大广高速公路深州-大名段京九铁路高架桥

结构健康专家

大广高速公路深州-大名段京九铁路高架桥

施工过程控制方案

北京中土赛科科技开发有限公司

2010年7月

目 录

1工程概况 .......................................................................................................................... 1 2施工监测的目的及意义 .................................................................................................. 2 3施工监测阶段划分及各阶段施工简况 .......................................................................... 3 4施工监控测点布置方案及设备统计 .............................................................................. 6 5施工过程主要监测内容 .................................................................................................11

5.1 施工监控主要分以下几个阶段 ..........................................................................11 5.2 各阶段的监测项目 ..............................................................................................11 6监控方法 ........................................................................................................................ 12

6.1理论计算 .............................................................................................................. 12 6.2 工艺试验 ............................................................................................................. 12 6.3 主梁预施应力效果 ............................................................................................. 13 6.4 桥面线形测试 ..................................................................................................... 13 6.5 主梁应力测试 ..................................................................................................... 13 6.6 转动体不平衡称重试验 ..................................................................................... 13 7监控阶段报告及总报告提交 ........................................................................................ 13

1工程概况

京九铁路高架桥位于路线直线上，路线与铁路交角为47.66°，桥梁于公路里程K44+572.132处与京九铁路上行线相交叉，对应铁路里程289+171.177；于公路里程K44+566.450处与京九铁路下行线相交叉，对应铁路里程289+174.823。考虑桥梁上跨京九铁路，为保证主桥施工期间减少对铁路的干扰，桥梁左幅孔跨布置为2联(4X30)+3联（3X30)混凝土小箱梁+2X60m转体T构+5联（3X30)混凝土小箱梁，右幅孔跨布置为6联（3X30)混凝土小箱梁+2X60m转体T构+2联（3X30)+2联(4X30)，桥梁全长为1088m。主桥部分为2×60m T构上部结构采用变高度预应力混凝土单箱双室箱梁，下部结构采用双壁墩，钻孔灌注桩基础；引桥部分采用30m跨径先简支后结构连续小箱梁，下部结构采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。

桥梁横断面布置为:2×（0.5m防撞护栏+15.75m车行道+0.5m防撞护栏）+1.0m两幅净距=34.5m。桥梁的总体布置及典型截面见图1。

桥梁的总体布置及典型截面见图1。

12000600011600022京九铁路2#截面横断面图

1#截面横断面图

图1京九铁路高架桥主桥桥型布置及断面图

1

2施工监测的目的及意义

桥梁施工监控不仅是桥梁施工技术的重要组成部分，也是确保桥梁施工宏观质量控制的关键及桥梁建设的安全保证，它在施工过程中起着安全预警、施工指导以及及时为设计提供依据。任何体系的桥梁在每一个施工阶段的内力和变形是可以预计的，因此当施工中发现监测的实际值和预计值相差过大时，随即进行检查和分析，找出原因并排除问题后方可继续施工，避免出现事故，造成不必要的损失。

通过本次施工监控，主要达到以下目的：

（1）施工过程方案（包括支架体系、钢管柱临时支墩、支架地基承载力等）计算复核，并提出咨询意见，确保施工方案的可行、可靠，确保桥梁施工各阶段的结构安全性和稳定性能够满足相关规范要求；

（2）转体部分主墩的应力测试，并与理论计算结果及时进行对比分析，确保主墩（薄壁墩）各施工阶段的受力状态满足强度安全要求； （3）转动体部分主梁施工过程的应力和线形控制：

 通过主梁混凝土浇筑及预应力张拉过程的支架变形监测，了解支架的稳定性

及支反力变化，进一步掌握支架的安全性；

 主梁的预应力管道摩阻试验，确保预应力管道的成型质量，必要时为设计张

拉力的调整提供数据依据；

 主梁的预施应力效果测试，确保预应力张拉过程主梁的关键截面的应力满足

设计要求；

 主梁混凝土浇筑及预应力张拉过程中的线形测试，并与理论计算线形对比分

析，确保转动体部分的线形能够满足设计要求。

（4）施工支架拆除阶段：桥面线形、墩顶变位、主梁关键截面应力、梁端支反力、转动中心纵、横向两侧竖向变位测试；

（5）转动体部分转动及就位阶段：转动体转动中心纵向不平衡重量、转动体转动中心横向不平衡重量、配重方案设计；转体过程中关键截面的混凝土应力实时测试，保证转体过程的顺利实施；

（6）二期恒载施加阶段：桥面线形、主梁和主墩关键截面应力测试，掌握桥梁成桥应力及线形状态，并与设计成桥状态进行对比分析。

3施工监测阶段划分及各阶段施工简况

根据指导性施工组织设计施工顺序，结合本桥结构力学及施工方法，施工监控的主要阶段（可进一步细分为多个子阶段）及各阶段的施工具体内容如下：

京九铁路施工阶段1：

拆除公路、铁路两侧与基础相干扰的管线，并对桥宽范围内的铁路路基进行防护，施工边墩、主墩的桩基础、承台，并施工主墩下转盘及上转盘。

图2 施工监控阶段1

京九铁路

1、对于两侧边跨均采用支架现浇法浇注梁段，浇注前首先对支架进行预压，混凝土强度达到设计强度90%以上时，张拉预应力，转体部分主梁长度100米，均在支架上现浇，混凝土强度达到90%以上时，张拉相应的预应力。 2、转体前浇注防护栏并安装防护屏。

图3 施工监控阶段2

京九铁路

施工监控阶段3：

1、对转体段箱梁进行转体施工，转体完成后，转盘部分与承台间用混凝土封固。 2、利用支架法施工合龙段。

图4 施工监控阶段3

1200060006000京九铁路

施工阶段4：

1、待合龙段混凝土达到设计强度的90%以上时，张拉预应力钢束，拆除现浇段支架。

2、安装相邻孔跨并完成箱梁体系转换，全桥进行桥面铺装层施工，安装附属设施，通车运营。

图5 施工监控阶段4

转体部分施工监控主要阶段划分见图6～图13

转体部分监控阶段1：

施工主墩桩基础、承台、下转盘、上转盘及主墩墩身。

图6 转体部分施工监控阶段1

转体部分监控阶段2：

转体部分主梁支架施工，并进行相应的支架预压。

图7 转体部分施工监控阶段2

1000050005000 转体部分监控阶段3：

转体部分主梁混凝土浇注、张拉预应力筋。

图8 转体部分施工监控阶段3

1000050005000

转体部分监控阶段4：

拆除满堂支架，保留梁端支撑钢管桩。

图9 转体部分施工监控阶段4

1000050005000 转体部分监控阶段5：

逐步放钢管柱顶端沙箱，梁体逐渐下挠，直至完全解除支撑，此时结构为最不利阶段，即转体前阶段。

图10 转体部分施工监控阶段5

1000050005000 转体部分监控阶段6：

静止观察至设计要求的时间后，在确保结构安全稳定的状态，实施平转施工，转体就位后，实现与边跨主梁的对接。

图11 转体部分施工监控阶段6

4施工监控测点布置方案及设备统计

4.1 测点布置方案

根据本桥结构特点，结合施工方案及施工中的重点控制内容，应力、线形测试截面及测点布置方案如下：

应力测试截面及测点布置见图13。

应力测试截面位置描述、测点统计及测试内容见表1。 线形测试截面及测点布置见图14。

线形测试截面位置描述、测点统计及测试内容见表2。

120006000236000442311京九铁路2#、3#截面应变布置图1#截面应变布置图4#截面应变布置图(左幅)图12 应力测试截面及断面传感器布置图

10#9#8#7#6#5#4#3#2#1#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#京九铁路10#9#8#7#6#5#4#3#2#1#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#

图13 线形测试截面及测点布置（转体部分先行测试可结合施工支架布设测点）

表1 应力测试截面位置描述、测点统计及测试内容

截面编号 1-1 2-2 3-3 4-4 截面位置描述 （据现场情况可适当调整） 主墩截面 主梁主墩根部截面 主梁主墩根部截面 合龙段截面 测试部位 外侧 顶板 顶板 顶板、底板、腹板 测点统计 8 10 10 4 应力 测试 备注 表2 线形测试截面位置描述、测点统计及测试内容

截面编号 10-10 9-9 8-8 7-7 6-6 5-5 4-4 3-3 2-2 1-1 0-0 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 9-9 10-10 主墩墩顶 基准点 线形测点总数 注：转体部分施工过程中线形测试可与支架支撑点的沉降观测点结合。 截面位置描述（主墩为0点） -60m -54m -48m -42m -36m -30m -24m -18m -12m -6m 0m 6m 12m 18m 24m 30m 36m 42m 48m 54m 60m 测试部位 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 曲线外侧、内侧 测点统计 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 84 线形测试将贯穿于各个工序 备注

5施工过程主要监测内容

5.1 施工监控主要分以下几个阶段

 施工边墩、主墩的桩基础、承台，并施工主墩下转盘及上转盘阶段；  两侧边跨支架现浇法浇筑、张拉预应力阶段，转体前浇筑防护栏并安装防护

屏阶段；

 转体施工及支架法现浇合龙段阶段；  合龙后张拉通长束，施加二期恒载阶段；

对于转体结构部分，又细分为以下主要阶段：

 转体结构的主墩混凝土浇筑阶段；  转体部分支架拼装及预压阶段；  转体部分主梁的混凝土浇筑阶段；  转体部分主梁的预应力张拉阶段  转体部分主梁满堂支架拆除阶段；  转体部分主梁钢管柱支撑墩拆除阶段；  转体部分结构的平转，并与边跨主梁对接阶段。

5.2 各阶段的监测项目

5.2.1施工边墩、主墩的桩基础、承台，并施工主墩下转盘及上转盘阶段

 主墩墩身的应力测试

5.2.2转体部分支架拼装及预压阶段

 支架体系的理论检算；  支架预压结果的整理及分析

5.2.3 主梁混凝土浇筑阶段

 支架的变形测试；

 主梁混凝土的水化热温度测试（利用内埋应变计）；  预应力管道摩阻测试。

5.2.4 主梁预应力张拉阶段

 桥面线形测试  支架变形测试  主梁关键截面应力

5.2.5 转体部分主梁施工支架拆除阶段

 桥面线形

 主梁关键截面应力

 转动中心纵、横向两侧竖向变位（间隙压密量）  转体部分主墩墩身的应力监测

5.2.6 转体部分主梁钢管柱支撑墩拆除阶段

 桥面线形；  主梁关键截面应力；

 转动中心纵、横向不平衡称重试验分析并提出配重与否及配重方案；  静置期间的主梁应力监测；  平转过程中的主梁应力实时监测。

5.2.7 转体就位阶段合龙段混凝土浇筑阶段

 合龙段及主梁关键截面的混凝土应力测试  主梁线形测试

5.2.8 二期恒载施加，成桥阶段

 桥面线形测试  主墩墩身应力测试  主梁和主墩关键截面应力

6监控方法

6.1理论计算

施工方案的理论计算，确保施工支架、基础等附属结构能够满足各施工阶段的应力及变形要求，确保桥梁施工方案的可行、可靠。

6.2 工艺试验

1) 通过对混凝土芯部水化热温度的测试及环境温度的测试分析，为施工单位确定合理的拆模时间，防止内外温差过大造成的混凝土表面开裂。

2) 通过随梁养护混凝土试件的强度和弹性模量的测试（按施工配合比及养护条件制作试件，测试时间为拆模、终张拉、28天及半年），检验梁体混凝土的强度、弹性模量随时间发展的规律。主梁在灌筑时需同时制作一定数量的随梁养护立方体强度试件和4组弹性模量试件。

3) 通过梁体管道摩阻等预应力瞬时损失的测试，检验预应力损失及张拉工艺，

对设计和施工提出建议。

6.3 主梁预施应力效果

通过梁体预应力效果测试，保证建立的预应力满足设计要求。

6.4 桥面线形测试

利用高精度水平仪、静力水准测试仪和桥面线形永久测点，测试桥面的线形变化。

6.5 主梁应力测试

利用埋设在主梁关键截面的测点，测试主梁在各个施工阶段应力的变化情况；同时，配合外贴测点的测试结果，确定受力状态。

6.6 转动体不平衡称重试验

利用千斤顶和传感器，通过拆除施工支架和顶梁试验，测试转动体转动中心纵、横向两侧的不平衡重量，实现转动体重心调整。

7监控阶段报告及总报告提交

根据施工进度，在每一个施工监控阶段完成后提出测试分析阶段报告，并对下一阶段的施工提出指导性建议，全桥施工完成后提交施工监控总报告。