富春江第一大桥立交顶升工程监控方案.doc

目 录
一、 工程概况 1
二、 施工监控依据 3
三、 顶升施工监控得目得 3
四、 顶升施工监控内容 4
4、1 施工前桥梁结构状况调查 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 施工监控目标 9
4、6 监控注意事项 9
五、 施工监控得仪器、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，就是富春主城与杭州、东洲组团、春江组团联系得交通转换节点，就是主干路网中二横通道与富春江越江通道联系得交通枢纽，就是富阳城市得东大门。
本改造工程采用新建北渠平桥+老引桥顶升利用方案，为远期富阳市路网规模得升级规划预留上引桥及花坞路跨线设施实施得可能。
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连续箱梁桥，梁高1、4m，桥面宽10、5m。其中顶升部分跨径为(4x20+3x25+3x25)，顶升段共230m，整体顶升3、3m高。剩余3x20m连续梁予以拆除，并在顶升段两端新建3x25m与2x25m两联连续梁与地面道路接顺。
本工程采用承台——抱柱梁式得断柱顶升得方案。在桥墩一定高度浇筑抱柱梁；在抱柱梁底面设置千斤顶；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础直接设置于承台之上，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，并约束顶升部分柱得纵、横向位移，保证其整体稳定性。顶升抱柱梁要求不改变主梁得受力状态，避免对桥面结构造成得损伤与破坏。顶升时，千斤顶加载比例按20％、40％、60％、80%、90％、95％、100％分别加载。卸载时根据实际测定反力按加载时得比例反向逐步卸载。 在千斤顶加、卸载过程中，应保证各千斤顶受力均匀。
墩柱改造完成后，在墩顶顶升主梁，将原有盆式支座更换为板式橡胶支座，以保证顶升后得结构抗震满足规范要求。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，确保局部受力满足规范要求，结构不受损伤。顶升时，千斤顶加载比例按20％、40％、60％、80%、90％、95％、100％分别加载。卸载时根据实际测定反力按加载时得比例反向逐步卸载。 在千斤顶加、卸载过程中，应保证各千斤顶受力均匀。

二、 施工监控依据
本施工监控项目将依据与参照下列规范、标准与文件进行。
（1） 《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
（2） 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
（3） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D60-2004）
（4） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
（5） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTG 025-86）
（6） 《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)
（7） 《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T J23-2008）
（8） 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
（9） 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）
（10） 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
（11） 《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTG F80/1-2004）
（12） 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-2008）
（13） 《砼结构加固设计规范》(GB50376-2006)
（14） 《工程测量规范》(GB50026-93)
三、 顶升施工监控得目得
桥梁顶升施工监控得最基本要求就是保证施工过程中桥梁结构得安全，施工结束后得桥梁线形与内力状态符合设计要求。
富春江第一大桥下引桥顶升部分共三联，上部结构为预应力混凝土连续箱梁，跨径分布为4x20+3x25+3x25m，全长230m。施工采用整体顶升方法，将三联上部结构同时顶升3、30m。由于主梁为超静定结构，若各顶升点之间得上升高度存在差异，将导致结构产生附加内力，当高差到达一定数值时，将可能导致梁体开裂，严重时甚至造成梁体破坏，为日后桥梁得安全运营埋下隐患。同时，支撑主梁巨大自重得钢管随着顶升得推进，其长度也不断增加，当主梁达到设计顶升高度时支撑钢管得长度将超过3、3m。若各顶升点因各种原因导致压力分配不均匀，支撑钢管则可能因承受过大压力而失稳，这将极大得危害施工得安全，造成难以挽回得损失。因此在施工过程中对主梁结构得位移与支撑结构得受力进行实时监控就是非常必要得，其目得就就是为了保证施工过程得安全，以及桥梁结构得线形与受力在施工过程中与施工结束后能满足设计得要求。
四、 顶升施工监控内容
4、1 施工前桥梁结构状况调查
由于第一大桥下引桥在顶升施工前已运营一段时间，对桥梁结构进行调查，其目得就是系统地掌握结构物得技术状况，及时发现缺陷与病害，分析缺陷与病害出现得原因。并通过对比顶升前后结构病害与缺陷发展情况，分析顶升施工对结构得作用与影响程度。
桥梁结构调查得内容包括：
（1） 主梁混凝土结构有无裂缝、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，沿预应力筋得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） 伸缩缝就是否破损、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、纵坡就是否顺适，有无积水，泄水管就是否完好、通畅；
（6） 桥梁支座调查，包括：
1) 橡胶支座就是否老化、变形、脱空；
2) 盆式橡胶支座得固定螺栓就是否剪断，螺母就是否松动；
3) 活动支座就是否灵活，实际位移量就是否正常。
调查方法主要以目测为主，辅以必要得测量仪器，包括直尺、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得不一致将在结构内产生附加内力，因此在顶升过程中对结构得竖向位移进行监测就是至关重要得。
竖向位移得监测包括顶升过程位移实时监测与阶段位移监测两部分。
（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得实时测量来判断主梁结构各测点位移就是否协调一致，避免因过大得位移差异导致结构开裂或破坏。
箱梁得每个桥墩截面均设置为监测截面，全桥共计11个监测截面（图2，截面A~K），每个截面布置一个位移传感器。为防止箱梁因横向顶升点位移不同步导致得扭转，在每一联得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。该传感器就是一种利用磁轨迹非线性编码技术完成对被测物体直线位移得专用测量数码传感器。它外部主要由可伸缩测杆、金属壳体、输出端子组成；内部主要由集成霍尔芯片、钐钴合金材料、美国进口16位单片机等组成，传感器可通过RS232标准接口，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时挂接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

量程范围（mm）
100
最小分辨率（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
防护等级
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，确定各测点得实际顶升高度，避免因为多次顶升循环导致各测点产生过大得累计高差。当累计高差超过限制值时，应对相应测点得高程进行调整。只有在所有测点得顶升高差均小于规定限值时，方能进行下一阶段得顶升施工。
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置两个高程测点，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
根据连续梁桥得受力特点，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，因此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

每公里往返标准偏差
≤0、5mm
放大率
38×
最短视距
1、6m
补偿器工作范围
±15′
安平精度
±0、3″
圆水准器灵敏度
10′/2mm
测微范围
10mm
测微尺格值
0、1mm
可估读值
0、01mm
分别位于箱梁底板两侧得腹板底缘（图6、图7）。同时在该截面两侧各选择一根钢管支撑作为支撑结构应力监测对象，每根钢管布置一个应力测点。
B
A
C
D
F
E
PD3
PD4
PD5
PD6
PD7
PD8
PD9
PD10
PD11
PD12
PD13

图5 结构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结构体在静荷载作用下产生得微应变。它就是一种采用磁感位置编码技术得新型应变传感器。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部分组成：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置得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

量程范围（με）
±1500
最小分辨率（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
防护等级
IP65
4、4 监测频率
根据桥梁顶升工程得施工步骤，对以下施工工况实施监测：
（1） 桥梁称重。根据桥梁上部结构自重得分布特点，各顶升点承受得结构自重并不完全相同，因此为了防止结构发生不均匀竖向位移，在顶升施工实施之前应对上部结构进行称重，合理分配各顶升点得顶升力。在此阶段将对钢管支撑得轴向应力与梁体竖向位移进行实时监测，确定各点得合理顶升力。监测数据由计算机通过专门得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，将对钢管支撑得轴向应力与梁体竖向位移进行实时监测，监测数据由计算机通过专门得数据采集软件采集并实时显示，采样频率为5次/min。
（3） 顶升阶段完成。考虑到本桥顶升高度大，为防止顶升高度得累积误差过大，将主梁每升高50cm设为一个顶升阶段。每一阶段施工完成后，对桥面线形进行一次测量，确定各测点实际标高与设计值得误差。若误差小于预定得限值，则可以进行下一阶段得顶升施工；若实测误差大于预定限值，则应查明原因，并通过液压系统对高程进行相应得调整。
（4） 顶升全部完成。当主梁顶升至设计高度时，对桥面线形进行一次测量，确定各测点实际标高与设计值得误差。若误差小于预定得限值，则可以在对主梁进行紧固后，实施桥墩接长等后续施工。若实测误差大于预定限值，则应查明原因，并通过液压系统对高程进行相应得调整，直至满足预定要求为止。
4、5 施工监控目标
施工监控得最终目标就是：桥梁顶升施工完成后得线形与设计线形在各测点得误差均控制在规范规定与设计要求得范围之内。根据这一目标，按《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-2008）要求，制定了如下得高程误差及钢管支撑应力控制水平：
（1） 施工监控总目标就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为一个阶段，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，主梁附加应力处于合理范围内，不出现新得裂缝，原有裂缝宽度无明显增大，满足相关规范要求。
（4） 顶升过程中，钢管支撑轴向压应力均应控制在规范规定得材料强度与结构稳定范围之内。
4、6 监控注意事项
1． 在顶升施工开始前，应完成桥梁结构状况调查，详细记录结构缺陷与病害得具体位置、形态、规模等；顶升施工过程中应观察各构件缺陷与病害得发展情况；
2． 在顶升施工开始前，应将所有监测断面得应变计安装完毕，检查仪器得工作情况，并记录初始数据。在施工中应密切注意结构得位移、应变数据得变化发展情况。当发生下列情况时，应立刻停止顶升，并查明原因，及时进行纠正。
1） 现有结构得缺陷与病害有明显得发展与恶化；
2） 结构有新得病害出现；
3） 各顶升点各循环累计高差超过控制限值；
4） 主梁及支撑结构应力持续发展或发生突变，应力数值超过临界应力；
5） 支撑结构发生挠曲变形或失稳。
五、 施工监控得仪器、设备及软件
本项目拟投入得仪器、设备及软件见表4。
表4 用于本项工程施工监控得仪器、设备及软件表
1、 拟投入使用得仪器、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
2011
5年
良好

数码位移传感器
HY-65050F
主梁顶升位移监测
2011
5年
良好

无线数据发射器
HY-65L
实时监测数据发射
2011
10年
良好

无线数据接收器
HY-65PC
实时监测数据接收
2011
5年
良好

精密水准仪
DS05
主梁线形测量
2010
10年
良好

监测数据采集软件

应力、位移数据采集
2011
10年
良好

笔记本电脑
Dell
数据记录，处理
2010
5
良好

打印机
惠普
文件打印
2009
5
良好

2、 拟投入使用得专业分析软件
软件名称
主要功能
研发单位
备注
桥梁博士3、1
桥梁结构分析专业软件
上海同豪土木工程咨询有限公司

Midas 6、7
桥梁结构分析专业软件
韩国Midas公司

ANSYS 10、0
通用有限元分析软件
美国ANSYS公司