黄韩侯铁路县西河特大桥(60+2×100+60)m连续刚构桥桥墩施工监测与监控大纲
(二) 桥墩竖直度监测
主桥高墩在墩身施工过程中影响因素较多,为保证主桥建成后,在设计合拢温度下,桥墩线形满足设计要求,主梁施工过程中墩顶变形满足主梁线形要求,须对桥墩的垂直度进行监测。
1. 6#、7#、8#桥墩垂直度控制:
高墩的控制测量与施工监测主要从墩中心定位测量、墩高程测量、垂直度测量三个方面加以考虑。因此必须精确测量放线,同时施工前复核好墩身轴线位置及标高。标高测量至每层模板的底口,根据不同的标高计算出所对应的墩身截面尺寸,用以检验和控制模板的截面尺寸及坡度。
在测量措施方面:
(1)组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作,配备先进的测量仪器,确保墩身的线形控制。
(2)为了防止仪器误差导致墩身偏斜,每一模必须用全站仪测设中心点与铅直仪校核一次,并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线形控制。
(3)坚持墩身中线的复测和墩身截面尺寸的测量检查制度。
(4)实行测量换手复核制度,对同一部位测量坚持两个人独立测量复核。 (5)建立测量内业复核制度,测量资料复核无误后,报监理工程师审查认可,方可用于施工。
(6)坚持相对恒温、恒压测量制度。 双薄壁墩的测量、监控过程措施:
(1)在大体积嵌岩基础施工前,首先放出墩身十字线,做好型钢支架,将墩身预埋钢筋准确定位并确保在整个施工过程中墩身钢筋不移位、不偏斜。
(2)在第一次立墩身模板时,采用平面坐标法(与导线点联测)准确测放出模板4个控制点的平面位置,采用三角高程法测放出模板顶面高程,然后利用铅锤线测量模板的倾斜。
(3)以后每节段立模时均与第一次一样测量控制放样,而且还要对前一节段进行竣工检查(倾斜、平面偏差及两柱之间的相对位置关系检查)。
(4)平面位置控制。将全站仪架于控制点,用极坐标法通过控制模板位置来控制主墩平面位置。由于温度对模板、仪器影响较大,每次固定观测时间定为温度变化不大
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的早上7:00左右。测量时先观测大气压、温度计读数,输入到全站仪,通过仪器自动改正。
(5)高程控制。在承台上南北面各布设两个水准点作为基准高程,基准高程采用三角高程测量的方法从控制点用检定钢尺沿主墩向上传递。每翻模一次检验一次高程,其高程误差应符合规范要求,特别是墩顶最后一次必须控制好。
(三) 墩顶预抛高
由于6#、7#、8#墩都较高,施工过程中不能忽略桥墩因为混凝土弹性压缩、收缩徐变等引起的竖向变形,通过对材料力学性能的测试,确定混凝土的弹性模量和收缩徐变系数,经过有限元计算,并计入施工中的基础沉降,最终确定桥墩的预抛高值。
(四) 桥墩应力监测
图2 桥墩应力监测控制截面及测点布置图
考虑到6#、7#、8#桥墩墩身高度分别达到31m、62 m和31m,墩身受温度、风力的影响较大,受力复杂,因此在距离承台顶面向上2.8m处和距离墩顶向下0.8m处的截面上分别布置4个振弦式应力计,进行应力观测。其传感器埋设位置如图4所示。
五、施工监控和监测目标的实现
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(一)桥墩沉降监测与监控的实现 1、水准基点的引测
桥墩沉降观测引用的水准基点,初期采用应急测量网水准点(二等水准点,点间距约200m),全线精密控制网建立后,应改为精测网高程水准点(二等水准点,点间距约150~180m)。并将引用应急测量网水准基点得到的沉降观测成果归算到精测网高程系统之中。
沉降观测从最近的水准基点引测,引测前对引用水准基点进行检核,检核采用复测方式进行,将前后相邻水准基点之间的高差值与原高差值进行对比,当检测的高差值与原高差值满足??4L(L为两相邻水准基点间的距离,单位km)时,可认为拟引测水准基点处于稳固状态。否则进一步复测,查明原因、消除问题后再进行引测。
2、测量方法
沉降观测采用从邻近水准点测至沉降观测点,再闭合至邻近另一水准基点的符合水准路线法,有时根据需要也采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点、并进行往返测的支路线法。
桥墩监测基点为标准水准点(高程已知),监测时通过测得各测点与水准点(基点)在t(2)时间的高程差ΔH,可经计算得到各监测点在t(2)时间的标准高程ht(2),然后与上次t(1)时间测得的高程ht(1)进行比较,差值Δht(1,2)即为该测点的在t(1)~t(2) 时间段的沉降值,即:Δht(1,2)=ht(2)-ht(1)。
(二) 桥墩垂直度监测与监控的实现 1. 墩身测量要求
“桥规”要求:墩身轴线偏位为±10mm,竖直度为0.3%H且不大于20mm,为满足施工精度要求,墩身控制点坐标误差均应控制在±10mm。
2. 测量方法
边线垂直度测量采用全站仪进行。模板支立完成后,用全站仪对新型柱板式空心墩的关键点(见图3)进行复核,根据复核结果再调整模板。空心墩模板的组装应符合模板组装精度要求。砼浇筑完后需及时对砼结构尺寸进行测量,防止胀模等现象发生。
3. 数据分析及调整
将每一施工节段完成后测得的垂直度控制点的数据与设计数据进行比较,得到施工误差,按照施工误差进行下一节段施工时的模板调整。
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表2 垂直度控制点施工误差
第 节段 测试时间 测试温度 实测坐标(m) 控制点点号 X Y 设计坐标(m) X Y 误差值(mm) X Y L1 L2 Ln-1 Ln (三) 桥墩应力监测与监控的实现
对应力进行监测与监控时,采用理论和试验相结合的方法进行,即首先根据结构的力学和几何参数、施工荷载以及预应力数值等确定出控制截面的位置并计算出控制点上的应力,在相应的点上布设应力测试元件,然后根据施工进度对理论值和实测值进行比较,并对不一致的地方进行分析和调整,确保桥梁施工时控制点上的最大应力在目标控制范围之内。
六、监控的工况和频次
(一)桥墩沉降观测 1、观测精度
施工期间,桥墩沉降观测都严格按照有关规定进行。 (1)每测站高差中误差≤±0.5mm;
(2)每测段往返较差或附合路线允许闭合差:±1n(mm)或±4L(mm)(注:n为测站数;L为水准路线长度,以km计);
(3)沉降观测点相对于水准基点高差中误差≤±1.0mm。
水准测量按二级水准施测,两次读数差<0.5mm,两次高差较差<0.7mm。测量路线按实际情况可取闭合或附合水准。
2、观测测量操作
(1)沉降观测每测站观测程序及具体要求根据《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-91)有关规定执行。
(2)沉降观测测量时,置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定,在
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成像清晰稳定的条件下进行观测,作业中应经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查;在同一测站观测时,不进行两次调焦,以确保观测成果质量。
(3)沉降观测记录
沉降观测数据和有关记事项目,由仪器自动记录在自备的电子文件中,同时在现场直接记录在观测手簿中。手工记录观测手簿,按规定的统一格式执行;观测完成后,对电子记录成果进行硬拷贝。
(4)沉降观测数据处理和计算
沉降观测数据处理和计算包括:沉降观测手簿的计算;沉降观测成果的质量评定(计算每公里或每测站水准测量偶然中误差);沉降观测点每期沉降量、累计沉降量的计算、绘制t-s(时间-沉降量)曲线;沉降分析和预测。
(二) 桥墩应力观测 1.准备工作
(1) 施工控制组应根据要求提供应变测点在截面上预设位置图给设计单位、施工单位、监理单位和指挥部。
(2) 施工控制组应对测试设备 、应变传感器等进行室内试验,以保证各项性能指标均达到测试的要求。
2.测点埋设
(1) 施工单位应根据应变测点布置图,配合施工控制组完成传感器的埋设工作。 (2) 埋设传感器是关系到今后测点是否能正常工作的关键。埋设的混凝土施工时,应避免在传感器上直接震捣,并特别注意不得损坏测试线与传感器的接头。
(3) 预埋工作结束后,施工控制组应及时进行现场测试,以检查传感器是否能工作。
3.实测规定
(1) 应变测试一般在清晨进行定时观测,以尽量消除温度变化的影响。 (2) 为了得到混凝土收缩徐变、温度对截面应力的影响,可进行定时观测。 (3) 应认真填写截面应变观测记录。 4.观测资料
(1) 施工控制组应及时整理、分析观测资料,并且与计算值进行比较。 (2) 实测值与计算值比较,主要观察截面应力(由应变值换算)变化是否正常,与施工进度情况是否一致。若有异常,应及时通告指挥部。
(三) 监测频率
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