碧江桥支座更换施工监测方案.docx
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碧江桥支座更换施工监测方案
G105线碧江大桥支座更换
施工监控方案
广东省公路工程质量监测站
二〇一〇年九月
目录
一、概述1
二、支座更换要点介绍3
2.1支座更换原则3
2.2支座更换过程3
三、监控主要仪器3
四、施工监控方案3
4.1桥面标高监测4
4.2控制断面应力监测4
4.3动载试验5
五、监控具体步骤6
六、监控试验费用预算7
G105线碧江桥主桥支座更换施工监控方案
一、概述
碧江大桥位于国道105线番禺钟村飘峰至碧江段K6+959.66~K7+685.66处,大桥引桥为16m钢筋混凝土简支T梁,主桥为65m+100m+65m三孔预应力混凝土连续箱梁,全桥跨径组合为15×16m+65m+100m+65m+16×16m,总长731.44m。
主桥上部构造为单箱单室箱梁,底板宽8.5m,顶板宽16m,两侧悬臂各3.75m,梁高为5.6~2.2m,底板厚0.8~0.25m,采用纵向、竖向、横向三向预应力体系,按挂篮悬臂浇注法施工,砼标号为C50。
大桥引桥为双柱式桥墩,桩柱式桥台,主桥为空心薄壁桥墩,全桥均为钻孔灌注桩基础。
碧江大桥结构布置示意图见图1。
2009年检测时发现主桥15#墩顶两个盆式支座橡胶磨碎挤出,支座外侧可见磨掉的橡胶屑,17#主墩盆式滑动支座亦有少量橡胶磨碎挤出,第18#墩顶支座两侧支座橡胶磨碎挤出。
近期准备对主桥8块支座进行支座更换。
受业主委托,本站特制定相关的施工监控方案,以保证施工过程的关键工序和工艺安全按照设计的意图和要求顺利进行,并根据监控结果对该桥支座更换后主桥状况进行评价。
图1:
全桥桥跨布置编号示意图
二、支座更换要点介绍
2.1支座更换原则
新支座安装过程中主桥的挠度和应力变化值应该很小。
新支座安装后,主桥纵桥向标高值和应力值应回复或接近初始值,标高和应力差值不应超过相关规定。
2.2支座更换过程
采用千斤顶同时整体顶升梁体,采用5mm一个步距,顶升至设计高程后用钢板做临时垫块,然后进行支座更换,更换后再用千斤顶顶升梁体,撤掉临时钢板,使梁落到原始高程。
在支座更换过程中,关键截面的挠度和应力观测点要进行实时监控,确保支座更换过程的安全。
三、监控主要仪器
监控主要采用以下检测仪器设备:
1、徕卡N3精密水准仪;
2、数码照相机;
3、DateTakrsDT615静态应变采集仪;
4、钢弦应变计;
5、东华DH5922动态采集系统
6、激光测距仪。
四、施工监控方案
根据支座更换的施工步骤和组织,该项目支座更换施工过程本站监测主要从以下几个方面进行:
(1)桥面标高的监测;
(2)控制断面的应力监测;
(3)支座更换前后主桥支座处的纵向及横向振动测试及动载试验。
4.1桥面标
施工过程中采用梁体整体同步顶升,为监测顶升及更换支座施工期间梁体的变形情况,测量支座更换后主桥的线型变化,因此需要对施工前后的桥面标高进行监测。
本项目拟定在14#墩和19#墩墩顶顶桥面设置基准点,在主桥各跨跨中和墩顶处距两侧防撞栏各50cm处桥面布置挠度观测点,具体观测点布置图见图2所示,共布设2个基准点,18个挠度测点。
图2:
挠度测点立面及平面布置图(单位:
cm)
4.2控制断面应力监测
在梁体的整体顶升过程中及各墩墩顶支座更换前后,由于各墩顶箱梁顶升的微小高程差会在墩顶及跨中关键截面产生附加应力,因此必须对梁体关键部位的应力变化给予监控,以保证施工安全及指导支座更换施工。
本项目拟在第16跨跨中、16#主墩顶、第17跨跨中、17#主墩顶、第18跨跨中这5个控制截面建立的应力监测断面,应变测点分布在梁底及腹板两侧。
每个截面布置9个应变测点,5个断面总共45个应变测点。
通过应变测点可了解监测梁体在支座更换前后的应力变化情况。
图3:
应变测点布置断面示意图(单位:
cm)
图4:
关键断面应变测点布置图(单位:
cm)
4.3动载试验
为了解桥梁支座附近的梁体的水平纵向和水平横向振动情况,调查支座的橡胶破损是否与桥梁的不正常振动情况相关,本方案拟在各支座顶桥面安放水平向振动传感器,分别在更换支座前与支座更换完毕后,测量梁体的振动信号,分析比较支座处梁体的振动频率变化,以帮助分析支座病害产生的原因。
(水平振动传感器布置见图5)
图5水平振动传感器布置见图(单位:
cm)
在支座更换前后,分别在主桥桥面两侧布置竖向传感器,用自然脉动方法测主桥的固有振动频率、阻尼及竖向振型。
通过动载试验,了解支座更换前后主桥的动力特性变化,初步判断更换支座的效果,为以后桥梁的养护提供基础数据。
竖向动载试验在主桥边跨墩顶、L/4、L/2、3L/4及主桥主跨墩顶、L/4、L/2、3L/4处桥面两侧分别布置测点,动力特性测点布置如图6所示。
图6:
竖向传感器布置里面及平面图(单位:
cm)
五、监控具体步骤
1、标高监测
①支座更换前读取桥面标高初值一次;
②支座更换过程中,按照实际步距,每顶升一次对桥面挠度点观测一次。
③支座更换完毕,主梁下降复位稳定后,进行最后一次桥面标高的监测。
2、应力监测
①在支座更换开始之前读取各控制断面应力应变初值一次;
②支座更换过程中各应力断面进行实时监测,千斤顶每顶升一次,各测试断面测点进行一次读数。
每次监控时,挑选箱梁顶板与底板应力最大的数个测点,实时监控应力的变化,通过应力监控可以为支座更换提供实时参考数值,以指导施工。
整个更换期间,梁体的应力变化的控制指标取设计活载作用下结构产生的最大的应力为限值。
即更换支座期间,梁体产生最大应力不超过活载作用下梁体产生的应力,如应力变化异常,应立即停止施工顶升,查清原因后方继续施工,以防止结构开裂、保证结构安全。
③支座更换完毕,主梁下降复位稳定后,进行梁体关键断面控制应力的测量,通过支座更换前后梁体的实测应力对比,判定结构是否基本回复原有状态,梁体是否存在附加应力。
3、动载试验
①支座更换前,分别进行主桥支座顶面梁体的水平纵向与横向振动测试、主桥的竖向振动测试。
②支座更换完毕,主梁下降复位稳定后,分别进行主桥支座顶面梁体的水平纵向与横向振动测试、主桥的竖向振动测试。
通过两次动载试验数据的处理与对比,分析结构的振动变化情况。
有助于了解支座橡胶的挤出是否与桥梁的振动相关,并可初步评判桥梁支座更换后振动有无异常。
六、监控试验费用预算
根据广东省物价局粤价函[2004]405号文规定收费标准,碧江桥支座更换工程施工监控费用预算为人民430651元整,具体明细见《碧江大桥主桥支座更换施工监控报价表》。
广东省公路工程质量监测站
2010年9月15日
碧江桥支座主桥更换施工监测控报价表
序号
项目内容
单位
单价(元)
数量
总价(元)
备注
1
100米主跨动载试验
跨/次
30000
2
60000
更换前后主跨两次试验,共2次试验
2
65米边跨动载试验
跨/次
23750
4
95000
更换前后两跨65米两次试验,共4个试验
3
65米边跨标高及应力监控
跨/次
62000
2
124000
测试项目与静载试验基本相同,参照静载试验的收费标准
4
100米主跨标高及应力监控
跨/次
90000
1
90000
测试项目与静载试验基本相同,参照静载试验的收费标准
5
监控试验费用小计
369000
6
桥梁检测车
台班
8000
3
24000
7
汽车台班(按两辆车计)
台班
800
4
3200
8
人员差旅费(按每人300计)
天
300
40
12000
10人4天
9
第5~8项费用小计
408200
10
税金
第9项费用的5.5%
22451
11
总计
430651
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- 碧江桥 支座 更换 施工 监测 方案