DB44-T 2353-2022 大節(jié)段鋼箱梁施工監(jiān)控技術(shù)規(guī)范

備案號:88605-202244TechnicalspecificationforconstructibridgeassembledwithlargesegmeI 2 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 8 8 8 8 8 9 9 9 9 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定澳大橋大節(jié)段鋼箱梁施工監(jiān)控的成功經(jīng)驗編制而成，可為同類型橋梁建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)。本文件闡述的大節(jié)段鋼箱梁是指單次安裝長度達到或超過40m的節(jié)段鋼箱梁，與《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60）關(guān)于大橋分類規(guī)定相銜接。對于分階段安裝的節(jié)段鋼箱梁，當節(jié)段長度小于40m1大節(jié)段鋼箱梁施工監(jiān)控技術(shù)規(guī)范JTGF80/1公路工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊施工監(jiān)控constructionmonitoringandcon施工監(jiān)控計算calculationforconstructionmonitoringandco過程模擬計算、參數(shù)敏感性評估等一系列計算工作施工監(jiān)測constructionmonito2溫度效應(yīng)控制temperatureeffect設(shè)計成橋狀態(tài)completions無應(yīng)力構(gòu)形unstressedco參數(shù)敏感性評估parametersensitivitya制造構(gòu)形manufacturingconfiguH0——設(shè)計成橋線形標高；3g——成橋預(yù)拱度；ΔL——下料參數(shù)修正值；α——鋼材的熱膨脹系數(shù)；t——考慮溫度影響設(shè)置的支座預(yù)偏量；4.1應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行的技術(shù)標準、實際施工采用的設(shè)計文件和施工方案開展施工監(jiān)控工作，應(yīng)在鋼箱梁制4.2施工監(jiān)控單位應(yīng)編制施工監(jiān)控工作大綱和工作細則。4.3施工監(jiān)控應(yīng)遵循確定的工作流程，保證監(jiān)控信息的傳遞順4.4施工監(jiān)控包括鋼箱梁工廠制造階段、運輸階段和現(xiàn)場安裝階段的施工監(jiān)控計算、施工監(jiān)測和施工監(jiān)控誤差分析與控制，并確定上述各階段合理的施4.5施工監(jiān)控計算應(yīng)分別開展整體效應(yīng)模擬計算、局部效應(yīng)模擬計算和參數(shù)敏感性評估，必要時應(yīng)計4.6應(yīng)根據(jù)施工監(jiān)控計算成果，對橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中關(guān)鍵性變形及受力狀態(tài)進行跟蹤監(jiān)測，并對幾4.7監(jiān)控計算關(guān)鍵性成果應(yīng)經(jīng)設(shè)計單位核對確認4.8施工監(jiān)控中應(yīng)提出減少溫度梯度對鋼箱梁變形與內(nèi)力影響的建議措施。4.11施工監(jiān)控過程中應(yīng)以監(jiān)控階段性報告和監(jiān)控總報4.12施工監(jiān)控應(yīng)采用監(jiān)控輔助信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)控信息的及時傳遞和數(shù)據(jù)收集。5.1通用要求5.1.1施工監(jiān)控工作中應(yīng)建立監(jiān)控單位與建設(shè)單位、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位的聯(lián)絡(luò)機制，宜由建設(shè)單位牽頭成立包含上述單位參與的施工監(jiān)控組45.1.2施工監(jiān)控工作中應(yīng)對施工監(jiān)控的信息流轉(zhuǎn)、指令簽發(fā)、文件提交等環(huán)節(jié)制定專門的工作流程。5.1.3施工監(jiān)控工作應(yīng)符合整個工程有關(guān)健康、5.2施工監(jiān)控信息流轉(zhuǎn)及指令簽發(fā)5.2.1建設(shè)單位應(yīng)明確各參建單位在施工監(jiān)控過程中的職責(zé)，并負責(zé)信息流轉(zhuǎn)的總體協(xié)調(diào)。各參建單5.2.2設(shè)計單位應(yīng)對施工監(jiān)控計算成果進行核對，并對施工監(jiān)控指令進行復(fù)核。5.2.3監(jiān)理單位應(yīng)協(xié)助監(jiān)控單位完成施工信息收集，將施工監(jiān)控指令簽發(fā)至施工單位，并監(jiān)督施工單5.2.4施工監(jiān)控前期，施工單位應(yīng)向監(jiān)控單位提供實施性施工方案，包括但不限于進度安排、臨時荷5.2.5監(jiān)控指令執(zhí)行后，施工單位應(yīng)及時將執(zhí)行情況反饋監(jiān)理單位、設(shè)計單位和監(jiān)控單位。5.3施工監(jiān)控文件提交a)指導(dǎo)性文件包含施工監(jiān)控工作大綱、工作細則和計算報告；b)執(zhí)行性文件包含施工監(jiān)控指令和施工監(jiān)控聯(lián)系單，內(nèi)容格式可參考表B施工監(jiān)控階段性報告可在階段施工監(jiān)控工作結(jié)束后提供；施工6.1.1施工監(jiān)控計算方法應(yīng)滿足工程控制6.1.2施工監(jiān)控計算內(nèi)容應(yīng)包括變形、應(yīng)力及穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)力學(xué)行為計算和鋼箱梁加工、安裝等幾何注：根據(jù)力學(xué)計算結(jié)果和豎曲線及平曲線等設(shè)計參數(shù)確定的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)6.1.4施工監(jiān)控計算應(yīng)考慮施工過程溫度、風(fēng)荷載、施工臨時荷載及臨時支撐構(gòu)造等對鋼箱梁結(jié)構(gòu)受6.2.1鋼箱梁整體受力與變形分析可采用桿系有限元模型，考慮施工過程結(jié)構(gòu)體系改變及邊界條件變6.2.2鋼箱梁局部效應(yīng)分析應(yīng)采用能準確反映結(jié)構(gòu)局部力學(xué)行為和空間力學(xué)行為的精細化有限元模56.3.1鋼箱梁的無應(yīng)力構(gòu)形可采用正裝法求解，對于存在非線性的情況宜采用迭代法求解。6.3.2應(yīng)確定合理的迭代初始值，可采用無應(yīng)力狀態(tài)法或倒拆法6.3.3無應(yīng)力構(gòu)形計算可采用桿系有限元模型，必要時應(yīng)6.3.4無應(yīng)力構(gòu)形計算宜采用不同分析軟件或模型進行相互校6.4.1應(yīng)開展參數(shù)敏感性評估，以確定影響結(jié)構(gòu)線形和應(yīng)力狀態(tài)的主要因素，明確施工過程控制的重6.4.2應(yīng)選擇材料彈性模量、節(jié)段重量、板材厚度、施工臨時荷載及墩頂支點的相對高差等設(shè)計參數(shù)6.4.3應(yīng)對風(fēng)荷載、整體溫度變化和溫度梯度條件下鋼箱梁結(jié)構(gòu)的支反力、變形和應(yīng)力等響應(yīng)進行敏6.4.4應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)和環(huán)境作用的敏感性分析結(jié)果，確定施工過程影響結(jié)構(gòu)線形和應(yīng)力的關(guān)鍵7.1.1應(yīng)采集、掌握設(shè)計幾何參數(shù)、7.1.2幾何形狀及位移測試應(yīng)由施工單位和監(jiān)理單位按相關(guān)標準、規(guī)范完成，測量結(jié)果反饋給監(jiān)控單7.1.4測點位置應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)計算和現(xiàn)場情況綜合確定，既要滿足橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估的要求又要便于安7.1.5施工監(jiān)測應(yīng)考慮各監(jiān)測項目的協(xié)調(diào)7.1.8應(yīng)對測試環(huán)境條件、人員、結(jié)果等信息進行記錄，表格b)大節(jié)段鋼箱梁的頂板和底板軸線的相對偏位、頂板和底板總長、底板上支座的縱橫向間距、a)豎向線形宜采用水準儀進行測量；b)軸線位置宜采用全站儀進行測量；6c)大節(jié)段鋼箱梁梁長宜采用全站儀進行測量；a)節(jié)段鋼箱梁線形測試截面位置應(yīng)至少選擇每個小節(jié)段鋼箱梁的兩個端面；c)測點布置應(yīng)能反映整個梁段的空間幾何7.2.1.4小節(jié)段鋼箱梁制造完成、大節(jié)段鋼箱梁組拼后下胎前等工況應(yīng)進行測a)應(yīng)測試鋼箱梁的豎向位移、軸向偏位、橫向扭轉(zhuǎn)、連接端面夾角以及梁段安裝控制點坐標；a)豎向線形（高程）宜采用水準儀進行測量；b)軸線位置宜采用全站儀進行測量；c)梁段端面傾角宜采用全站儀進行間接測量；a)現(xiàn)場安裝階段變形測點宜與工廠制b)現(xiàn)場安裝時測量控制點宜選擇在墩頂對應(yīng)的梁段頂板或底板上；a)每個大節(jié)段鋼箱梁架設(shè)后、現(xiàn)場環(huán)縫焊接前與焊接后、主梁就位后或體系轉(zhuǎn)換后、橋面鋪裝b)大節(jié)段鋼箱梁工廠內(nèi)不同狀態(tài)的不利工況下的應(yīng)力；c)大型施工臨時設(shè)施使用過程的不利工況下的應(yīng)a)宜采用應(yīng)變傳感器進行應(yīng)力測試；7a)應(yīng)根據(jù)施工監(jiān)控計算結(jié)果，選擇受力不利截面的典型位置；b)轉(zhuǎn)運中出現(xiàn)的受力不利狀態(tài)；d)必要時對存梁不利狀態(tài)進行支墩反力測7.3.2.1大節(jié)段鋼箱梁運輸過程典型狀態(tài)宜進行7.3.2.3根據(jù)計算結(jié)果，應(yīng)在鋼箱梁運輸過程的受力最不利截面布置應(yīng)力測點，每個截面測點應(yīng)不少a)鋼箱梁吊裝過程和成橋狀態(tài)下受力不利截面典型位置的應(yīng)力；b)鋼箱梁吊裝過程應(yīng)進行實時應(yīng)力監(jiān)測，吊裝就位后至成橋狀態(tài)可采用準靜態(tài)測試；c)鋼箱梁吊裝過程應(yīng)對吊具進行實時應(yīng)力7.3.3.2應(yīng)力測試宜采用抗干擾能力強、精度高、方便使用的應(yīng)變傳感器，宜采用無線傳輸方式。a)測點宜按對稱性布置；a)鋼箱梁吊裝過程；b)鋼箱梁架設(shè)前后應(yīng)對已架設(shè)的鋼箱梁進行應(yīng)力測試；a)現(xiàn)場安裝階段應(yīng)對鋼箱梁截面溫度場進行測試；b)必要時對現(xiàn)場安裝階段鋼箱梁的應(yīng)力和變形隨溫度的變化情況進行測試。7.4.2宜選擇量程適中、精度高、線性及穩(wěn)定性好的溫度傳感器進行溫a)應(yīng)能反映截面溫度沿梁高和梁寬方向的變化規(guī)律；8b)在溫度梯度較大的位置，應(yīng)加密測點；監(jiān)控單位應(yīng)對鋼箱梁材料彈性模量、鋼箱梁節(jié)段重量、板材厚度及施工臨時荷載等參數(shù)進行收7.6.1施工監(jiān)控前期監(jiān)控單位應(yīng)向相關(guān)單位收集橋位處的風(fēng)速與風(fēng)向、溫度與濕度等環(huán)境參數(shù)；現(xiàn)場安裝階段宜對上述環(huán)境參數(shù)進行測試，同時觀測測試精度宜不低于0.005°風(fēng)速測試精度宜為0.1m/s，風(fēng)向測試精度宜為3°8.1.1應(yīng)根據(jù)JTGF80/1、JTG/T3658.1.2施工監(jiān)控單位應(yīng)及時對每個施工階段和施工工況進行誤差分析，評估結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并提供分析結(jié)8.1.3應(yīng)在明確誤差原因的基礎(chǔ)上進行誤差控8.1.4鋼箱梁幾何線形誤差應(yīng)按照整體線形流暢98.2.1應(yīng)針對計算方法誤差、測試誤差和注：計算方法誤差主要是采用的計算模型未準確考慮各類型因素影響c)進行施工工況調(diào)查，評估可能出現(xiàn)的施工偏差帶來的影響；8.2.3計算方法誤差分析中，應(yīng)采用多種計算方法，綜合考慮各種效應(yīng)影響進行評8.2.4測試誤差分析中，應(yīng)通過不同測試人員和儀器設(shè)備獨立測試、平行校核。8.2.5計算參數(shù)誤差分析中，宜采用現(xiàn)場直接量測的方法識別；若現(xiàn)場不具備量測條件，可根據(jù)結(jié)構(gòu)8.3.2對結(jié)構(gòu)安全有影響的誤差，應(yīng)按以下要求進行控b)對于使結(jié)構(gòu)不能滿足受力要求的誤差，應(yīng)增b)對于安裝階段發(fā)生的鋼箱梁線形誤差，應(yīng)對施工控制參數(shù)進行修正。9工廠制造階段控制9.1通用要求9.1.1應(yīng)對鋼箱梁從下料到發(fā)運的過程進行控制。9.1.2應(yīng)根據(jù)誤差控制標準，通過施工監(jiān)控計算和制造過程的線形監(jiān)測分析，實現(xiàn)對橋梁縱斷面、橫9.1.3應(yīng)對小節(jié)段鋼箱梁和大節(jié)段鋼箱梁安放時最不利受力的支撐區(qū)域和轉(zhuǎn)運吊裝時最不利受力的吊9.1.4鋼箱梁制造單位應(yīng)對梁段重量進行量測。9.1.5應(yīng)進行大節(jié)段鋼箱梁和小節(jié)段鋼箱梁組拼長度的溫度變化效應(yīng)控制，計入制造溫度與設(shè)計基準9.1.6胎架應(yīng)符合強度、剛度和穩(wěn)定性要求，并滿足鋼箱梁無應(yīng)力狀態(tài)制造時的線形控制要求。9.2鋼箱梁線形控制H=H0-Δh+hg····································································(1)H——鋼箱梁縱斷面制造線形標高，單位為米（mH0——設(shè)計成橋線形標高，單位為米（mΔh——安裝過程鋼箱梁累計變形，單位為米（m注：成橋預(yù)拱度一般根據(jù)設(shè)計要求確定，設(shè)計未做要求時，可根據(jù)JTGD64，將成橋預(yù)拱度取為1/2車道荷載頻遇值b)對于采用以折代曲施工工藝的，通過設(shè)置小節(jié)段間的豎向夾角來實現(xiàn)縱斷面線形；c)小節(jié)段鋼箱梁節(jié)段間豎向夾角計算完成后應(yīng)進行縱斷面線形預(yù)拼裝復(fù)核；d)應(yīng)及時分析梁段制造中的底板、頂板豎向線形測試數(shù)據(jù)，評估線形狀態(tài)誤差；e)應(yīng)及時分析小節(jié)段鋼箱梁的端面傾角測試數(shù)據(jù)，評估相鄰小節(jié)段鋼箱梁端面的匹配情況；f)應(yīng)及時分析大節(jié)段鋼箱梁的端面傾角測試數(shù)據(jù)，評估大節(jié)段鋼箱梁安裝時相鄰端面的匹配情g)根據(jù)誤差評估結(jié)果，按9.4.3進行鋼箱注1：鋼箱梁受力后發(fā)生變形，經(jīng)典梁理論假設(shè)梁的中性軸位置既不伸長也不縮短，但是在頂、底板位置卻會發(fā)生伸長或縮短。由于底板連接支座、頂板連接伸縮縫，因此頂?shù)装宓纳炜s變形會對支座安裝和伸縮縫安裝造成注2：大節(jié)段鋼箱梁屬于工廠無應(yīng)力制造、橋位有應(yīng)力連接，環(huán)縫連接在結(jié)構(gòu)發(fā)生變形之后。因此，相鄰大節(jié)段間b)應(yīng)及時分析梁段制造中的頂?shù)装鍣M坡測試數(shù)據(jù)，評估橫坡制造誤差。9.2.4鋼箱梁平面線形控制應(yīng)滿足以下要求：a)應(yīng)控制鋼箱梁中線偏差，節(jié)段制造長度應(yīng)預(yù)留一定的焊縫寬度；b)位于平曲線上的鋼箱梁，應(yīng)考慮內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)的長度差，通過設(shè)置小節(jié)段間的平面夾角來c)應(yīng)及時分析鋼箱梁中線和平面內(nèi)節(jié)段長度數(shù)據(jù)，評估平面線形制造誤差。9.3預(yù)留連接件位置控制9.3.1應(yīng)綜合考慮鋼箱梁制造誤差及橋位預(yù)留安裝位置誤差，對預(yù)留連接件在鋼箱梁上的安裝位置進9.3.2鋼箱梁上的預(yù)留連接件安裝應(yīng)根據(jù)下部結(jié)構(gòu)的施工誤差對鋼箱梁預(yù)留件安裝位置做適當調(diào)整。9.3.3應(yīng)考慮各種作用下結(jié)構(gòu)受力引起的鋼箱梁變形對預(yù)留件安裝位置的影響，對其安裝位置做相應(yīng)9.4制造誤差控制9.4.1應(yīng)對鋼箱梁線形制造誤差和節(jié)段重量誤差進行評估。9.4.2應(yīng)對鋼箱梁制造下料、焊接、組拼施工等因素影響制造線形進行評估，并采取相應(yīng)控制措施。9.4.3線形誤差控制宜按以下原則進行：b)小節(jié)段鋼箱梁拼裝過程中出現(xiàn)的誤差應(yīng)在大節(jié)段鋼箱梁組拼過程中予以消除；c)大節(jié)段鋼箱梁組拼過程中應(yīng)逐節(jié)段d)對于無法通過焊縫寬度調(diào)整的誤差，需進行板材切割，同時考慮具體切割量對預(yù)留件位置的e)對于制造場地地基不均勻沉降引起的鋼箱梁線形誤差，應(yīng)改善制造場地基礎(chǔ)條件，如對地基f)對于施工工藝等引起的誤差，應(yīng)采取優(yōu)化施工工藝、調(diào)整焊接參數(shù)等措施消除。9.4.4小節(jié)段鋼箱梁制造完成后應(yīng)及時進行稱重，根據(jù)重量偏差評估是否需要對制造線形進行調(diào)整。9.5局部受力控制9.5.1在鋼箱梁組拼、轉(zhuǎn)運、存放、起吊或滾裝過程等階段，應(yīng)對臨時支點或吊點區(qū)域的局部應(yīng)力與9.5.2應(yīng)對影響大節(jié)段鋼箱梁線形和內(nèi)力的大型臨時結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進行受力驗算，綜合監(jiān)測結(jié)果對9.5.3應(yīng)對大節(jié)段鋼箱梁存梁過程臨時支墩的受力進行驗算，綜合監(jiān)測結(jié)果對支墩安全及鋼箱梁支點9.5.5應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)及時與預(yù)警值作對比，超預(yù)警閾值時，施工單位應(yīng)迅速采取相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)措10.2應(yīng)對首節(jié)段鋼箱梁從工廠運輸至橋位全過程的梁體空間傾斜狀態(tài)進行監(jiān)測，必要時增加監(jiān)測梁11.1.1應(yīng)對鋼箱梁從起吊至安放到設(shè)11.1.3應(yīng)對鋼箱梁應(yīng)力和變形、吊裝系統(tǒng)a)整體分析應(yīng)給出整個吊裝過程鋼箱梁的最不利受力截面位置及典型截面安裝過程的應(yīng)力包絡(luò)b)局部分析應(yīng)給出吊點區(qū)域和臨時支c)應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)實時與預(yù)警值作對比，超預(yù)警閾值時，施工單位應(yīng)迅速采取相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)情況可通過適當調(diào)整后澆砂漿層厚度或其它施工措施進行控制。墊石上的位置或其它手段來控制梁長和連接端面11.5.4安裝后應(yīng)對鋼箱梁的溫度效應(yīng)進行分析評估，按12.3.1選擇鋼箱梁定位時間段，注：鋼箱梁吊裝到橋位后，支撐于臨時支座上，先初步就位，再經(jīng)過精確12.1.1應(yīng)對鋼箱梁從工廠制造到現(xiàn)12.1.2應(yīng)綜合溫度效應(yīng)理論分析和溫度場及溫度效應(yīng)的測試結(jié)果b)在現(xiàn)場安裝階段主要是選擇鋼箱梁調(diào)梁和環(huán)縫焊接合適的施工時間段。ΔL=α.Δt.L·········································································(2)ΔL——下料參數(shù)修正值，單位為米（mα——鋼材的熱膨脹系數(shù)，無量綱(×10-5Δt——鋼箱梁梁體溫度與設(shè)計基準溫度的差值，單位為攝氏度(℃);L——構(gòu)件基準長度，單位為米（m）。12.3.2對于橋址現(xiàn)場設(shè)置環(huán)縫連接的鋼箱梁，環(huán)縫焊接應(yīng)在鋼箱梁頂?shù)装鍦夭钤凇?℃范差別的情況，應(yīng)根據(jù)就位時的梁體溫度，按下式計算設(shè)置相應(yīng)的支Δ=Δt+Δf Δt=α.Δt.li t——考慮溫度影響設(shè)置的支座預(yù)偏量，單位為米（mα——材料的熱膨脹系數(shù)，無量綱(×10-5Δt——梁體溫度與參考狀態(tài)溫度的差值，單位為攝氏度(℃);Δf——抵消后續(xù)施工引起的支座頂板位移而設(shè)置的支座預(yù)偏量，單位為米（m）。注1：鋼箱梁往往采用先吊裝至臨時支座，后期再落至設(shè)計永久支座的施工工序。因此落梁工況可能出現(xiàn)環(huán)境溫度注2：鋼箱梁設(shè)計永久支座就位工序一般有整聯(lián)架設(shè)完成后落梁、逐孔落梁和隔孔落梁等幾種方式，本條文給出了整聯(lián)架設(shè)完成后落梁的支座預(yù)偏量計算公式，此時參考狀態(tài)為設(shè)計基準狀態(tài)。對于后兩種情況，計算思路是一樣的，以下一階段作為當前階段的參考狀態(tài)，按照落梁過程，12.3.4對于設(shè)置合龍段的鋼箱梁，應(yīng)在合龍段架設(shè)前連續(xù)24h~72A.1施工監(jiān)控參建單位職責(zé)見表A.1。協(xié)調(diào)各成員單位的工作，根據(jù)需要召集施工監(jiān)控工作會議，處理施工監(jiān)控工作中各工作界面的協(xié)調(diào)