单位提供。 (2) 混凝土的收缩徐变系数 混凝土的收缩徐变系数的实验室测试需要一个较长的周期及较大投资的设备，对施工现场混凝土收缩徐变系数 则按规范取值，并在施工控制过程中进行分析和修正。 (3) 其它物理参数 钢管混凝土系杆拱桥的施工控制中为考虑温度效应对结构体系的影响，还需对材料的线膨胀系数和热导系数进行测试。这些数据由相应材料的制造单位提供。 2.5.2 实际施工中的荷载参数 (1) 主梁恒载 a) 一期恒载 主梁的一期恒载基本是根据设计资料进行统计，再根据现场测试出的材料容重进行计算，并依据实际测量出的构件几何尺寸与设计尺寸的偏差进行修正。一期恒载统计计算的重点是确定每一主梁梁段的实测自重。对于梁体内的锚头、锯齿块等的重量也应考虑计入。在施工控 制计算中横梁自重以集中力的形式作用在结构模型上。 b) 二期恒载 主梁的二期恒载也是根据设计资料与现场调查相结合，并采用现场测试的材料参数加以计算。主梁二期恒载的统计内容包括：铺设防水层、线路设备和其它桥上附属设施。 (2) 施工荷载 要根据施工单位提供的资料，经现场核对，确定在主梁施工过程中施工机具的使用
