富春江第一大桥立交顶升综合项目工程监控专项方案.doc

目 录
一、 工程概况 1
二、 施工监控根据 3
三、 顶升施工监控目 3
四、 顶升施工监控内容 4
4.1 施工前桥梁构造状况调查 4
4.2 主梁位移监控 4
4.3 主梁及钢管支撑应力监控 6
4.4 监测频率 8
4.5 施工监控目的 9
4.6 监控注意事项 9
五、 施工监控仪器、设备及软件 10

一、 工程概况
富阳富春江第一大桥立交位于富阳市主城东南角，北渠与富春江交汇处，是富春主城与杭州、东洲组团、春江组团联系交通转换节点，是主干路网中二横通道与富春江越江通道联系交通枢纽，是富阳都市东大门。
本改造工程采用新建北渠平桥+老引桥顶升运用方案，为远期富阳市路网规模升级规划预留上引桥及花坞路跨线设施实行也许。
第一大桥下引桥原桥跨布置为 (4x20+3x25+3x25+3x20)m四联现浇预应力混凝土持续箱梁桥，梁高1.4m，桥面宽10.5m。其中顶升某些跨径为(4x20+3x25+3x25)，顶升段共230m，整体顶升3.3m高。剩余3x20m持续梁予以拆除，并在顶升段两端新建3x25m与2x25m两联持续梁与地面道路接顺。
本工程采用承台——抱柱梁式断柱顶升方案。在桥墩一定高度浇筑抱柱梁；在抱柱梁底面设立千斤顶；将墩柱切断；10个桥墩同步顶升抱柱梁；顶升到位后连接墩柱。
本方案顶升时支撑基本直接设立于承台之上，上部着力点设于抱柱梁底面上，下部设钢支撑并与承台栓接，并约束顶升某些柱纵、横向位移，保证其整体稳定性。顶升抱柱梁规定不变化主梁受力状态，避免对桥面构造导致损伤和破坏。顶升时，千斤顶加载比例按20％、40％、60％、80%、90％、95％、100％分别加载。卸载时依照实际测定反力按加载时比例反向逐渐卸载。 在千斤顶加、卸载过程中，应保证各千斤顶受力均匀。
墩柱改造完毕后，在墩顶顶升主梁，将原有盆式支座更换为板式橡胶支座，以保证顶升后构造抗震满足规范规定。支座顶升时，千斤顶应布置在横梁或腹板正下方，施工单位应在千斤顶上、下加设钢垫板使主梁及桥墩混凝土均匀受力，保证局部受力满足规范规定，构造不受损伤。顶升时，千斤顶加载比例按20％、40％、60％、80%、90％、95％、100％分别加载。卸载时依照实际测定反力按加载时比例反向逐渐卸载。 在千斤顶加、卸载过程中，应保证各千斤顶受力均匀。

二、 施工监控根据
本施工监控项目将根据和参照下列规范、原则和文献进行。
（1） 《公路工程技术原则》（JTGB01-）
（2） 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-）
（3） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D60-）
（4） 《公路桥涵地基与基本设计规范》（JTG D63-）
（5） 《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》（JTG 025-86）
（6） 《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-)
（7） 《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T J23-）
（8） 《钢构造设计规范》（GB 50017-）
（9） 《钢构造工程施工质量验收规范》（GB 50205-）
（10） 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）
（11） 《公路工程质量检查评估原则》（土建工程）（JTG F80/1-）
（12） 《都市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-）
（13） 《砼构造加固设计规范》(GB50376-)
（14） 《工程测量规范》(GB50026-93)
三、 顶升施工监控目
桥梁顶升施工监控最基本规定是保证施工过程中桥梁构造安全，施工结束后桥梁线形和内力状态符合设计规定。
富春江第一大桥下引桥顶升某些共三联，上部构造为预应力混凝土持续箱梁，跨径分布为4x20+3x25+3x25m，全长230m。施工采用整体顶升办法，将三联上部构造同步顶升3.30m。由于主梁为超静定构造，若各顶升点之间上升高度存在差别，将导致构造产生附加内力，当高差到达一定数值时，将也许导致梁体开裂，严重时甚至导致梁体破坏，为日后桥梁安全运营埋下隐患。同步，支撑主梁巨大自重钢管随着顶升推动，其长度也不断增长，当主梁达到设计顶升高度时支撑钢管长度将超过3.3m。若各顶升点因各种因素导致压力分派不均匀，支撑钢管则也许因承受过大压力而失稳，这将极大危害施工安全，导致难以挽回损失。因而在施工过程中对主梁构造位移和支撑构造受力进行实时监控是非常必要，其目就是为了保证施工过程安全，以及桥梁构造线形和受力在施工过程中和施工结束后能满足设计规定。
四、 顶升施工监控内容
4.1 施工前桥梁构造状况调查
由于第一大桥下引桥在顶升施工前已运营一段时间，对桥梁构造进行调查，其目是系统地掌握构造物技术状况，及时发现缺陷和病害，分析缺陷和病害浮现因素。并通过对比顶升先后构造病害和缺陷发展状况，分析顶升施工对构造作用和影响限度。
桥梁构造调查内容涉及：
（1） 主梁混凝土构造有无裂缝、渗水、表面风化、剥落、露筋、钢筋锈蚀；预应力钢筋锚固区段混凝土有无开裂，沿预应力筋混凝土表面有无纵向裂缝；
（2） 桥面铺装有无裂缝、坑槽、防水层漏水等；
（3） 伸缩缝与否破损、脱落、漏水、跳车；
（4） 护栏有无撞坏、断裂、错位、缺件、锈蚀、剥落等；
（5） 桥面横坡、纵坡与否顺适，有无积水，泄水管与否完好、畅通；
（6） 桥梁支座调查，涉及：
1) 橡胶支座与否老化、变形、脱空；
2) 盆式橡胶支座固定螺栓与否剪断，螺母与否松动；
3) 活动支座与否灵活，实际位移量与否正常。
调查办法重要以目测为主，辅以必要测量仪器，涉及直尺、裂缝显微镜、望远镜、照相机等。
4.2 主梁位移监控（由施工单位承担）
主梁各顶升点顶升高度不一致将在构造内产生附加内力，因而在顶升过程中对构造竖向位移进行监测是至关重要。
竖向位移监测涉及顶升过程位移实时监测和阶段位移监测两某些。
（1）顶升过程位移实时监测
位移实时监测指在顶升过程中通过对各顶升点竖向位移实时测量来判断主梁构造各测点位移与否协调一致，避免因过大位移差别导致构造开裂或破坏。
箱梁每个桥墩截面均设立为监测截面，全桥共计11个监测截面（图2，截面A~K），每个截面布置一种位移传感器。为防止箱梁因横向顶升点位移不同步导致扭转，在每一联伸缩缝监测截面横向布置两个位移传感器，全桥共布置位移传感器15个（图3）。
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K

图2 竖向位移监测截面布置图

位移传感器

图3 位移传感器平面布置图
主梁位移监测采用HY-65050F直线数码位移传感器。该传感器是一种运用磁轨迹非线性编码技术完毕对被测物体直线位移专用测量数码传感器。它外部重要由可伸缩测杆、金属壳体、输出端子构成；内部重要由集成霍尔芯片、钐钴合金材料、美国进口16位单片机等构成，传感器可通过RS232原则接口，直接同微机连机使用。每台微机通过RS-232/RS-485接口转换器在一条四芯电缆上最多可同步挂接255只传感器在线实时监控，有线/无线传送距离可达1km或更远。直线数码位移传感器外形及技术参数见表1。
表1 直线数码位移传感器技术参数
仪器外形
技术指标
技术参数

量程范畴（mm）
100
最小辨别率（μm）
1
示值误差
±40
时间漂移
±0.01﹪F.S./360h
温度漂移
0. 1﹪/10℃ F.S.
工作电压
DC+8～12 V <150mA
工作环境（℃）
-20～+60
湿度
<100% RH
防护级别
IP65

（2）阶段位移监测
阶段位移监测指主梁每顶升达到一定高度后（本桥定为0.50m），对桥面高程进行一次全面测量，拟定各测点实际顶升高度，避免由于多次顶升循环导致各测点产生过大合计高差。当合计高差超过限制值时，应对相应测点高程进行调节。只有在所有测点顶升高差均不大于规定限值时，方能进行下一阶段顶升施工。
阶段位移监测截面布置同顶升过程位移实时监测（图2），每一监测截面在桥面设立两个高程测点，分别位于行车道两侧（图4），全桥共设测点22个。
桥面高程监测点

图4 桥面高程监测点布置图
主梁高程测量仪器采用苏光DS05精密水准仪，其外型及性能参数见表2。
4.3 主梁及钢管支撑应力监控
依照持续梁桥受力特点，若支点处产生不均匀竖向位移时，在中间支点截面将产生较大附加弯矩，因而主梁应力监控截面均布置在箱梁中间支点位置，全桥共布置6个监测截面（图5，截面A~F），每一联2个。每个截面沿横向布置两个应力监测点，
表2苏光DS05精密水准仪参数
仪器外形
技术指标
技术参数

每公里来回原则偏差
≤0.5mm
放大率
38×
最短视距
1.6m
补偿器工作范畴
±15′
安平精度
±0.3″
圆水准器敏捷度
10′/2mm
测微范畴
10mm
测微尺格值
0.1mm
可估读值
0.01mm
分别位于箱梁底板两侧腹板底缘（图6、图7）。同步在该截面两侧各选取一根钢管支撑作为支撑构造应力监测对象，每根钢管布置一种应力测点。

B
A
C
D
F
E
PD3
PD4
PD5
PD6
PD7
PD8
PD9
PD10
PD11
PD12
PD13

图5 构造应力监测断面布置图
1200
应力监测截面

图6 主梁应力监测断面位置立面图（单位：mm）
应力传感器

图7 主梁应力监测断面测点布置图
应力监测采用HY-65B3000B数码应变表面传感器。该传感器可用来测量构造体在静荷载作用下产生微应变。它是一种采用磁感位置编码技术新型应变传感器。内置霍尔芯片、钐钴合金材料、美国进口16位单片机等当今最前沿电子芯片。HY-65B3000B数码表面应变传感器由两某些构成：HY-65B3000B数码表面应变传感器宝石测头+微动测头。其微动测头采用磁性恒力吸附技术，任意姿势均不受重力影响，无蠕变。它直接以数码方式将测量值传送给专门配备数显表或计算机显示。有线/无线传送距离可达1km或更远。应变传感器外形及技术参数见表3。
表3 HY-65B3000B应变传感器技术参数
仪器外形
技术指标
技术参数

量程范畴（με）
±1500
最小辨别率（με）
0.1
标距（mm）
150
非线性及准度
≤1.0﹪F.S.
重复性及滞后
≤0.5﹪F.S.
零点漂移
≤4με/4h
温度漂移
≤1με/℃
工作电压
DC+8～12 V <30mA
工作环境（℃）
-20～+60
湿度
<100% RH
防护级别
IP65
4.4 监测频率
依照桥梁顶升工程施工环节，对如下施工工况实行监测：
（1） 桥梁称重。依照桥梁上部构造自重分布特点，各顶升点承受构造自重并不完全相似，因而为了防止构造发生不均匀竖向位移，在顶升施工实行之前应对上部构造进行称重，合理分派各顶升点顶升力。在此阶段将对钢管支撑轴向应力和梁体竖向位移进行实时监测，拟定各点合理顶升力。监测数据由计算机通过专门数据采集软件采集并实时显示，采样频率为5次/min。
（2） 主梁顶升。在各顶升循环过程中，将对钢管支撑轴向应力和梁体竖向位移进行实时监测，监测数据由计算机通过专门数据采集软件采集并实时显示，采样频率为5次/min。
（3） 顶升阶段完毕。考虑到本桥顶升高度大，为防止顶升高度累积误差过大，将主梁每升高50cm设为一种顶升阶段。每一阶段施工完毕后，对桥面线形进行一次测量，拟定各测点实际标高与设计值误差。若误差不大于预定限值，则可以进行下一阶段顶升施工；若实测误差不不大于预定限值，则应查明因素，并通过液压系统对高程进行相应调节。
（4） 顶升所有完毕。当主梁顶升至设计高度时，对桥面线形进行一次测量，拟定各测点实际标高与设计值误差。若误差不大于预定限值，则可以在对主梁进行紧固后，实行桥墩接长等后续施工。若实测误差不不大于预定限值，则应查明因素，并通过液压系统对高程进行相应调节，直至满足预定规定为止。
4.5 施工监控目的
施工监控最后目的是：桥梁顶升施工完毕后线形与设计线形在各测点误差均控制在规范规定和设计规定范畴之内。依照这一目的，按《公路工程质量检查评估原则》(JTG F80/1-)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-)、《都市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-）规定，制定了如下高程误差及钢管支撑应力控制水平：
（1） 施工监控总目的是成桥后桥面曲线高程与设计值误差控制在±3mm以内。
（2） 在顶升过程中，主梁每顶升0.50m为一种阶段，每阶段桥面曲线高程与设计值误差纵向控制在±5mm以内，横向控制在±2mm以内。
（3） 顶升过程中，主梁附加应力处在合理范畴内，不浮现新裂缝，原有裂缝宽度无明显增大，满足有关规范规定。
（4） 顶升过程中，钢管支撑轴向压应力均应控制在规范规定材料强度和构造稳定范畴之内。
4.6 监控注意事项
1． 在顶升施工开始前，应完毕桥梁构造状况调查，详细记录构造缺陷和病害详细位置、形态、规模等；顶升施工过程中应观测各构件缺陷和病害发展状况；
2． 在顶升施工开始前，应将所有监测断面应变计安装完毕，检查仪器工作状况，并记录初始数据。在施工中应密切注意构造位移、应变数据变化发展状况。当发生下列状况时，应立即停止顶升，并查明因素，及时进行纠正。
1） 既有构造缺陷和病害有明显发展和恶化；
2） 构造有新病害浮现；
3） 各顶升点各循环合计高差超过控制限值；
4） 主梁及支撑构造应力持续发展或发生突变，应力数值超过临界应力；
5） 支撑构造发生挠曲变形或失稳。
五、 施工监控仪器、设备及软件
本项目拟投入仪器、设备及软件见表4。
表4 用于本项工程施工监控仪器、设备及软件表
1. 拟投入使用仪器、设备
名称
型号
功能
出厂
日期
设备
寿命
设备
状态
备注
数码静态应变传感器
HY-65B3000B
钢支撑应力监测

5年
良好

数码位移传感器
HY-65050F
主梁顶升位移监测

5年
良好

无线数据发射器
HY-65L
实时监测数据发射

良好

无线数据接受器
HY-65PC
实时监测数据接受

5年
良好

精密水准仪
DS05
主梁线形测量

良好

监测数据采集软件

应力、位移数据采集

良好

笔记本电脑
Dell
数据记录，解决

5
良好

打印机
惠普
文献打印

5
良好

2. 拟投入使用专业分析软件
软件名称
重要功能
研发单位
备注
桥梁博士3.1
桥梁构造分析专业软件
上海同豪土木工程征询有限公司

Midas 6.7
桥梁构造分析专业软件
韩国Midas公司

ANSYS 10.0
通用有限元分析软件
美国ANSYS公司