富春江第一大橋立交頂升工程監(jiān)控方案

1、目 錄一、工程概況1二、施工監(jiān)控依據(jù)3三、頂升施工監(jiān)控的目的3四、頂升施工監(jiān)控內(nèi)容44.1 施工前橋梁結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查44.2 主梁位移監(jiān)控44.3 主梁及鋼管支撐應(yīng)力監(jiān)控64.4 監(jiān)測頻率84.5 施工監(jiān)控目標(biāo)94.6 監(jiān)控注意事項9五、施工監(jiān)控的儀器、設(shè)備及軟件10富陽富春江第一大橋下引橋頂升施工監(jiān)控方案 一、 工程概況富陽富春江第一大橋立交位于富陽市主城東南角，北渠與富春江交匯處，是富春主城與杭州、東洲組團、春江組團聯(lián)系的交通轉(zhuǎn)換節(jié)點，是主干路網(wǎng)中二橫通道與富春江越江通道聯(lián)系的交通樞紐，是富陽城市的東大門。本改造工程采用新建北渠平橋+老引橋頂升利用方案，為遠(yuǎn)期富陽市路網(wǎng)規(guī)模的升級規(guī)劃預(yù)留上引

2、橋及花塢路跨線設(shè)施實施的可能。第一大橋下引橋原橋跨布置為 (4x20+3x25+3x25+3x20)m四聯(lián)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，梁高1.4m，橋面寬10.5m。其中頂升部分跨徑為(4x20+3x25+3x25)，頂升段共230m，整體頂升3.3m高。剩余3x20m連續(xù)梁予以拆除，并在頂升段兩端新建3x25m與2x25m兩聯(lián)連續(xù)梁與地面道路接順。本工程采用承臺抱柱梁式的斷柱頂升的方案。在橋墩一定高度澆筑抱柱梁；在抱柱梁底面設(shè)置千斤頂；將墩柱切斷；10個橋墩同步頂升抱柱梁；頂升到位后連接墩柱。本方案頂升時支撐基礎(chǔ)直接設(shè)置于承臺之上，上部著力點設(shè)于抱柱梁底面上，下部設(shè)鋼支撐并與承臺栓接，并約束

3、頂升部分柱的縱、橫向位移，保證其整體穩(wěn)定性。頂升抱柱梁要求不改變主梁的受力狀態(tài)，避免對橋面結(jié)構(gòu)造成的損傷和破壞。頂升時，千斤頂加載比例按20、40、60、80%、90、95、100分別加載。卸載時根據(jù)實際測定反力按加載時的比例反向逐步卸載。 在千斤頂加、卸載過程中，應(yīng)保證各千斤頂受力均勻。墩柱改造完成后，在墩頂頂升主梁，將原有盆式支座更換為板式橡膠支座，以保證頂升后的結(jié)構(gòu)抗震滿足規(guī)范要求。支座頂升時，千斤頂應(yīng)布置在橫梁或腹板正下方，施工單位應(yīng)在千斤頂上、下加設(shè)鋼墊板使主梁及橋墩混凝土均勻受力，確保局部受力滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)不受損傷。頂升時，千斤頂加載比例按20、40、60、80%、90、95、

4、100分別加載。卸載時根據(jù)實際測定反力按加載時的比例反向逐步卸載。 在千斤頂加、卸載過程中，應(yīng)保證各千斤頂受力均勻。二、 施工監(jiān)控依據(jù)本施工監(jiān)控項目將依據(jù)和參照下列規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和文件進(jìn)行。（1） 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）（2） 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）（3） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D60-2004）（4） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）（5） 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTG 025-86）（6） 公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范(JTG/T J22-2008)（7） 公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T J

5、23-2008）（8） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）（9） 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB 50205-2001）（10） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）（11） 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（土建工程）（JTG F80/1-2004）（12） 城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范（CJJ 2-2008）（13） 砼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB50376-2006)（14） 工程測量規(guī)范(GB50026-93)三、 頂升施工監(jiān)控的目的橋梁頂升施工監(jiān)控的最基本要求是保證施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的安全，施工結(jié)束后的橋梁線形和內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。富春江第一大橋下引橋頂升部分共三聯(lián)，上部

6、結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑分布為4x20+3x25+3x25m，全長230m。施工采用整體頂升方法，將三聯(lián)上部結(jié)構(gòu)同時頂升3.30m。由于主梁為超靜定結(jié)構(gòu)，若各頂升點之間的上升高度存在差異，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，當(dāng)高差到達(dá)一定數(shù)值時，將可能導(dǎo)致梁體開裂，嚴(yán)重時甚至造成梁體破壞，為日后橋梁的安全運營埋下隱患。同時，支撐主梁巨大自重的鋼管隨著頂升的推進(jìn)，其長度也不斷增加，當(dāng)主梁達(dá)到設(shè)計頂升高度時支撐鋼管的長度將超過3.3m。若各頂升點因各種原因?qū)е聣毫Ψ峙洳痪鶆?，支撐鋼管則可能因承受過大壓力而失穩(wěn)，這將極大的危害施工的安全，造成難以挽回的損失。因此在施工過程中對主梁結(jié)構(gòu)的位移和支撐結(jié)構(gòu)的受

7、力進(jìn)行實時監(jiān)控是非常必要的，其目的就是為了保證施工過程的安全，以及橋梁結(jié)構(gòu)的線形和受力在施工過程中和施工結(jié)束后能滿足設(shè)計的要求。四、 頂升施工監(jiān)控內(nèi)容4.1 施工前橋梁結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查由于第一大橋下引橋在頂升施工前已運營一段時間，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查，其目的是系統(tǒng)地掌握結(jié)構(gòu)物的技術(shù)狀況，及時發(fā)現(xiàn)缺陷和病害，分析缺陷和病害出現(xiàn)的原因。并通過對比頂升前后結(jié)構(gòu)病害和缺陷發(fā)展情況，分析頂升施工對結(jié)構(gòu)的作用和影響程度。橋梁結(jié)構(gòu)調(diào)查的內(nèi)容包括：（1） 主梁混凝土結(jié)構(gòu)有無裂縫、滲水、表面風(fēng)化、剝落、露筋、鋼筋銹蝕；預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固區(qū)段混凝土有無開裂，沿預(yù)應(yīng)力筋的混凝土表面有無縱向裂縫；（2） 橋面鋪裝有無裂縫、坑槽

8、、防水層漏水等；（3） 伸縮縫是否破損、脫落、漏水、跳車；（4） 護(hù)欄有無撞壞、斷裂、錯位、缺件、銹蝕、剝落等；（5） 橋面橫坡、縱坡是否順適，有無積水，泄水管是否完好、通暢；（6） 橋梁支座調(diào)查，包括：1) 橡膠支座是否老化、變形、脫空；2) 盆式橡膠支座的固定螺栓是否剪斷，螺母是否松動；3) 活動支座是否靈活，實際位移量是否正常。調(diào)查方法主要以目測為主，輔以必要的測量儀器，包括直尺、裂縫顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機等。4.2 主梁位移監(jiān)控（由施工單位承擔(dān)）主梁各頂升點頂升高度的不一致將在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生附加內(nèi)力，因此在頂升過程中對結(jié)構(gòu)的豎向位移進(jìn)行監(jiān)測是至關(guān)重要的。豎向位移的監(jiān)測包括頂升過程位移實時監(jiān)

9、測和階段位移監(jiān)測兩部分。（1）頂升過程位移實時監(jiān)測位移實時監(jiān)測指在頂升過程中通過對各頂升點豎向位移的實時測量來判斷主梁結(jié)構(gòu)各測點位移是否協(xié)調(diào)一致，避免因過大的位移差異導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或破壞。箱梁的每個橋墩截面均設(shè)置為監(jiān)測截面，全橋共計11個監(jiān)測截面（圖2，截面AK），每個截面布置一個位移傳感器。為防止箱梁因橫向頂升點位移不同步導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)，在每一聯(lián)的伸縮縫監(jiān)測截面橫向布置兩個位移傳感器，全橋共布置位移傳感器15個（圖3）。ABCDEFGHIJK圖2 豎向位移監(jiān)測截面布置圖位移傳感器圖3 位移傳感器平面布置圖主梁位移監(jiān)測采用HY-65050F直線數(shù)碼位移傳感器。該傳感器是一種利用磁軌跡非線性編碼技術(shù)完

10、成對被測物體直線位移的專用測量數(shù)碼傳感器。它外部主要由可伸縮測桿、金屬殼體、輸出端子組成；內(nèi)部主要由集成霍爾芯片、釤鈷合金材料、美國進(jìn)口16位單片機等組成，傳感器可通過RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，直接同微機連機使用。每臺微機通過RS-232/RS-485接口轉(zhuǎn)換器在一條四芯電纜上最多可同時掛接255只傳感器在線實時監(jiān)控，有線/無線傳送距離可達(dá)1km或更遠(yuǎn)。直線數(shù)碼位移傳感器外形及技術(shù)參數(shù)見表1。表1 直線數(shù)碼位移傳感器技術(shù)參數(shù)儀器外形技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)量程范圍（mm）100最小分辨率（m）1示值誤差±40時間漂移±0.01F.S./360h溫度漂移0. 1/10 F.S.工作電壓DC

11、+812 V <150mA工作環(huán)境（）-20+60濕度<100% RH防護(hù)等級IP65（2）階段位移監(jiān)測階段位移監(jiān)測指主梁每頂升達(dá)到一定高度后（本橋定為0.50m），對橋面高程進(jìn)行一次全面測量，確定各測點的實際頂升高度，避免因為多次頂升循環(huán)導(dǎo)致各測點產(chǎn)生過大的累計高差。當(dāng)累計高差超過限制值時，應(yīng)對相應(yīng)測點的高程進(jìn)行調(diào)整。只有在所有測點的頂升高差均小于規(guī)定限值時，方能進(jìn)行下一階段的頂升施工。階段位移監(jiān)測截面布置同頂升過程位移實時監(jiān)測（圖2），每一監(jiān)測截面在橋面設(shè)置兩個高程測點，分別位于行車道兩側(cè)（圖4），全橋共設(shè)測點22個。橋面高程監(jiān)測點圖4 橋面高程監(jiān)測點布置圖主梁高程測量儀器采用

12、蘇光DS05精密水準(zhǔn)儀，其外型及性能參數(shù)見表2。4.3 主梁及鋼管支撐應(yīng)力監(jiān)控根據(jù)連續(xù)梁橋的受力特點，若支點處產(chǎn)生不均勻豎向位移時，在中間支點截面將產(chǎn)生較大附加彎矩，因此主梁應(yīng)力監(jiān)控截面均布置在箱梁中間支點位置，全橋共布置6個監(jiān)測截面（圖5，截面AF），每一聯(lián)2個。每個截面沿橫向布置兩個應(yīng)力監(jiān)測點， 表2蘇光DS05精密水準(zhǔn)儀參數(shù)儀器外形技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)每公里往返標(biāo)準(zhǔn)偏差0.5mm放大率38×最短視距1.6m補償器工作范圍±15安平精度±0.3圓水準(zhǔn)器靈敏度10/2mm測微范圍10mm測微尺格值0.1mm可估讀值0.01mm分別位于箱梁底板兩側(cè)的腹板底緣（圖6、圖

13、7）。同時在該截面兩側(cè)各選擇一根鋼管支撐作為支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測對象，每根鋼管布置一個應(yīng)力測點。BACDFEPD3PD4PD5PD6PD7PD8PD9PD10PD11PD12PD13圖5 結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測斷面布置圖1200應(yīng)力監(jiān)測截面圖6 主梁應(yīng)力監(jiān)測斷面位置立面圖（單位：mm）應(yīng)力傳感器圖7 主梁應(yīng)力監(jiān)測斷面測點布置圖應(yīng)力監(jiān)測采用HY-65B3000B數(shù)碼應(yīng)變表面?zhèn)鞲衅?。該傳感器可用來測量結(jié)構(gòu)體在靜荷載作用下產(chǎn)生的微應(yīng)變。它是一種采用磁感位置編碼技術(shù)的新型應(yīng)變傳感器。內(nèi)置霍爾芯片、釤鈷合金材料、美國進(jìn)口16位單片機等當(dāng)今最前沿電子芯片。HY-65B3000B數(shù)碼表面應(yīng)變傳感器由兩部分組成：HY-65

14、B3000B數(shù)碼表面應(yīng)變傳感器寶石測頭+微動測頭。其微動測頭采用磁性恒力吸附技術(shù)，任意姿勢均不受重力影響，無蠕變。它直接以數(shù)碼方式將測量值傳送給專門配置的數(shù)顯表或計算機顯示。有線/無線傳送距離可達(dá)1km或更遠(yuǎn)。應(yīng)變傳感器外形及技術(shù)參數(shù)見表3。表3 HY-65B3000B應(yīng)變傳感器技術(shù)參數(shù)儀器外形技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)量程范圍（）±1500最小分辨率（）0.1標(biāo)距（mm）150非線性及準(zhǔn)度1.0F.S.重復(fù)性及滯后0.5F.S.零點漂移4/4h溫度漂移1/工作電壓DC+812 V <30mA工作環(huán)境（）-20+60濕度<100% RH防護(hù)等級IP654.4 監(jiān)測頻率根據(jù)橋梁頂升工

15、程的施工步驟，對以下施工工況實施監(jiān)測：（1） 橋梁稱重。根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)自重的分布特點，各頂升點承受的結(jié)構(gòu)自重并不完全相同，因此為了防止結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻豎向位移，在頂升施工實施之前應(yīng)對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行稱重，合理分配各頂升點的頂升力。在此階段將對鋼管支撐的軸向應(yīng)力和梁體豎向位移進(jìn)行實時監(jiān)測，確定各點的合理頂升力。監(jiān)測數(shù)據(jù)由計算機通過專門的數(shù)據(jù)采集軟件采集并實時顯示，采樣頻率為5次/min。（2） 主梁頂升。在各頂升循環(huán)過程中，將對鋼管支撐的軸向應(yīng)力和梁體豎向位移進(jìn)行實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)由計算機通過專門的數(shù)據(jù)采集軟件采集并實時顯示，采樣頻率為5次/min。（3） 頂升階段完成?？紤]到本橋頂升高度大，為防止

16、頂升高度的累積誤差過大，將主梁每升高50cm設(shè)為一個頂升階段。每一階段施工完成后，對橋面線形進(jìn)行一次測量，確定各測點實際標(biāo)高與設(shè)計值的誤差。若誤差小于預(yù)定的限值，則可以進(jìn)行下一階段的頂升施工；若實測誤差大于預(yù)定限值，則應(yīng)查明原因，并通過液壓系統(tǒng)對高程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。（4） 頂升全部完成。當(dāng)主梁頂升至設(shè)計高度時，對橋面線形進(jìn)行一次測量，確定各測點實際標(biāo)高與設(shè)計值的誤差。若誤差小于預(yù)定的限值，則可以在對主梁進(jìn)行緊固后，實施橋墩接長等后續(xù)施工。若實測誤差大于預(yù)定限值，則應(yīng)查明原因，并通過液壓系統(tǒng)對高程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，直至滿足預(yù)定要求為止。4.5 施工監(jiān)控目標(biāo)施工監(jiān)控的最終目標(biāo)是：橋梁頂升施工完成后的

17、線形與設(shè)計線形在各測點的誤差均控制在規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求的范圍之內(nèi)。根據(jù)這一目標(biāo)，按公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004)、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)、城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范（CJJ 2-2008）要求，制定了如下的高程誤差及鋼管支撐應(yīng)力控制水平：（1） 施工監(jiān)控總目標(biāo)是成橋后橋面曲線高程與設(shè)計值誤差控制在±3mm以內(nèi)。（2） 在頂升過程中，主梁每頂升0.50m為一個階段，每階段橋面曲線高程與設(shè)計值誤差縱向控制在±5mm以內(nèi)，橫向控制在±2mm以內(nèi)。（3） 頂升過程中，主梁附加應(yīng)力處于合理范圍內(nèi)，不出現(xiàn)新的裂縫，原有裂

18、縫寬度無明顯增大，滿足相關(guān)規(guī)范要求。（4） 頂升過程中，鋼管支撐軸向壓應(yīng)力均應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定的材料強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定范圍之內(nèi)。4.6 監(jiān)控注意事項1 在頂升施工開始前，應(yīng)完成橋梁結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查，詳細(xì)記錄結(jié)構(gòu)缺陷和病害的具體位置、形態(tài)、規(guī)模等；頂升施工過程中應(yīng)觀察各構(gòu)件缺陷和病害的發(fā)展情況；2 在頂升施工開始前，應(yīng)將所有監(jiān)測斷面的應(yīng)變計安裝完畢，檢查儀器的工作情況，并記錄初始數(shù)據(jù)。在施工中應(yīng)密切注意結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化發(fā)展情況。當(dāng)發(fā)生下列情況時，應(yīng)立刻停止頂升，并查明原因，及時進(jìn)行糾正。1） 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的缺陷和病害有明顯的發(fā)展和惡化；2） 結(jié)構(gòu)有新的病害出現(xiàn)；3） 各頂升點各循環(huán)累計高差超過控制限值；4） 主梁及支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力持續(xù)發(fā)展或發(fā)生突變，應(yīng)力數(shù)值超過臨界應(yīng)力；5） 支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生撓曲變形或失穩(wěn)。五、 施工監(jiān)控的儀器、設(shè)備及軟件本項目擬投入的儀器、設(shè)備及軟件見表4。表4 用于本項工程施工監(jiān)控的儀器、設(shè)備及軟件表1. 擬投入使用的儀器、設(shè)備名稱型號功能出廠日期設(shè)備壽命設(shè)備狀態(tài)備注數(shù)碼靜態(tài)應(yīng)變傳感器HY-65B3000B鋼支撐應(yīng)力監(jiān)測20115年良好數(shù)碼位移傳感器