六武高速公路安徽段装配式涵洞
施 工 监 控 方 案
合肥工业大学土木建筑工程学院
二〇〇六年十月
目 录
一、工程概况 ............................................................................................................................ 1 二、施工控制的目的和意义 .................................................................................................... 1 三、施工监控主要内容和目标 ................................................................................................ 2
4.1 施工监控的主要工作内容 .......................................................................................... 2 4.2 施工控制的目标 .......................................................................................................... 3 五、施工控制误差分析 ............................................................................................................ 3 六、涵洞结构分析 .................................................................................................................... 4 七、施工监测 ............................................................................................................................ 5
7.1 断面应力测试 .............................................................................................................. 5
7.1.1测点布置 ........................................................................................................... 5 7.1.2测试手段 ........................................................................................................... 6 7.1.3测试工况 ........................................................................................................... 7 7.2 基底压力测试 .............................................................................................................. 7
7.2.1测点布置 ........................................................................................................... 7 7.2.2测试手段 ........................................................................................................... 8 7.2.3测试工况 ........................................................................................................... 8 7.3 涵洞整体位移 .............................................................................................................. 8
7.3.1测点布置 ........................................................................................................... 8 7.3.2测试手段 ........................................................................................................... 9 7.3.3测试工况 ........................................................................................................... 9 7.4 涵洞变形监测 .............................................................................................................. 9
7.4.1测点布置： ....................................................................................................... 9 7.4.2测试手段： ....................................................................................................... 9 7.4.3测试工况 ......................................................................................................... 10
八、施工控制组织机构 .......................................................................................................... 10
8.1 施工监控协调小组 .................................................................................................... 10 8.2 施工监控项目组 ........................................................................................................ 10 8.3 联系单传递方式 ........................................................................................................ 11 九、施工控制实施日程安排 .................................................................................................. 11
9.1 现场监测监控前的准备工作 .................................................................................... 11 9.2 涵洞结构内力与变形监测 ........................................................................................ 11 9.3 施工控制总结和报告撰写 ........................................................................................ 11 十、对施工单位的协作事项要求 .......................................................................................... 11
10.1 提供实际的施工步骤安排计划 .............................................................................. 11 10.2 协助完成工作 .......................................................................................................... 12 10.4 对施工现场的要求 .................................................................................................. 12 十一、控制具体流程 .............................................................................................................. 12
11.1 预制构件吊装阶段 .................................................................................................. 12 11.2 现浇底板阶段 .......................................................................................................... 12 11.3 回填覆土与压实阶段 .............................................................................................. 13 十二、误差控制 ...................................................................................................................... 13 十三、拟投入设备及人员安排 .............................................................................................. 14 十四、工程量清单及报价 ...................................................................................................... 15
装配式涵洞施工监控方案
一、工程概况
预制装配式钢筋混凝土盖板涵洞通道位于六安至武汉高速公路安徽段，分别为3.5m×2.5m，净高2m和6.3m×4.5m，净高3.8m两种类型预制钢筋混凝土涵洞。涵洞每节长3m，由两块预制边板、一块预制顶板和现浇底板组成，边板、顶板和底板均采用C30混凝土，施工时必须保证边板和顶板精确吊装就位后才进行底板的浇筑和养护，底板达到设计强度后方可进行涵洞两侧对称填土及顶部填土。
采用预制装配式涵洞可以缩短高速公路的建设周期、提高高速公路的路基质量，延长高速公路的使用寿命，保护环境。节省建设资金。符合工业化生产要求。同时可以应用于城市道路的过人通道，地下的排水系统、管网系统。也可以用于高速铁路的立交系统。
二、施工控制的目的和意义
随着国民经济的快速发展和人口的高度城市集中化，地下空间已经作为一种重要的自然资源加以开发和利用。地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得了广泛应用。当前，为缓解或从根本上解决人口增长对城市环境的压力，世界各国都在大量修建或即将修建各种城市隧道和地下建筑物。
预制装配式钢筋混凝土涵洞是涵洞施工所采用的新型施工方式，从实践情况看，其优越性很多，经济效益显著。
一、地面预制，强度易于保证，可制作高强度混凝土管片； 二、自重轻，结构精巧；
三、与同类现浇混凝土建筑物相比，节省材料、造价低廉，能够降低工程造价；
四、现场拼装简单、施工速度快。在基础开挖到设计深度后，两侧挡土墙只需三角架“金不拉”吊装即可，挡土墙用完拉筋固定，回填土后便可交付使用；
五、适合于工厂化生产、工程质量便于控制，克服了在野外施工的种种弊端。 装配式涵洞结构是由若干块弧形的管片拼装而成，管片与管片之间通过螺栓或其它方式连接。由于接头的存在，管片内力分布比整体式涵洞要复杂得多，接头位置实质上反映了管片的分块分布形式，管片的分布形式由涵洞直径、结构受
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力特性、防水效果、拼装工艺等诸多因素决定。而从地层与结构相互作用来看，接头位置改变带来结构刚度的变化将会影响土层与结构的相互作用，从而调整作用在结构上的载荷，最终导致结构内力及变形的改变。弄清楚钢筋混凝土管片结构的力学机理，建立一个合理的结构力学模型一直是摆在从事装配式涵洞研究工作者们面前的一个重要问题。管片的合理结构设计直接影响到工程造价和运营阶段的维修费用，其设计的关键就是模型的选择、参数的取值和结构形式的优化。
施工控制的目的就是确保施工中结构的安全和确保结构形成后的线形和内力状态符合设计要求。装配式涵洞的理想几何形态与合理的内力状态不仅与设计有关，还依赖于科学合理的施工方法。对于拼装预制管片施工的装配式涵洞来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段分析，确定出每个施工阶段的力学特性，监测不同分级荷载作用下涵洞各控制截面的应变、径向变形以及整体位移，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一阶段的施工进行调整，以此来保证涵洞线型、以及结构内力状态符合设计要求。
影响装配式涵洞施工过程中结构内力和变形的因素主要有以下几方面：
（1） 地基承载力
（2） 基础的不均匀沉降对涵洞的影响 （3）施工过程中，预制涵洞管片吊装的精确度 （4）拼装时，管片连接方式
（5）吊装过程中，构件的变形和内力 （6）现浇地板对吊装构件的影响 （7）回填覆土过程中，每次回填土的高度 （8）回填土荷载对涵洞的位移、变形和内力影响 （9）回填覆土过程中，压实方式对涵洞的影响 （10）路面结构的施工以及荷载对涵洞的影响
当上述因素与计算估计不符或者有所超标，而又不能及时识别引起监控目标偏离的真正原因时，必然将导致损失，所以施工监控是装配式涵洞施工过程中不可缺少的工序。
三、施工监控主要内容和目标
4.1 施工监控的主要工作内容
1、根据施工监控大纲、设计图纸、施工组织设计等资料，撰写装配式涵洞施工监控规划和实施细则；
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2、施工过程中，基础沉降观测； 3、施工过程中，整体结构安全性验算； 4、吊装过程中，吊装精确度的监控； 5、吊装过程中，管片应力与变形监测；
6、回填覆土过程中，每级回填土荷载下，涵洞应力、变形和位移监测； 7、填土压实过程中，涵洞应力和变形监测以及整体位移监测； 8、施工过程中参与重大技术讨论会； 9、撰写施工监控报告。 4.2 施工控制的目标
1、各预制件控制截面内力和弯矩在允许范围内； 2、结构内力达到设计要求或满足规范； 3、结构线形和顺；
4、保证施工过程结构安全。
五、施工控制误差分析
实际施工中结构状态总是由于设计参数、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等因素偏离目标。
为了能及时有效地将实测数据（体系本身的变化、变形、应力、现场气温等）、调整参数信息、误差信息反馈到实际施工控制中，指导现场施工作业，可编制基于现代控制论中的随机最优控制理论和有限元法的的计算程序，建立现场计算机工作站（EWS），将实测结构控制参数输入，得出有效调整量，获得最优调整方案，同时预告下阶段结构状态。
误差分析是施工监控的难点，也是施工监控三大系统中相对最不成熟的部分，主要原因是测试数据较少而影响因素较多的矛盾引起的。下面将装配式涵洞可能碰到的误差、误差的严重程度以及解决方法分析如下： (1) 结构刚度误差
引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面截面尺寸的变化，都对刚度有所影响。对于装配式涵洞来说，结构刚度误差对施工控制质量的危害不大。 (2) 地基土与回填覆土参数
涵洞是一种地下结构物，土对其既有支撑作用，也起着外荷载的作用，因此，地基土和回填覆土的参数直接影响到涵洞的受力情况、线形及其稳定性。
在进行涵洞的设计和验算时，首先要准确掌握涵洞周边土的一些力学参数，但是这些参数因为现场水、温度等环境的不同，也就不同，要准确掌握非常困难。 因而，在结构验算时通过对现场数据的采集，与理论计算值的比较，不断地修正
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