万州大桥悬臂施工参考.docx

4.3.4.三跨单拱连续钢桁梁施工4.3.4.1.总体方案概述4.3.4.1.1.施工步骤三跨单拱连续钢桁梁由两岸边跨端向江中主拱跨中心安装合拢。两边跨钢梁的岸端48m均在膺架上拼装，边跨其余部分钢桁梁采用临时支墩半悬臂拼装；主拱跨钢桁梁分别从两侧边跨接拼，采用拱上爬升吊机伸臂法拼装。主拱跨钢桁梁伸臂法拼装过程中，采取在主墩上设置60m高的双层固定式索塔，在A22节点（距主墩96m）和A25节点（距主墩132m）用斜拉吊索平衡主拱跨安装时产生的倾覆力矩和调整拱度。杆件（预拼件）运送：边跨为陆上运输；主拱跨水上装船运送，在拼装点附近起吊拼装。三跨单拱连续钢桁梁安装主要施工步骤为：钢桁梁拼装准备，包括：杆件存放场和预拼场施工，运输便道和码头修建；运输设备、装船设备和吊装设备准备；钢桁梁制作运输分类存放备用；高强螺栓试验（包括：扭矩系数、摩擦系数测定等）；拼装设备校定；临时墩、索塔等材料准备；施工人员培训、技术交底等。临时支墩拼装膺架施工；膺架上安装边跨钢桁梁；安装爬升吊机，半悬臂法安装边跨钢桁梁；设置后锚伸臂法拼装主拱跨钢桁梁安装墩顶索塔继续悬拼主拱跨钢桁梁在A22、A22节点安装吊索和张拉悬拼主拱跨钢桁梁在A25、A25节点安装吊索和张拉悬拼主拱跨钢桁梁主拱跨钢桁梁合拢。钢桁梁涂装。三跨单拱连续钢桁梁安装主要施工步骤请见：图4.3.4.1.1钢桁梁主要施工步骤示意图。 图4.3.4.1.1 钢桁梁主要施工步骤示意图图4.3.4.1.1 钢桁梁主要施工步骤示意图4.3.4.1.2.拼装流程及主要杆件拼装方法三跨单拱连续钢桁梁拼装从两侧边跨开始，向主拱跨中心合拢。拼装流程的安排是：两边跨同时从梁端开始向主拱跨中心方向拼装。边跨钢桁梁杆件拼装流程为：下弦杆横、纵梁下平联腹杆上弦杆横联桥门架上平联；边跨钢桁梁拼装流程详见：图4.3.4.1.2边跨钢桁梁拼装流程示意图。图4.3.4.1.2边跨钢桁梁拼装流程示意图下弦杆横、纵梁下平联腹杆桥门架上弦杆横联上平联结主拱跨钢桁梁杆件拼装流程为：拱下弦杆拱下平联拱腹杆拱上弦杆拱上平联横联吊杆吊杆横联系杆铁路横、纵梁系杆平联。主拱跨钢桁梁拼装流程请见：图4.3.4.1.3主拱跨钢桁梁拼装流程示意图。图4.3.4.1.3主拱跨钢桁梁拼装流程示意图拱下弦杆拱下平联拱腹杆拱上弦杆吊杆拱上平联横联吊杆横联铁路横纵梁系杆系杆平联各类主杆件的拼装方法如下：弦杆：下弦杆采用“顺插”法拼装。先安装下弦杆端头，将主节点板和内部拼接板全部拼上，将螺栓放松一些。再将待拼下弦杆吊至前方，顺中轴方向对准，水平插入。上弦杆采用“横靠”法拼装。即将两块节点板分开拼装：内侧一块节点板在竖杆上预拼好，外侧一块由待拼的上弦杆带上，水平横靠拼装。横梁：横梁从两弦杆节点板间下插拼装。横梁两端连结角钢预先拼装，拼装时，连结角钢向节点板对孔，打足冲钉，上紧螺栓。纵梁：纵梁拼装时，先将朝横梁一端的连结角钢与横梁腹板对孔，打入冲钉，上紧少数螺栓。另一端待下一横梁安装完成后拼接。腹杆：竖杆吊装用卸环插入顶端孔眼进行，斜杆则采用短千斤绳捆在接近中心偏高0.5m1m处提吊安装。竖杆采用下插法拼装。拼装时，利用横梁两端的角钢预拼在竖杆上作为拼装位置控制的基准。斜杆拼装时，先将下端插入下端点，对孔后，在两块节点板上对称位置各打入一个冲钉对合；再以两冲钉为轴，徐徐旋转对上端节点孔眼，打入冲钉，上紧螺栓。腹杆安装前，应准备好工作梯。横联和桥门架：横联预拼成整片，并拼上四角联接板。拼装方法同横梁，在两主桁间或吊杆间插入安装。桥门架也预拼成整片。安装时将多处联接板同时正确顺利地插入，并控制好整片的斜度以便插斜腿。4.3.4.1.3.高强螺栓试验及施拧本桥均采用M27高强螺栓。高强螺栓、螺母及垫圈等成品进场后，必须按技术标准进行强度、硬度和塑性性能抽检。外观尺寸检查：采用卡尺、钢直尺量测各部尺寸，用放大镜观测是否有裂缝，用垂直模检查垂直度，用螺纹环规、塞规检查螺纹精度。螺栓、螺母的表面裂缝深度、宽度均应不大于0.15mm。螺母、垫圈硬度试验：采用布氏硬度试验机检验。试验时，对试件表面刨光处理，去掉脱炭层。螺母硬度应达到HB220-270，垫圈表面硬度应达到HBC36-45。螺栓拉断试验：采用100t万能试验机配一套专用夹具和10°斜面垫圈进行。螺栓拉断力应达到设计要求。同时应对钢板接合面采用万能试验机、应力环和电阻应变仪进行摩擦系数和扭矩系数试验。试验时，摩擦系数试件应按初拧-终拧的规定工艺拧紧。高强度螺栓施拧按：初拧复拧终拧终拧检查验收的程序进行，施拧工艺流程请见：图4.3.4.1.4高强度螺栓施拧工艺流程图。螺栓施拧的顺序是：从栓群中央拧起，逐圈向外缘进行。4.3.4.2.杆件运送及预拼4.3.4.2.1.杆件长途运送方式和主要技术措施三跨单拱钢桁梁构件总重量达11019t，制作、运输工作量很大。钢桁梁杆件长途运送拟采用火车从制造厂直接运至万县火车站，再用汽车吊进行卸装。从火车站至施工现场的杆件存放场，采图4.3.4.1.4 高强度螺栓施拧工艺流程图超拧欠拧合格不合格不合格不合格不合格每日标定一次施拧机具准备高强螺栓进货杆件进货调整扳手标定检查验收接合面摩擦系数试验扭矩系数试验杆件端部密贴程度检查初拧扭矩系数确定初拧复拧终拧终拧检查验收更换补拧记录退厂表面重新处理填垫板或更换用汽车作短途运输。汽车运送长杆件采用炮车进行，即在车身后加挂一拖车，并在车上设置简易转向架，利用杆件自身作车身和拉杆进行运送。杆件运送时，采取下列主要技术措施：杆件装车运输前，在制造厂内进行编号、标识，并作质量检查。杆件吊运、装卸时，对杆件的接合面进行包裹防护，防止损坏喷铝面。并严禁碰撞，损坏防锈涂层。杆件按不同型号、不同类型分别归类集中捆绑装车。高强螺栓、螺母、垫圈等小构件分类装箱运送，防止散失。火车运送杆件时，杆件应分类捆绑牢固，并与车体牢固连接。火车长途运送时，派专职押运工押运。根据本桥两岸对称拼装的特点，钢桁梁杆件分作两部分分开装车运送，防止错乱。4.3.4.2.2杆件堆放和预拼场初步设计及杆件预拼4.3.4.2.2.1.三跨单拱连续钢桁梁分别从两岸对称向江中主拱跨中心合拢拼装，根据施工需要，拟在万县侧和宜昌侧各设置一个杆件堆放和预拼场。万县侧杆件堆放和预拼场设在4号墩右侧前方，钢桁梁边跨旁，便于杆件运送拼装；宜昌侧设置在江东机械厂内。杆件预拼完后采用汽车和驳船运送拼装。杆件堆放和预拼场请参见：图4.3.4.2.1杆件堆放和预拼场初步设计示意图。每个杆件堆放和预拼场内设50t装吊龙门吊2台，作杆件提吊、预拼之用。4.3.4.2.2.2.杆件预拼杆件预拼在杆件堆放场前方的预拼场内的预拼台上进行。杆件预拼台采用枕木搭设，枕木垛上设2根短钢轨，以防污染杆件。各类杆件预拼如下：下弦杆：将一端主节点板和内部拼接板全部预拼，小节点板全部预拼。上弦杆：预拼外侧节点板。横梁：横梁两端连结角钢预拼。纵梁：两端的连结角钢均预拼。竖杆：预拼上端内侧节点板。横联和桥门架：横联和桥门架均预拼成整片。4.3.4.2.3码头和装船运输设备单拱钢桁梁主拱跨拼装时，杆件通过船运至江中，再通过拱上爬升吊机提吊拼装。因主拱跨两侧对称拼装的需要，在长江两岸各设置临时码头一个、水上运输设备两套，两码头均设在钢桥的左侧即下游处。万县侧码头设在5号墩左侧前方，码头地坪标高为140m ;宜昌侧码头设在9号墩左侧后方，码头地坪标高为136m；两码头地坪标高均高于三峡库区水位。两码头平面尺寸均按60m×40m设计，均需挖填处理，填筑部分采用100号浆砌片石砌筑，码头地坪采用150号混凝土做面。码头平面位置和断面请见：图4.3.4.2.2码头平面设计示意图、图4.3.4.2.3码头断面初步设计示意图。图4.3.4.2.2 码头平面设计示意图图4.3.4.2.3 码头断面初步设计示意图两码头均设40t码头吊2台，作杆件吊装上船之用。杆件水上运输采用4艘经过加固联结的40t铁驳船进行，每个码头均配备2艘(2条铁驳联成1艘)铁驳船。4.3.4.2.4.钢桁梁涂装本桥钢桁梁涂装采用特制环氧富锌底漆2道、环氧云铁中间漆1道、灰铝粉石磨醇酸面漆23道。钢桁梁工地涂装在钢桁梁高强螺栓终拧结束后进行。4.3.4.2.4.1.油漆保管、检验和调配油漆保管：油漆是易燃、易变质的材料，使用前应妥善保管，存放在干燥、阴凉、通风、隔热的库房内。桶底应架空，避免受潮生锈。库内必须有消防设备。油漆检验：每批进库油漆，应抽取样品进行检验，不合格者不得使用。涂料调配：油漆在使用前应由专人进行调配，根据季节、气温等具体条件，对各种成份的比例配料进行调配，以符合施工粘度等要求。4.3.4.2.4.2.腻子配制：为防止钢桁梁杆件拼装后面板间淋入雨水发生锈蚀，对有缝隙的板束必须用腻子塞缝。配制的腻子应当具有耐水、防渗、防锈的特点，且不因钢梁推动力而产生龟裂、脱落等缺陷。4.3.4.2.4.3.面漆涂装：面漆涂装的主要工序是：清除板层间的锈污刮嵌腻子打磨第一道面漆打磨第二道面漆打磨第三道面漆。4.3.4.3.边跨端48m钢梁膺架拼装4.3.4.3.1.膺架及临时支墩的初步设计和施工单拱连续钢桁梁边跨长168.7m，两片主桁间距16m，桁高16m，节间距12m。根据招标设计要求：边跨端部的48m钢桁梁需在膺架上安装，然后采用半悬臂拼装；每一边跨拼装时，膺架需设临时支墩2个，半悬拼需设临时支墩2个，临时支墩设置位置、高度及反力请见：表4.3.4.3.1临时支墩设置表。表4.3.4.3.1 临时支墩设置表墩号反力高度位置L1500t34mE2节点L2500t40mE4节点L31000t46mE6节点L41000t46mE10节点L51000t79mE10节点L61000t82mE6节点L7500t82mE4节点L8500t82mE2节点4.3.4.3.1.1.膺架由8片万能杆件拼装的便梁组成，为连续梁，其中钢桁梁两主桁片下各设3片作为主梁，中间设2片作为联系并承托中部铺面板，各梁片间的横向间距按2+2+2+4+4+2+2+2=20m设置。便梁跨度为24m+24m，由一个主桥墩和二个临时支墩支承。便梁与临时支墩采用节点板直接联接，主桥墩上采用枕木垛支承。万能杆件膺架便梁上弦杆截面抗弯能力较差，荷载须由节点传递。所以，便梁上弦节点处设置43kg/m钢轨束分配横梁，以使各梁片均匀受力；分配横梁上设10cm×10cm方木纵梁，以传递来自铺面板的荷载；膺架铺面：采用7cm木板，两侧人行道满铺，中间部分适当加宽间距。考虑钢桁梁节点传力的特点，拟在膺架分配纵梁上钢桁梁大节点下设置枕木垛支承，以拼装钢桁梁。拼梁枕木垛设置时，留置调梁千斤顶的位置。4.3.4.3.1.2.临时支墩采用万能杆件拼装，基础采用C25钢筋砼，各临时支墩设置位置请见：表4.3.4.3.1临时支墩设置表。根据各临时支墩的高度和受力情况，钢桁梁两边跨临时支墩采用不同的断面形式：万县侧边跨临时支墩高度为36m46m，支承反力为500t1000t支墩断面形式请见：图4.3.4.3.1钢梁拼装膺架及临时支墩初步设计示意图。宜昌侧边跨临时支墩高度为79m82m，支承反力为500t1000t支墩断面形式请见：图4.3.4.3.1钢梁拼装膺架及临时支墩初步设计示意图。膺架拼装用临时支墩直接与膺架便梁联接。半悬臂拼装用临时支墩墩顶设工字钢横梁，以使支墩各立杆均匀受力。膺架和临时支墩的初步设计请见：图4.3.4.3.1钢梁拼装膺架及临时支墩初步设计示意图。4.3.4.3.1.3.临时支墩基础砼施工完成后，拼装万能杆件墩身。因临时支墩墩身较高，但单根杆件较轻，拼装时杆件提吊利用立杆上端节点板上挂滑车，配以0.5t卷扬机进行。临时支墩塔架拼装完成后，在膺架便梁的中间支墩上采用平衡悬臂法直接拼装膺架便梁。便梁杆件及纵、横分配梁构件和铺面材料提吊使用0.5t卷扬机配以150mm圆木独脚扒杆进行。便梁上临时支墩，采取在支墩上加装牛脚，用千斤顶顶托上墩的方法。图4.3.4.3.1 钢梁拼装膺架及临时支墩初步设计示意图4.3.4.3.2.提升和拼装设备的初步设计4.3.4.3.2.1.钢桁梁主拱跨悬臂拼装采用爬升吊机提吊钢梁构件。爬升吊机底盘横跨在钢拱的两上弦杆上，底盘下四支点为液压可调自锁式结构，可分别与钢桁拱节点板相连接固接。钢桁拱构件从已拼装的钢桁拱构件前端提吊安装，请见：图4.3.4.3.2钢桁梁主拱跨构件提升示意图。图4.3.4.3.2 钢桁梁主拱跨构件提升示意图4.3.4.3.2.2.钢桁梁边跨安装时杆件的提吊拟采用主拱跨拼装用的爬升吊机进行。膺架安装完成后，在膺架上安装吊机，采用倒退法拼装膺架上钢桁梁。钢桁梁拼装时，利用钢桁梁后节的杆件在钢桁梁端部（端横梁上方）加拼上弦杆和竖杆，以便在钢桁梁上弦安装吊机。待钢桁梁第3节间的斜杆安装完成后，拆移膺架上的吊机至钢桁梁的上弦，再拼装其余钢桁梁杆件。请见：图4.3.4.3.3膺架拼装钢梁构件提升示意图。图4.3.4.3.3 膺架拼装钢梁构件提升示意图钢桁梁构件直接由吊机从膺架一侧提升。请见：图4.3.4.3.4膺架拼装钢梁构件提升侧面示意图。 图4.3.4.3.4 膺架拼装钢梁构件提升侧面示意图4.3.4.3.2.3.钢桁梁杆件拼装时，节点板栓孔对位采用钢钎、钢撬棍。膺架上拼装时，可采用千斤顶在钢梁节点下顶调对位。对位完毕后，采用冲钉初步联接，再换装高强螺栓。高强螺栓采用开口扳手、套口扳手和套筒扳手初拧，复拧和终拧采用音响定扭扳手，终拧检查采用百分表示功扳手进行。4.3.4.3.3.拼装顺序和示意图膺架上钢桁梁杆件拼装顺序为：下弦杆横、纵梁下平联腹杆上弦杆横联桥门架上平联。膺架上钢桁梁拼装顺序请见：图4.3.4.3.5膺架上钢桁梁拼装顺序示意图，其中13、14、15、16、17号杆件为钢桁梁前端构件临时利用，以便吊机在上弦上安装，利用完后重新作喷铝处理。 图4.3.4.3.5 膺架上钢桁梁拼装顺序示意图4.3.4.4.吊索塔架4.3.4.4.1.吊索塔架的初步设计主拱桁架施工采用悬臂拼装法，需要在拱脚截面设置临时索塔，并通过吊索将主拱安装的不平衡力传递到后方锚点。4.3.4.4.1.1.吊索塔架强度与稳定性初步分析根据设计图纸所给的结构形式以及悬臂拼装的施工方案，塔架在施工过程中的加载程序如：图4.3.4.4.1施工过程加载程序示意图所示。 图4.3.4.4.1 施工过程加载程序示意图 吊索塔架在吊索拉力的作用下，是受压杆件，存在强度和稳定问题。塔架强度可根据塔架所承受的最大竖向力来选择杆件截面解决，塔架的稳定可通过设置横向连接构造和多道风缆来解决。4.3.4.4.1.2.塔架设计的初步构思塔架在施工过程中的主要受力行为是承受吊索的拉力，如果塔架底部固接，则塔架是压弯结构；如果塔架底部铰接，则塔架为轴心受压结构。塔架的高度应根据主桁拱圈的高度、塔架本身的设计和施工难度以及吊索张力的大小等因素来确定。本桥的吊索塔架准备设置在中间支承的门架上，高度暂定为60m，底部支承在主桁门架接点上。支承形式在塔架自身施工时为固接，在工作时转化为铰接。由设计方给定的主桁杆件截面和构造形式，根据弹性支承的刚性连续梁原理，利用有限元方法，估算出塔架承受的竖向分力约为7800kN。4.3.4.4.1.3.塔架杆件的初步设计经过比选，塔架结构设计为如：图4.3.4.4.2塔架初步设计示意图一、图4.3.4.4.3塔架初步设计示意图二、图4.3.4.4.4连接构造设计示意图所示的形式，横桥向为框架式结构，顺桥向为立柱式结构。根据塔架在施工过程所承受的竖向力，对塔架的截面选择如下：塔架立柱是由4根219mm、=10mm主钢管焊接而成的2m×2m见方的格构柱，连接钢管为152mm、=7mm，两立柱之间的中心距离为16m；横梁是由4根180mm、=8mm主钢管焊接而成的2m×2.5m见方的格构式杆件，连接杆件为152mm、=7mm钢管，横梁共三道，中心间距为18.5m。塔架立柱支承在主桁门架上，和门架节点某4铰接，门架10号立杆需加强。4.3.4.4.2塔架与主桁连接初步构思根据主桁杆件主要承受轴向力的受力特点，拟将塔架承受的竖向力通过门架节点传递给门架立杆，再传递到支座。塔架立柱和门架节点通过特殊设计的耳板和销轴铰接。特殊设计的连接耳板（下耳板）通过高强螺栓连接在门架节点某4上，塔架立柱底座上焊接上耳板，上下耳板用销轴连接。耳板图4.3.4.4.4 连接构造设计示意图材料选用Q345，销轴材料选用40Cr。连接构造见连接构造示意图。4.3.4.4.3吊索与张拉方案斜拉吊索选用钢绞线，在塔架和主桁上设锚箱，钢绞线在索塔上锚固，在主桁上张拉。吊索张拉时，统一指挥，对称进行。在施工过程中对塔架的变形进行观测，并和仿真计算结果对照，将塔架变形控制在正常范围。4.3.4.5. 爬升吊机的设计4.3.4.5.1.爬升吊机的基本功能要求本桥主拱跨的上弦杆为80mm宽的焊接H形钢桁，最大斜坡角为24°，节点水平距离为12m，两片主桁间距为16m。主桁节段拼装时要求爬升吊机的最大伸臂半径为20m，最大伸臂时的起吊能力为40T，同时从拼装桁杆方便、精确方面考虑，吊机的前臂应有一定的回转能力。4.3.4.5.2.爬升吊机的初步构思在桁架上弦节点板处加设临时节点板，临时节点板上栓接吊机走行道轨，走行道轨用焊接型钢特制，节段长度以最下段上弦杆（9）长为准，端头设长度调节装置。每个爬升吊机用8根走行道轨，吊机爬升前走行轨道先行前移固定。爬行吊机设计吊重800t·m，设置有全旋转底盘，吊臂回转及起吊系统动力改为电动，吊机安装在特制的桁架平台上。桁架平台的支脚落在钢桁梁上弦节点板上。每台爬行吊机总重约100t。4.3.4.5.3.爬升吊车设计及示意图爬升吊机由锁定节点板、走行道轨、吊车平台桁架、起重吊机、走行牵引系统五部分组成。锁定节点板采用40钢板加工制作，临时栓接在主桥桁架上弦节点板处，用于固定爬升吊机，提供支承反力及锚固力，将吊机及吊重荷载有效地传递到桥梁桁架上。走行道轨亦采用焊接钢构件制成，联接在锁定节点板上，走行道轨上设齿轮轨道，前端设转向滑轮，用于穿走行牵引钢丝绳。平台桁架用特制钢构件加工而成，包含有主桁架平台、可调式桁架立腿、纵横连杆和斜支撑杆等。平台桁架跨越桁架桥的两侧上弦杆，立腿横间距16m，纵间距12m。起重吊车采用栓焊结合方式固定在平台上，吊机可作360°旋转，以方便吊装作业。爬升吊机的设计以功能性为主，尽量减少自身的重量，将吊机及桁架本身的总重量控制在100T以内，考虑小型附加工具及作业人员等，爬升吊机在工作时的总重控制在125T之内。爬升吊机构造见图:图4.3.4.5.1爬升吊机构造立面示意图、图4.3.4.5.2爬升吊机构造侧面示意图、图4.3.4.5.3爬升吊机支撑与主桁连接大样示意图所示。图4.3.4.5.1 爬升吊机构造立面示意图 图4.3.4.5.2 爬升吊机构造侧面示意图图4.3.4.5.3 爬升吊机支撑与主桁连接大样示意图4.3.4.5.4.爬升吊机的走行与工作步骤爬升吊机的走行与工作步骤请见：图4.3.4.5.4 爬升吊机工作步骤示意图。图4.3.4.5.4 爬升吊机工作步骤示意图4.3.4.6.钢梁拼装的监控量测万州长江大桥主跨位于4#7#墩，为168.7m+360m+168.7m三跨连续单拱钢桁梁，桁宽16米，节间长度12米，N型桁架；边墩及主墩处设竖向支座。该桥主跨三跨连续单拱钢桁梁高跨比仅为0.203，边中跨比仅为0.469，远异于一般桥，为国内首次采用，世界上也罕见。该桥主跨采用了许多新技术、新结构、新材料、新工艺。 4.3.4.6.1.监控量测的初步构思在钢桁拱桥的施工中，为了保证结构内力和桥梁线形尽量与理想的设计状态一致，施工过程中的监控工作非常重要。设计图纸中给定理想状态下的桥梁竣工后的内力、线形，由于施工中所用材料的力学性能存在偏差、构件制造安装误差以及计算假定等客观因素都会对钢桁拱桥的内力、线形造成影响。因此，对大跨径钢桁拱桥的上部结构施工，展开施工监测和控制是很有必要的，通过实际监测各施工阶段的主要控制参数，并通过现场计算分析及预测得出合理的控制措施，用以指导和控制施工，使各施工阶段的实际状态最大限度的接近理想状态，确保成桥后的内力状态和几何线形符合设计要求。通过施工监测，可以实时确定桥梁结构各组成部分的应力应变情况。通过施工监测及分析，可判断桥梁结构的安全状态，为施工质量控制提供数据，可为下一步施工方案及安全保障措施的制订提供决策依据，另外通过施工监测及分析，验证桥梁结构设计与施工计算理论、分析方法及其所用假定的合理性，并推动其发展，为设计与施工积累科学的数据。本桥施工监控的原则是稳定性、变形和内力控制综合考虑，采取控制策略是：在稳定性满足要求的前提下，对变形、应力（应变）进行综合控制。变形与内力控制根据桁架拱圈本身的特性进行双控，其中以变形控制为主，严格控制各控制截面的挠度和拱轴线的偏移，同时兼顾应力（应变）发展情况。这是因为考虑到应力只反映一根杆件的受力情况，而挠度是截面各点位移的综合反映，是结构的整体表现。另外，挠度和内力虽然都能反映结构的当前情况，但挠度的控制是宏观控制，并且相对属于微观控制的应力来说要容易、简单。4.3.4.6.2.主要监测项目和频率主要监测项目由有：主桁拱圈安装线形、吊索索力及塔顶位移、关键截面的杆件应力、临时系杆张拉力以及环境温度等。测量频率：每安装一个节段或每一个施工循环测量一次4.3.4.6.2.1.应力测试4.3.4.6.2.1.1.钢桁梁测试杆件位置：主桁部分：上下弦杆 E14-E15、某4-某5、E13-E14、某3-某4。副桁部分：测试水平杆件端横梁。铁路纵梁：测试竖向拉杆某4-C14、某5-E15。 测试频率：每伸臂架设12米节间钢梁、吊索张拉前后进行。4.3.4.6.2.1.2.索塔部分测试位置：根据索塔的结构和受力状况，每塔布置两个测试断面，分别在塔底部和中部。测点布置：每塔四个角点布置相应测点。测试频率：同钢梁。4.3.4.6.2.1.3.吊索索力测定索力测试频率：挂索后每伸臂架设一个节间，任意一根索张拉后，调索后等施工中各控制阶段，均需测量每根索的索力。4.3.4.6.2.1.4.临时系杆张拉力测定测试频率：每悬拼一节间测一次。4.3.4.6.2.1.5.其它测试监测塔梁间临时纵向约束及竖向支撑的工作状况。监测施工平台在最不利情况时的杆件内力。4.3.4.6.2.2.位移测量4.3.4.6.2.2.1.钢桁梁挠度测量 监测每一节间钢梁和桥面板的安装、索力张拉前后、落梁后全桥各节点挠度，每一节点处设三个测点。4.3.4.6.2.2.2.主梁中线测量 在桥梁中心线处设置测点，监测施工中各阶段桥梁中心线的水平位移，控制旁弯。4.3.4.6.2.2.3.索塔顶位移测点设在塔顶，监测塔顶水平位移。测试频率与钢梁挠度测量相同。 4.3.4.6.2.3.温度测试 测试频率：每2小时测一次。4.3.4.6.3监控测试实施方案桥梁的施工监测与设计有密切的关系，为了安全优质、符合设计要求地建成大桥，本桥拟由建设单位、设计单位、测试单位、施工单位共同组建监控测试领导小组和负责日常工作的现场监控测试实施小组。由设计单位任主控单位，负责日常数据的分析整理及施工工序和测试通知单的签发，并及时向监控测试领导小组汇报监控测试工作的进展情况。为使监控测试工作达到世界先进水平，拟请著名桥梁专家和教授会诊和评审，并制定详细的监控测试工作细则和监控测试工作计划。主控单位根据架梁方案和施工监测内容，在每次进行下一道工序前，签发工序通知单和测试通知单。工序通知单要求施工单位在架梁过程中严格执行，内容包括下一步施工内容及施工中应该注意的问题，并要求施工单位在下一道工序完成后通知测试单位上桥测试及提交测试时的桥上荷载调查表。测试通知单要求测试单位在测试过程上中严格执行，其内容包括下一道工序完成后的测试内容及测试时应该注意的问题。所有工序和测试通知单均由主控单位根据测试单位提供的测试资料和施工单位提供的荷载调查表及位移测量资料，经过详细计算分析，确认实测值和计算值在容许范围内方可签发。测试单位接到测试任务后埋设测点和积极准备本次测试工作。待本道工序完成后，上桥测试。测试完成后次日及时提交索力、应力、温度测试等测试资料。现埸测试结束后，及时提交测试报告。 主要监测方案为：拱圈线形观测：拱圈线形观测是拱桥施工监测的重要内容，主要包括拱肋安装阶段的线形监测、桥面结构施工过程的线形监测以及施工过程中的温度测量。温度变化包括体系温差和日照温差两部分，日照温差较复杂，选择日出以前对线形进行观测，有效消除日照温差的影响。拱圈安装线形测量：拱圈安装线形测量是为拱肋合龙服务的，主要测量各施工阶段的拱圈高程和拱轴线的横向偏位。拱圈线形及位移测量：这里是指拱圈合拢到桥面结构施工完毕的线形测量，主要测量各截面拱轴的高程和拱轴线的横向偏位。索塔顶位移量测：确定索塔位移与吊索张力的关系。拱圈线形及位移测量采用经纬仪和水平仪进行。拱圈杆件应力监测：通过对拱圈杆件应力监测，可迅速知晓拱圈受力情况。该项观测在每一施工阶段都要进行，并贯彻整个施工过程。主要内容是：使用钢结构应变计对拱脚、L/4、L/2截面弦杆应力进行监测；使用温度传感器对杆件温度监测，以获得与线形及位移相对的大气温度以及拱圈杆件自身温度，为控制分析服务。索塔应力监测：通过监测随时掌握索塔的受力状况。拱圈杆件应力和索塔应力监测采用钢弦式应变计进行。吊索索力测试采用高灵敏度传感器绑在待测的吊索或临时系杆的合适位置上进行。临时系杆张力监测：临时系杆张力关系到结构的安全，是施工监测的重要内容，柔性系杆张力通常采用索力计来测量。4.3.4.6.4.结构分析与管理系统施工过程的结构分析：结构分析是结构施工的主要工作之一，该项工作根据施工过程与成桥运营情况来完成各施工状态及成桥后的内力与位移计算，进而确定出结构各施工阶段的内力与位移理论值。计算可考虑施工的进程、时间、相应状态的临时荷载、环境温度、结构变化、基础沉降等因素。施工过程中的结构分析可运用前进分析和倒退分析两种方法，采用有限元法。该项分析包括以下几项内容：对结构初始状态的设计值进行复核；确定结构各施工理想状态的内力与位移；通过比较确定结构最大内力与位移的相应状态；给出相关施工建议。施工控制误差分析：施工控制的目的是尽可能消除理论计算与施工实际情况间的差异。这种差异表现为：计算参数与实际情况的差异、计算假定与实际情况的差异、施工误差、测量误差等。消除这些差异从下面两个方面进行：4.3.4.6.4.1.调整计算参数、修正理想状态由于结构实测与理论值存在一定的偏差，通过对应力或位移偏差分析、结构参数敏感性分析、结构参数识别，进一步分析找出偏差的原因，确定出设计参数真实值。为施工成桥状态符合设计要求服务。4.3.4.6.4.2.反馈控制分析根据结构理想状态、现场实测状态和误差，进行分析并预测出下一施工阶段的理想状态以及给出控制误差的建议和方法。结构设计参数识别：结构设计参数一部分可通过施工前的测定来加以修正，但是还有一些参数是难以确定的设计参数，以及临时荷载及环境影响，必须进行结构施工监测，并通过实测值与理论值的对比分析，以参数识别，方可确定这些用试验难以确定的设计参数，从而减小理论值与实测值的差异，这样才能进一步全面地把握桥梁结构行为。结合控制的实时跟踪分析：此项分析是实现结构施工控制的关键。反馈控制是根据结构理想状态、实测状态和误差信息进行的，该项工作制定出可调变量的最佳调整量，并形成实施方案，指导现场作业，使结构施工的实际状态最大限度地接近理想状态。包括以下几项内容：实测状态温差效应修正分析；结构各状态数据实测值与理论值的对比分析；结构设计参数识别；结构行为预测分析；理想状态修正分析；反馈控制分析。施工控制软件：施工控制软件采用已在多座同类桥梁的监控中应用的桥梁结构综合分析（包括施工控制分析）软件，对局部应力分析采用通用有限元程序SAP或其他有效程序进行仿真分析。施工过程的计算分析工作应结合施工的过程、主桁拱圈的架设顺序和体系转换情况，对施工过程中的每一阶段的结构进行结构分析。本桥分四个节段：悬臂拼装阶段：对施工中每一阶段进行结构分析，控制危险断面（杆件）的应力和变位。主桁拱圈合拢阶段：体系转换后拱顶、L/4截面和拱脚的内力分析。拆除斜拉吊索阶段：确定拆除顺序，对不同工况进行应力和变位分析。内力调整阶段：通过改变系杆张力，调整拱圈杆件受力情况。悬臂拼装法施工的钢桁拱桥施工控制是一个施工测试、识别、修正、预告、施工的循环过程，监控的目的是保证结构在施工过程的安全及其线形和内力符合设计要求。要达到此目的，必须建立完善的控制系统，包括能使控制系统正常运行的技术力量和管理机构。施工监控管理系统请见：图4.3.4.6.1施工监控管理系统框图。图4.3.4.6.1 施工监控管理系统框图4.3.4.7.钢梁拼装主要注意事项及技术措施4.3.4.7.1.钢梁拼装主要注意事项施工道路承载力、平面曲线半径应满足杆件运输的要求。杆件存放场和预拼场应平整，排水畅通。杆件存放时必须安放垫木，对号入座。每堆杆件间应留有适当宽度，便于吊装人员操作和查对。杆件在运送和装卸过程中，必须有相应的措施，防止损伤杆件接合面、擦伤防锈涂层、碰伤边角和使杆件变形。杆件进场，必须按规定进行检查验收和试验。必要时，应进行矫形或退货。试验仪器、拼装工具（音响扳手等）必须按规定定时校定。钢桁梁拼装前，必须事先根据设计图、加工图绘制拼装顺序图、预拼图和每个节点的栓钉布置图，以备拼装之用。拼装时，在节点板上用油漆标明各类栓钉的安装区域。高强螺栓进场经试验验收合格后，应事先进行组副备用，并清点造册。同时设专人负责发放和回收，做好发收记录，防止错发错用。高强螺栓施拧必须严格按规定程序进行，严禁超拧和欠拧。每个节点螺栓终拧完毕经验收合格后，应及时用油腻子填缝，防止雨水淋入。从膺架上拼装开始就必须随时量测钢桁梁的平面和立面位置，并作好量测记录绘制成示意图，以利及时校正，使钢梁位置符合设计要求。拼梁吊机的吊臂伸臂半径必须满足杆件拼装要求，最大伸臂半径时的起吊重量不得小于预拼后的杆件重量。钢桁拱上拼梁爬升吊机在提吊作业前，必须与钢拱上弦节点牢固联接；吊机前移时，必须确认安装吊机的钢桁节间已经闭合，并上足冲钉和螺栓。吊索张拉应对称进行。往前悬拼时，应终拧的节点必须全部终拧完毕。悬臂拼装钢桁梁时，大节点高强螺栓终拧不得落后于悬拼两个节间。为确保钢桁拱拱度正确，主桁大节点应一次终拧完毕。为加强主桁在悬拼时的横向稳定，桥门架、横联、上下平联等非主桁杆件的联结，只安设25%的冲钉，其余安设高强螺栓并只达初拧程度，但全部高强螺栓的终拧不得落后于悬拼四个节间。主拱跨钢桁梁悬拼时，杆件采用水上驳船运送。运送杆件的驳船承载力必须足够，驳船加固必须牢固可靠。钢桁梁拼装为高空作业，必须挂设安全网；作业人员必须系安全绳和戴安全帽。水上作业必须备救生衣、救生圈等防护设施。喷砂作业和钢梁涂装作业必须穿防护服、戴防护眼镜。4.3.4.7.2.钢梁合拢的主要技术措施本桥三跨单拱连续钢桁梁主拱跨采用自由状态中间合拢法。中间合拢法在悬拼时的调整工作量较大，合拢时的问题也较多，诸如合拢时的气温变化、桥墩施工误差、钢梁制造精度、悬拼误差等，都会使合拢工作产生困难。本桥钢桁拱合拢步骤为：初调精调安装合拢杆件。初调：通过墩顶面上的调整设施调整合拢端面的高程和纵横向错位，使两悬端面接近闭合要求位置。精调：利用温差或顺弦杆中心施加水平力等进行纵向微调，通过对两悬端面施加相向竖直力进行竖向微调，在上、下平联平面上施加一对相向水平力来进行横向微调。安装合拢杆件：采用节点法合拢。利用临时节点板作合拢过渡，合拢后换装正式节点板。本桥钢桁拱合拢主要采取下列技术措施：强钢桁梁拼装过程中的测量监控工作，减少合拢误差。择合适的合拢施工时间，合拢段施工安排在气温较低的夜间或凌晨进行，减少温差对钢梁合拢作业的影响。梁合拢节间的杆件，根据实测的合拢悬端面尺寸，在制造厂现加工。合拢节点的工地钉孔在工厂预钻小孔，合拢后在现场扩孔。采用千斤顶推动活动支座纵向调整合拢处的间距，升降拱座处的支座位置或调整吊索拉力来调整两悬端面高低，用千斤顶推动两边跨的支座使钢桁梁绕拱座处的支座铰轴旋转调整两悬端面的倾斜度等，以实现钢桁拱合拢。在两合拢端面上采用倒链滑车施加相向竖直力进行合拢悬端面竖向高差调整。采用特别设计的临时拉杆在合拢节间内施加拉力进行纵向精调，以便合拢杆件插入。钢桁拱合拢工作应不间断地尽速完成。4.3.4.7.3钢梁拼装主要设备汇总表4.3.4.7.1 钢梁拼装主要设备汇总表序号设备名称功率单位数量备注1爬升吊机800t·m台2钢梁拼装2自行式龙门吊50t台2杆件装吊、预拼3码头吊40t台44铁驳船40t艘8杆件水上运输5摇头扒杆0.5t座8膺架、支墩拼装6拖挂汽车40t台207汽车吊25t台48卷扬机0.5t台89空压机11m3台4喷砂用10配砂罐个4喷砂用11轴流式通风机5.5kw台412硬度试验机台213电阻应