目 录
一、桥梁工程概况
二、施工控制的必要性
三、施工控制理念与原则
四、施工控制依据
五、施工控制目标
六、施工控制的目的及任务
七、拟采用的施工控制方法和体系
八、施工控制的工作内容
九、监控设备及元件
十、施工控制技术方案的保障措施
十一、施工控制工作时间安排
十二、施工控制人员简历及分工
十三、施工控制用表
十四、附图
一、桥梁工程概况
紫阳汉江特大桥是包头至茂名高速公路陕西境安康至陕川界段上的一座特大型桥梁。距紫阳县约两公里处,是包头至茂名线陕西境安康至陕川界段公路上的控制工程之一。主桥中心桩号K248+535.00,起点桩号K246+697.00,终点桩号为K248+803.00,桥梁全长为2106.0m,最大桥高109m。主孔为1孔计算跨径330m上承式钢管混凝土拱桥;引桥跨襄渝铁路既有线和二线采用45+70+45m变截面预应力混凝土连续箱梁,其余采用一联4×30m、八联5×30m、一联6×30m、一联3×30m预应力混凝土连续箱梁。
主桥为1孔计算跨径330m的上承式钢管混凝土拱桥,桥面全宽为24.5m。主拱圈拱顶截面高6.7m,拱脚截面高12.2m,主拱圈单肋宽5.2m,每肋上下各两根Φ1200×24(30)mm内灌C60混凝土的钢管混凝土弦杆,弦杆通过横联Φ610×16mm钢管和竖向及斜向Φ610×12mm钢管连接,并构成钢管混凝土桁架,主拱圈计算矢跨比为1/5.5、拱轴线形为悬链线,拱轴系数为m=1.347。两肋间中距17.5m,两肋间设16道“米”字形横撑,横撑均为空钢管桁架。盖梁采用5跨连续钢箱梁,钢箱梁高1164~1400mm,宽1400mm,长23600mm。
拱上立柱纵向间距为20.58m,横向采用四柱式,立柱均采用箱形断面的钢结构,立柱尺寸采用1400×900mm,钢箱壁厚16mm。车行道板采用20.58m先简支后连续箱梁。支座采用板式橡胶支座或四氟板式支座。伸缩缝采用160型模数式伸缩装置,桥梁防撞护栏内、外侧均采用钢筋混凝土墙式护栏。主桥拱座采用钢筋混凝土,横向连为整体,基础采用明挖基础。基底置于弱风化辉绿岩层中不少于4米。主桥钢管混凝土桁架采用分节段预制,缆索吊装方法施工。桥梁设计荷载等级:公路-I级。
二、施工控制的必要性
1、施工控制是设计的补充
任何桥梁施工,特别是大跨径桥梁的施工,都是一个系统工程。在该系统中,设计只是目标,而在自开工到竣工整个为实现设计目标而必须经历的过程中,将受到许许多多确定和不确定因素(误差)的影响。尤其值得注意的是,某些偏差(如竖向挠度误差)具有累积的特性。设计文件中所提供的控制数据(如预拱度、各阶段挠度参考值)是基于理论的设计参数和假定的施工方法给出的。而现场施工状况通常会与设计预期存在一定出入,当实际情况与设计预期存在差异时,这些数据也需要随之修正,否则就难以满足施工实际的需要。施工控制除了能起到补充设计和辅助指导施工的作用,还能对各种施工因素的变化进行监测、研究分析,对相关问题提出建议和解决措施。
2、施工的需要
由于设计计算、结构材料性能、施工精度、荷载、大气温度等诸多方面的理想状态与实际状态之间存在差异,施工中如何从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实之值,对施工状态实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测显得尤为重要。这些方面的问题,如果不能及时有效地处理,不仅会对结构受力不利,而且可能会使结构线形不顺畅以致影响结构受力及行车。为了解决好这些问题,最好的办法就是对施工全过程实时控制,控制关键截面应力和变形误差处于容许范围内,保证桥梁建成时达到设计要求的需要。
3、施工控制是结构本身特性的需要
对于多次超静定结构,其成桥的线形和结构恒载能力与施工方法有着密切的关系,采用不同的施工方法和工序都会导致不同的结构线形和内力。此外,由于各种因素(如材料的弹性模量、混凝土的收缩徐变、结构自重、施工荷载、温度等)的影响,以及在测量等方面存在误差,特别是某些偏差(如主拱的竖向挠度误差)具有积累的特性,结构的原理论设计值难以做到与实测值完全一致,两者之间会存在偏差。若对偏差不加以及时有效的调整,随着结构悬臂长度的增加,结构的线形会显著偏离设计值,造成合龙困难或影响成桥的内力和线形。
从另外一个角度讲,由于桥梁结构的恒载内力状态和施工过程息息相关,通过施工全过程的监测可以获得尽量精确的桥梁恒载内力,从而为今后运营阶段桥梁结构的内力状态监测提供初始状态。
三、施工控制理念与原则
1、施工控制理念
施工控制是以全面的理论计算为指导,结合全面的测量施工阶段数据对施工全过程进行控制。既要实现成桥目标状态也要实现中间施工阶段目标状态,以保证每一施工阶段结构的内力和线形处于预测和控制之中,并使本桥最终达到设计要求。有效的施工控制应能够尽量的减小实际状态与理论目标值的差别,满足结构的精度要求。
施工控制的核心问题在于解决桥梁结构施工过程的“安全”、“可知”、“可控”。
施工中结构偏离目标的原因主要有三种,设计参数误差;测量误差;施工误差。
设计参数的误差是指桥梁施工过程中存在着许多在设计阶段不能完全确定的影响参数,如材料的弹模、混凝土的收缩徐变、施工荷载等,由于计算模型中,这些参数与其实际值不符,导致了通过计算所得到的理想状态以及施工控制参数不正确。因此,施工控制阶段,为了保证计算模型能正确反映实际结构,需要根据实测的状态变量值与相应的理论值之间的差异对影响参数进行识别。
测量误差则是指由于仪器精度、测试手段、环境因素、操作人员等的影响,使得测试值与真实值之间存在着差别。为了消除这类误差的影响,需要采用滤波的方法,从污染的数据中得到结构的真实状态。
施工误差则是指由于施工技术水平的限制,或施工操作的错误而导致结构偏离所要求的状态,主要包括定位误差等,这部分误差需要采取一定的控制手段进行调整,以使实际的结构状态与理想状态的偏差为最小。
为了达到最优施工控制,实现施工控制状态下施工偏差最小,合理的控制理论应该能充分考虑各种偏差的影响,要求具备三大基本功能:
(1)校正功能。校正计算模型,以减小设计参数误差的影响;
(2)滤波功能。通过滤波得出结构的真实状态并预测未来以考虑测量误差;
(3)调整功能。调节施工误差和其它已有偏差。
分类最小偏差控制理念融合自适应控制和预测控制优点,以使施工偏差最小为目标。
2、施工控制原则
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