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连续梁线型监控实施细则

新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线 LXJL-1 监理标段连续梁线型监控监理实施细则

新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线

DK18+235~DK104+066

连续梁线型监控监理实施细则

编制：

审核：

审批：

日期：

年月

北京铁科院兰新铁路甘青段监理站

新建兰新铁路第二双线兰州至西宁段工程监理 LXJL-1 标段连续梁线型监控监理实施细则

第一章编制依据............................................................................................................3

第一节 综合依据........................................................................................................3

第二节 主要技术规范及设计文件............................................................................3

第二章 工程概况..............................................................................................................3

第三章 线型监控..............................................................................................................5

第一节 线型监控必要性............................................................................................5

1、施工线形控制......................................................................................................5

2、施工控制的内容..................................................................................................7

第二节 线型监控内容................................................................................................9

1、施工过程中监理控制..........................................................................................9

2、 施工控制的具体内容.......................................................................................12

第三节 线型监控监理控制要点..............................................................................16

1 、 监 理 控 制 流 程 ...............................................................................................16

2 、 测 量 内 容 ........................................................................................................18

3 、 有 关 数 据 的 修 正 ..........................................................................................19

4 、 立 模 标 高 的 计 算 ..........................................................................................19

5、对施工监控的工作及对施工工艺的要求........................................................20

第一章编制依据

2

序号

项    目

中心里程

主要情况说明及连续梁

1

小里沟中桥

DK19+843

L- 50.22M，

1 联（12+16+12）连续钢构

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第一节综合依据

1.已编写批准的监理大纲、监理规划；

2.与本专业工程相关的验收标准、设计文件和技术资料；

3.建设单位的其他有关标准化管理体系文件与专业管理规定；

4.《铁路建设工程监理规范》（TB10420-2007）。

第二节主要技术规范及设计文件

1.《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）；

2.《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）；

3.《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

4. 新建兰新铁路第二双线 LXJL-1 段桥梁施工图

5、已批准的施工组织设计

第二章 工程概况

监理 LXJL-1 标段线路总长度 102.406km，其中 DK1+700～DK18+325

只包括站后工程，DK18+325～DK104+066 包括新线建设和站后工程。

正线共设桥梁特大桥 15 座，大桥 7 座，中桥 4 座，桥梁总计 26 座。

其

中连续梁结构的桥见下表：

3

2

八盘峡黄河特大桥

DK37+974.322

L- 1332.1 M，

1 联（70+2*100+70）连续钢构

3

黑沟特大桥

DK50+681

L -548.42M，

2（20+3X24+20）m 连续钢构

4

西河镇湟水河特大桥

DK56+571

L-3610.54 M，1 联（32-2×48+32）m 连续梁，

1 联（40+64+40）m 连续梁

5

河咀湟水河特大桥

DK61+550.8

L- 744.5M,1 联（40+2X

64+40）m 连续梁

6

白川湟水河特大桥

DK63+657

L- 2118.57 M，

1 联（40+2X56+40）m 连续梁

7

新庄湟水河特大桥

DK71+213

L- 2701.59 M，1 联（40+64+40）

连续梁，1 联（40+64+40）连续梁

8

四道沟特大桥

DK86+180

.L-3176.37 M，

1 联（16+24+16）m 连续钢构

9

巴州沟特大桥

DK93+406

L- 1046.31 M，

1 联（32+2X48+32）m 连续梁，

1 联（32+48+32）m 连续梁，

1 联（32+48+32）m 连续梁

10

米拉沟特大桥

DK96+700

L-975.96 M，

1 联（48+80+48）预应力连续梁

11

大阳山沟特大桥

DK102+915

L- 1488.59 M，

1 联 2（40+56+40）m 连续梁

1 联（40+64+40）m 连续梁

1 联（40+56+40）m 连续梁

12

东炮沟大桥

DK103+965

L- 220.82 M，

1 联（40+2X64+40）m 连续梁

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第三章 线型监控

第一节线型监控必要性

1、施工线形控制

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线 形控制是超静定 结 构施工 过 程 质 量控制的重要手段；是理 论

与 实 践 紧 密 结 合的学科； 专业 性很 强 。

 该类桥 梁的形成要 经过 一个

复 杂 的 过 程，施工工序和施工 阶 段 较 多，各 阶 段相互影响，且 这 种

相互影响又有差异， 这 就造成各 阶 段的内力和位移随着混凝土 浇 筑

过 程 变 化而偏离 设计值 的 现 象，甚至超 过设计 允 许 的内力和位移，

若不通 过 有效的施工控制及 时发现 、及 时调 整，就可能造成成 桥 状

态 的梁体 线 形与内力不符合 设计 要求或在施工 过 程中 结 构的不安全。

鉴 于此，施工 单 位一定要聘 请 第三方作 为线 形控制的 实 施 单 位。

（1）施工控制的必要性

对超静定桥跨结构（多跨连续梁或连续刚构），其成桥的梁部理 想 的 几

何 线 型与合理的内力状 态 不 仅 与 设计 有关，而且 还 依 赖 于科学合理

的施工方法。

如何通 过 施工 时 的 浇 筑 过 程的控制以及主梁 标 高 调 整

来 获 得 预 先 设计 的 应 力状 态 和几何 线 型，是 连续 梁 桥 施工中非常关

键 的 问题 。

尽管在 设计时 已 经 考 虑 了施工中可能出 现 的情况，但是由于施

工 中 出 现 的 诸 多 因 素 （如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自

重、施工荷载、温度影响等）的随机影响，事 先 难 以 精 确 估 计 ， 而 且 在 实

际 施 工 过 程 中 由 于 施 工 在测量等方面产生的误差， 会 使 实 际 结 构 的原

理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。

尤其值

得注意的是，某些偏差（如主梁的竖向挠度误差）具有累积的特性。

若对偏差

不加以及时有效的调整，随着梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离

设计值，造成合龙困难或影响成桥的内力和线形。

特别是采用悬臂施工技术

的大跨度桥梁，施工中的不合理误差状态如不能及时地加以识别和处理，主

梁的应力有可能发生积聚而超出设计安全状态发生施工事故。

所 以 在 施 工

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中 对桥 梁 结 构 进 行 实时监测 ，并根据 监测结 果 对 施工 过 程中的控制

参数 进 行相 应调 整是十分重要的。

已建成的 桥 梁中就出 现过 施工控

制不好，造成 桥 梁内力分配不合理、主梁 线 形不和 顺 的情况，影响

了 桥 梁的使用。

（2）施工线形控制的原理

桥梁的施工控制是一个施工→量测→判断→修正→预告→施工的循环

过程，为了能够控制桥梁的外型尺寸和内力，首先必须安排一些基本的和必

要的量测项目，其内容包括主梁各施工工况的标高、主梁部分控制断面的应

力、结构温度场、气温以及对混凝土材料的一些常规试验。

在每一工况返回

结构的量测数据之后，要对这些数据进行综合分析和判断，以了解已存在的

误差，并同时进行误差原因分析。

在这一基础上，将产生误差的原因予以尽

量消除，给出下一个工况的施工控制指令，在现场施工形成良性循环。

（3）施工控制的目的

施工控制的目的，就是根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数

据，对桥跨结构进行实时理论分析和结构验算；对每一施工阶段，根据分析

验算结果给出其主梁端的挠度（每阶段施工梁段定位标高）等施工控制参数，

分析施工误差状态，采用应力预警体系对施工状态进行安全度评价和灾害

预警。

这样，才能保证结构的受力和变形始终处于安全的范围内，成桥后的

结构内力和线形符合设计要求。

2、施工控制的内容

对 于分 节 段 悬 臂 浇 筑施工的 预应 力混凝土 连续 梁 桥 来 说 ，施工

控制就是根据施工 监测 所得的 结 构参数 实测值进 行施工 阶 段 计 算，

确定出每个 悬浇节 段的立模 标 高，并在施工 过 程中根据施工 监测 的

成果 进 行 误 差分析、 预测 和 对 下一 节 段立模 标 高 进 行 调 整，以此来

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保 证 成 桥 后 桥 面 线 形、合 龙 段两 悬 臂端 标 高的相 对 偏差不大于 规 定

值 以及 结 构内力状 态 符合 设计 要求。

大跨度 连续 梁 桥 施工控制的任 务 就是 对桥 梁施工 过 程 实 施控制，

确保在施工 过 程中 桥 梁 结 构的内力和 变 形始 终处 于容 许 的安全范 围

内，确保成 桥 状 态 符合 设计 要求。

 桥 梁施工控制的内容 围绕 施工任

务 而展开， 总 体上 讲 ， 桥 梁施工控制的具体内容有以下几个方面：

1） 几 何 变 形 控 制

不 论 采用什么 样 的施工方法， 桥 梁 结 构在施工 过 程中 总 要 产 生

变 形 （挠 曲 ）， 并 且 结 构 的 变 形 将 受 到 诸 多 因 素 的 影 响 ， 极 易 使 桥 梁

结 构 在 施 工 过 程 中 的 实 际 位 置 （立 面 标 高 、 平 面 位 置 ）状 态 偏 离 预 期

状 态 ，使 桥 梁 难 以 顺 利合 龙 ，或成 桥线 形形状与 设计 要求不符，所

以必 须对桥 梁 实 施控制，使其 结 构在施工中的 实际 位置状 态 与 预 期

状 态 之 间 的 误 差在容 许 范 围 和成 桥线 形状 态 符合 设计 要求。

与 桥 梁工程 质 量的 优 劣需用其 质 量 检验评 定 标 准来 检验 一 样 ，

施工控制的 结 果也需要有一定的 标 准，即 误 差容 许值 来 评 判。

 桥 梁

施工控制中的几何控制 总 目 标 就是达到 设计 的几何状 态 要求，最 终

结 果的 误 差容 许值 与 桥 梁的 规 模、跨径的大小、技 术难 度等有关，

目前 还 没有 统 一的 规 定， 应 根据具体 桥 梁的施工控制需要具体确定。

同 时 ， 为 保 证 几何控制 总 目 标 的 实现 ，每道工序的几何控制 误 差允

许 范 围 也需事先研究、确定出来

2） 应 力 控 制

桥 梁 结 构在施工 过 程中以及在成 桥 状 态 的受力情况是否与 设计

相符合是施工控制要明确的重要 问题 。

通常通 过结 构 应 力的 监测 来

了 解 实 际 应 力 状 态 ， 若 发 现 实 际 应 力 状 态 与 理 论 （计 算 ）应 力 状 态 的

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差 别 超限就要 进 行原因 查 找和 调 控，使之在容 许 的范 围 内 变 化。

 结

构 应 力控制的好坏不像 变 形控制那 样 容易 发现 ，若 应 力控制不 够 将

会 给结 构造成危害， 严 重者将 发 生 结 构破坏，所以，它比 线 形控制

显 得更加重要。

必 须对结 构 应 力 实 施 严 格 监 控。

目前 对应 力控制的

项 目和精度 还 没有明确的 规 定，需根据 实际 情况确定。

3） 稳 定 控 制

桥 梁 结 构的 稳 定性关系到 桥 梁 结 构的安全，它与 桥 梁的 强 度有

着同等的甚至更重要的意 义 。

因此， 桥 梁施工 过 程中不 仅 要 严 格控

制 变 形和 应 力，而且要 严 格地控制施工各 阶 段 结 构构件的局部和整

体 稳 定。

目前 桥 梁的 稳 定性已 经 引起了人 们 的重 视 ，但主要注重于 桥 梁

建成后的 稳 定 计 算。

 对 施工 过 程中可能出 现 的失 稳现 象 还 没有可靠

的 监测 手段，尤其是随着 桥 梁跨径的增 长 ，受 动 荷 载 或突 发 情况的

影响， 还 没有建立有效、成熟的快速反 应 系 统 ，因此，很 难 保 证桥 梁

的 施 工 安 全 。

 目 前 主 要 通 过 稳 定 分 析 计 算 （稳 定 安 全 系 数 ）， 并 结 合

结 构 应 力、 变 形情况来 综 合 评 定、控制其 稳 定性。

施工中，除 桥 梁 结

构本身的 稳 定性必 须 得到控制外，施工 过 程中所用的支架、挂 篮 、

吊装系 统 等施工 设 施的各 项稳 定系数也 应满 足要求。

4） 安 全 控 制

桥梁施工过程中的安全控制是桥梁施工控制的重要内容，只有保证了

施工过程中安全，才谈得上其它控制与桥梁的建成。

其实，桥梁施工安全控

制是变形控制、应力控制和稳定控制的综合体现，只有桥梁的变形、应力和

稳定得到了控制，其安全也就得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安

全除外）。

由于结构型式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控

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制中需根据实际情况，确定其安全控制的重点。

第二节线型监控内容

1、施工过程中监理控制

1）控制方法介绍

由于 桥 梁的 结 构型式、施工特点及具体施工内容的不同，其施

工控制的方法也不尽相同。

 总 的来 讲 ， 桥 梁施工控制可分 为 事后控

制法、 预测 控制法、自适 应 控制法、最大 宽 容法等。

事后控制法是指

在施工中，当已成 结 构状 态 与 设计 要求不符 时 ，即可通 过 一定手段

对 其 进 行 调 整，使之达到要求。

而 预测 控制法 则 是在全面考 虑 影响

桥 梁 结 构状 态 的各种因素和施工所要达到的目 标 后， 对结 构的每一

个 施 工 阶 段 （节 段 ）形 成 前 后 的 状 态 进 行 预 测 ， 使 施 工 沿 着 预 定 的 状

态进 行。

由于 预测 控制与 实际 状 态 之 间误 差存在，某种 误 差 对 施工

目 标 的影响 则 在后 续 施工状 态 的 预测 中予以考 虑 ，以此循 环 ，直到

施工完成和 获 得与 设计 相符合的 结 构状 态 。

自适 应 控制法的基本思

路是当 结 构的 实测 状 态 与模型 计 算 结 果不符 时 ，通 过 将 误 差 输 入到

参数 识别 算法中去 调节计 算模型参数，使模型的 输 出 结 果与 实测结

果一致，得到修正的 计 算模型参数后，重新 计 算各施工 阶 段的理想

状 态 。

 经过 反复辨 识 从而 对 施工 过 程 进 行有效控制。

最大 宽 容法是

指在 设计时给 予主梁 标 高和内力最大的 宽 容度，即 误 差的容 许值 。

这 种做法 虽 然减少了控制的 难 度，但会 产 生其它的一些 问题 。

连续梁桥是一施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程，其

实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。

实际上不论是理论分析得

到的理想状态，还是实际施工都存在误差，因此施工控制的核心任务就是对

各种误差进行分析、识别、调整，从而对结构未来状态作出预测。

大跨度预

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应力混凝土连续梁桥通常采用悬臂浇筑这种典型的自架设施工方法。

由于

连续梁桥在施工过程中的己成结构（悬臂节段）状态是无法在事后进行调整

的，因此，在大跨度连续梁桥的悬臂施工中一般采用预测控制法和自适应控

制法进行控制。

与斜拉桥不同，连续梁桥在梁段浇筑完成以后出现的误差，

除张拉预备预应力束外，基本上没有调整的余地，而只能针对己有误差在下

一未浇筑梁段的立模标高上做出必要的调整。

所以，要保证控制目标的实现，

最根本的就是对立模标高做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。

无

论施工过程如何，总是要以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各

施工块件的预抛高值（立模标高）。

2）自适应控制方法

自适 应 控制法也称参数 识别 修正法。

它是在系 统 的运行 过 程中，

通 过 系 统识别 或参数估 计 ，不断地修正参数，使 设计输 出与 实际输

出相符，从而 实现对 目 标 系 统 的控制。

一般来 讲 ，一个自适 应 系 统

是 一 个 具 有 一 定 适 应 能 力 的 系 统 ， 它 能 够 认 识 环 境 条 件 的 变 化 （如 负

荷 变 化 ， 风 、 雨 等 气 候 条 件 的 变 化 等 ）并 自 动 校 正 控 制 动 作 ， 使 系 统

达到最 优 或接近最 优 的控制效果。

采用自适应性控制法进行控制的对象通常是那些存在不定性的系统，

在控制系统的运行中，通过不断地量测系统的输入、状态或性能参数，逐渐

了解和掌握对象。

然后根据所得的过程信息，按照一定的设计方法，作出控

制决策去更新控制器的结构、参数或控制作用，以便在某种意义下使控制效

果达到最优或次最优，或达到某个项目预期的目标。

3）预测控制方法

预测 控制是一种控制算法。

它用来描述 过 程 动态 行 为 的信息，

是直接从生 产现场检测 到 过 程响 应 ，且不需要事先知道 过 程模型的

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结 构和参数的有关先 验 知 识 ，也不必通 过 复 杂 的系 统识别 来建立 过

程的数学模型，而是根据某一 优 化指 标设计 系 统 ，确定一个控制量

的 时间 系列，使未来的一段 时间 内被 调 量与 经过 柔化后的期望 轨 迹

之 间 的 误 差 为 最小。

而且 预测 控制算法采用的是不断在 线滚动优 化，

且在 优 化的 过 程中不断的通 过实测 系 统输 出与期望模型 输 出的 误 差

进 行反 馈 校正，所以能在一定程度上克服由于 预测 模型 误 差和某些

不确定性干 扰 的影响，使系 统 的 鲁 棒性得到增 强 。

由于 预测 控制具

有 实现 容易、 对 模型要求低，在 线计 算方便、控制性能 优 、 稳 定性好

等 优 点，因此适用于 连续 梁 桥 施工 这类 复 杂过 程的控制。

 预测 控制

法的算法机理可以用 预测 模型、 滚动优 化、反 馈矫 正等三个要素来

表征， 这 三个要素反映了 预测 控制的本 质 特征。

①预 测 模 型

②滚 动 优 化

③反 馈 校 正

2、 施工控制的具体内容：

①验 算 施 工 过 程 中 各 断 面 的 应 力 ；

②提 供 施 工 过 程 中 各 阶 段 立 模 标 高 ；

③提 供 合 龙 后 桥 面 的 标 高 ；

④优 化 施 工 方 案 ；

⑤对 于 桥 梁 的 横 向 和 局 部 应 力 、 变 形 提 供 参 考 意 见 ；

⑥对 于 施 工 工 艺 提 供 参 考 意 见 ；

⑦对于施工中出现的问题和意外事故会同有关部门提出处理的参考

方案。

（7）施工控制误差分析

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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。

例如，引起

主梁标高较低的因素