DB44∕T 2353-2022 大节段钢箱梁施工监控技术规范(广东省).pdf
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1、 ICS 93.040 CCS P 28 44 广东省地方标准 DB44/T 23532022 大节段钢箱梁施工监控技术规范 Technical specification for construction monitoring and control for steel box girder bridge assembled with large segments 2022-02-15 发布 2022-05-15 实施 广东省市场监督管理局 发 布 备案号:88605-2022 DB44/T 23532022 I 目次 前言.III 引言.IV 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语
2、和符号.1 3.1 术语.1 3.2 符号.2 4 总体要求.3 5 施工监控工作程序.3 5.1 通用要求.3 5.2 施工监控信息流转及指令签发.4 5.3 施工监控文件提交.4 6 施工监控计算.4 6.1 通用要求.4 6.2 计算方法.4 6.3 无应力构形计算.4 6.4 参数敏感性评估.5 7 施工监测.5 7.1 通用要求.5 7.2 几何形状及位移测试.5 7.3 应力状态测试.6 7.4 温度场及温度效应测试.7 7.5 基本物理参数收集.8 7.6 环境参数测试.8 7.7 测试设备.8 8 误差分析与控制.8 8.1 通用要求.8 8.2 误差分析.9 8.3 误差控制
3、.9 9 工厂制造阶段控制.9 9.1 通用要求.9 9.2 钢箱梁线形控制.10 9.3 预留连接件位置控制.10 9.4 制造误差控制.11 9.5 局部受力控制.11 DB44/T 23532022 II 10 运输阶段控制.11 11 现场安装阶段控制.11 11.1 通用要求.11 11.2 安装实施条件控制.12 11.3 吊具安全控制.12 11.4 钢箱梁吊装安全控制.12 11.5 钢箱梁安装线形控制.12 12 温度效应控制.13 12.1 通用要求.13 12.2 工厂制造温度效应控制.13 12.3 现场安装温度效应控制.13 附录 A(规范性)施工监控各参建单位职责及
4、信息流转.15 附录 B(资料性)施工监控常用记录表.17 参考文献.22 DB44/T 23532022 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由广东省交通运输厅提出并组织实施。本文件由广东省交通运输标准化技术委员会(GD/TC 133)归口。本文件起草单位:港珠澳大桥管理局、浙江大学。本文件主要起草人:景强、汪劲丰、苏权科、向华伟、闫禹、李江、陈春雷、徐荣桥、麦权想、李书亮、徐岭华、潘剑超。DB44/T 23532022 IV 引言 大节
5、段钢箱梁具有高强轻质、施工效率高、质量易控、可适应复杂建设环境、降低建设安全风险等优点,适合装配化桥梁建设,大节段钢箱梁在桥梁工程中已有较广泛的应用,开展大节段钢箱梁施工监控对于确保整个施工过程的顺利开展具有重要意义。本文件在借鉴相关标准、规范的基础上,吸收港珠澳大桥大节段钢箱梁施工监控的成功经验编制而成,可为同类型桥梁建设提供技术指导。本文件阐述的大节段钢箱梁是指单次安装长度达到或超过40m的节段钢箱梁,与公路桥涵设计通用规范(JTG D60)关于大桥分类规定相衔接。对于分阶段安装的节段钢箱梁,当节段长度小于40m时,仍可以参考本文件执行。DB44/T 23532022 1 大节段钢箱梁施工
6、监控技术规范 1 范围 本文件规定了大节段钢箱梁在制造、运输和安装阶段的施工监控程序及施工监控计算、施工监测、误差分析与控制、温度效应控制等的技术要求。本文件适用于逐孔或整孔施工桥梁中的大节段钢箱梁在工厂制造、运输和现场安装等各阶段的施工过程监控;对于中小节段钢箱梁,可参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 50026 工程测量标准 JTG/T 3650 公路桥涵施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定
7、标准 第一册 土建工程 3 术语和符号 3.1 术语 下列术语和定义适用于本文件。3.1.1 大节段钢箱梁 steel box girder of large segment 单次安装长度达到或超过40 m的节段钢箱梁。3.1.2 施工监控 construction monitoring and control 为控制桥梁施工过程的结构状态,实现设计要求的成桥结构受力与线形目标而进行的控制计算、结构变形监测、结构内力(应力)监测、数据分析与反馈控制等工作的总称。3.1.3 施工监控计算 calculation for construction monitoring and control 为获
8、得桥梁结构理论变形与内力(应力)以指导施工监控工作而开展的桥梁设计符合性计算、施工过程模拟计算、参数敏感性评估等一系列计算工作的总称。3.1.4 施工监测 construction monitoring 桥梁施工监控中开展的结构变形测试、结构内力(应力)测试、梁体温度测试和环境参数测试等一系列测试工作的总称。DB44/T 23532022 2 3.1.5 温度效应控制 temperature effect control 施工中采取有效措施减小钢箱梁温度场与设计基准温度的差异对桥梁几何状态、内力状态影响的过程。3.1.6 设计成桥状态 completion state of design 设计
9、文件给出的桥梁在标准条件下的结构状态,包括桥梁的线形状态和内力状态。3.1.7 无应力构形 unstressed configuration 梁段不受外部作用时的几何形状,包括梁段的无应力长度和无应力曲率。3.1.8 参数敏感性评估 parameter sensitivity assessment 以钢箱梁设计计算参数为变量,分析其小幅度变化所引起的结构力学响应,定量评估各参数偏差对结构变形和内力(应力)的影响程度。3.1.9 施工监控联系单 letter of construction monitoring and control 桥梁建设过程中,由施工监控单位提出的、与其它参建单位之间关于
10、施工监测、控制等工作联系的文件。3.1.10 施工控制指令 construction control instruction 施工监控单位编制、提交并经设计复核,由监理或建设单位会签确认的关于大节段钢箱梁制造、安装定位等参数的指令性文件。3.1.11 设计线形 design alignment 施工图设计提供的钢箱梁在水平面、竖直面和横截面内的几何形状。3.1.12 制造构形 manufacturing configuration 钢箱梁在制造时的几何形状,包括钢箱梁顶底板长度、梁宽、梁高、竖向线形、横向线形和平面线形等。3.1.13 支座预偏量 pre-offset of support 为
11、了使得设计成桥状态下支座无偏转,在支座安装时考虑施工变形、温度不一致等影响而设置的支座上下板间的相对偏移值。3.1.14 钢箱梁就位 steel box girder locating 钢箱梁由临时支座支撑转换为设计永久支座支撑的过程。3.2 符号 下列符号适用于本文件。H钢箱梁纵断面制造线形标高;0H设计成桥线形标高;DB44/T 23532022 3 h安装过程钢箱梁累计变形;gh成桥预拱度;L下料参数修正值;钢材的热膨胀系数;t钢箱梁梁体温度与参考状态温度的差值;L构件基准长度;支座预偏量;t考虑温度影响设置的支座预偏量;f抵消后续施工引起的支座顶板位移而设置的支座预偏量;il待安装支座
12、距固定支点的距离。4 总体要求 4.1 应依据现行的技术标准、实际施工采用的设计文件和施工方案开展施工监控工作,应在钢箱梁制造、安装方案制定前介入。4.2 施工监控单位应编制施工监控工作大纲和工作细则。4.3 施工监控应遵循确定的工作流程,保证监控信息的传递顺畅,确保监控工作成效。4.4 施工监控包括钢箱梁工厂制造阶段、运输阶段和现场安装阶段的施工监控计算、施工监测和施工监控误差分析与控制,并确定上述各阶段合理的施工参数。4.5 施工监控计算应分别开展整体效应模拟计算、局部效应模拟计算和参数敏感性评估,必要时应计入结构非线性效应和空间效应。4.6 应根据施工监控计算成果,对桥梁结构施工过程中关
13、键性变形及受力状态进行跟踪监测,并对几何状态、整体受力和局部受力状态进行及时反馈。4.7 监控计算关键性成果应经设计单位核对确认后方能用于编写监控指令。4.8 施工监控中应提出减少温度梯度对钢箱梁变形与内力影响的建议措施。4.9 施工监控中应对施工临时荷载进行控制。4.10 施工监测设备选择应遵循技术先进、性能稳定的原则,满足测试条件和精度要求,宜兼顾经济性及与运营期结构健康监测系统的衔接。4.11 施工监控过程中应以监控阶段性报告和监控总报告的形式及时进行监控成果反馈。4.12 施工监控应采用监控辅助信息化系统,实现监控信息的及时传递和数据收集。5 施工监控工作程序 5.1 通用要求 5.1
14、.1 施工监控工作中应建立监控单位与建设单位、设计、监理和施工单位的联络机制,宜由建设单位牵头成立包含上述单位参与的施工监控组织机构。DB44/T 23532022 4 5.1.2 施工监控工作中应对施工监控的信息流转、指令签发、文件提交等环节制定专门的工作流程。5.1.3 施工监控工作应符合整个工程有关健康、安全和环保方面的管理流程。5.2 施工监控信息流转及指令签发 5.2.1 建设单位应明确各参建单位在施工监控过程中的职责,并负责信息流转的总体协调。各参建单位职责及监控指令签发程序应符合附录 A 的规定。5.2.2 设计单位应对施工监控计算成果进行核对,并对施工监控指令进行复核。5.2.
15、3 监理单位应协助监控单位完成施工信息收集,将施工监控指令签发至施工单位,并监督施工单位严格执行监控指令。5.2.4 施工监控前期,施工单位应向监控单位提供实施性施工方案,包括但不限于进度安排、临时荷载量值及堆放位置、临时支撑构造、钢箱梁环缝焊接时机以及施工环境条件等。5.2.5 监控指令执行后,施工单位应及时将执行情况反馈监理单位、设计单位和监控单位。5.3 施工监控文件提交 5.3.1 施工监控文件包括以下三类:a)指导性文件包含施工监控工作大纲、工作细则和计算报告;b)执行性文件包含施工监控指令和施工监控联系单,内容格式可参考表 B.1 和表 B.2;c)总结性文件包含施工监控阶段性报告
16、和施工监控总报告。5.3.2 指导性文件应在现场具体监控工作实施前提供;施工监控指令应在具体施工作业开始前提供;施工监控阶段性报告可在阶段施工监控工作结束后提供;施工监控总报告可在工程结束后提供。6 施工监控计算 6.1 通用要求 6.1.1 施工监控计算方法应满足工程控制精度要求,计算参数取值应符合工程实际情况。6.1.2 施工监控计算内容应包括变形、应力及稳定性等结构力学行为计算和钢箱梁加工、安装等几何参数确定。注:根据力学计算结果和竖曲线及平曲线等设计参数确定的结构几何参数为:小节段钢箱梁顶底板长度、宽度、高度,大节段钢箱梁的总长、端面倾角、竖向线形、横坡线形,桥位安装时的控制点坐标、支
17、座预偏量等。6.1.3 对于曲梁、设挑臂的钢箱梁,计算时应考虑结构的空间效应。注:曲梁或具有大悬臂结构的钢箱梁存在剪力滞效应,荷载作用下其截面横向变形不一致,影响钢箱梁横向预拱度。6.1.4 施工监控计算应考虑施工过程温度、风荷载、施工临时荷载及临时支撑构造等对钢箱梁结构受力与变形的影响。6.2 计算方法 6.2.1 钢箱梁整体受力与变形分析可采用杆系有限元模型,考虑施工过程结构体系改变及边界条件变化等因素的影响,必要时应考虑空间效应和非线性效应。6.2.2 钢箱梁局部效应分析应采用能准确反映结构局部力学行为和空间力学行为的精细化有限元模型。6.3 无应力构形计算 DB44/T 2353202
18、2 5 6.3.1 钢箱梁的无应力构形可采用正装法求解,对于存在非线性的情况宜采用迭代法求解。6.3.2 应确定合理的迭代初始值,可采用无应力状态法或倒拆法计算。6.3.3 无应力构形计算可采用杆系有限元模型,必要时应考虑结构的空间效应和非线性效应。6.3.4 无应力构形计算宜采用不同分析软件或模型进行相互校核。6.4 参数敏感性评估 6.4.1 应开展参数敏感性评估,以确定影响结构线形和应力状态的主要因素,明确施工过程控制的重点。6.4.2 应选择材料弹性模量、节段重量、板材厚度、施工临时荷载及墩顶支点的相对高差等设计参数进行钢箱梁结构响应的敏感性评估。6.4.3 应对风荷载、整体温度变化和
19、温度梯度条件下钢箱梁结构的支反力、变形和应力等响应进行敏感性评估。6.4.4 应根据结构设计参数和环境作用的敏感性分析结果,确定施工过程影响结构线形和应力的关键参数,并在施工过程对这些参数进行识别和控制。7 施工监测 7.1 通用要求 7.1.1 应采集、掌握设计几何参数、结构位移、应力状态、环境温湿度、钢箱梁温度场及温度效应、桥址风速风向等施工过程信息。7.1.2 几何形状及位移测试应由施工单位和监理单位按相关标准、规范完成,测量结果反馈给监控单位,监控单位应根据工作需要进行抽检。7.1.3 应根据监测响应随时间的变化规律,按照以静态测试为主、动态测试为辅原则,确定监测频率,选择满足测量精度
20、要求的监测设备。7.1.4 测点位置应结合结构计算和现场情况综合确定,既要满足桥梁结构状态评估的要求又要便于安装和保护。7.1.5 施工监测应考虑各监测项目的协调性和同步性。7.1.6 钢箱梁几何状态测试应满足 GB 50026 的要求。7.1.7 应对测试数据进行规律性分析,并开展施工误差分析,误差分析应符合 8.2 的要求。7.1.8 应对测试环境条件、人员、结果等信息进行记录,表格样式可参考附录 B。7.2 几何形状及位移测试 7.2.1 工厂制造阶段测试 7.2.1.1 测试应包含以下内容:a)小节段钢箱梁的顶、底板长度,宽度和梁高;b)大节段钢箱梁的顶板和底板轴线的相对偏位、顶板和底
21、板总长、底板上支座的纵横向间距、端面倾角和控制点位置。7.2.1.2 测试宜采用以下方法:a)竖向线形宜采用水准仪进行测量;b)轴线位置宜采用全站仪进行测量;DB44/T 23532022 6 c)大节段钢箱梁梁长宜采用全站仪进行测量;d)截面高度、宽度宜采用全站仪进行测量;e)梁段端面倾角宜采用全站仪进行间接测量。7.2.1.3 测点布置应满足以下要求:a)节段钢箱梁线形测试截面位置应至少选择每个小节段钢箱梁的两个端面;b)各截面顶板和底板测点数均不应少于 3 个;c)测点布置应能反映整个梁段的空间几何形状。7.2.1.4 小节段钢箱梁制造完成、大节段钢箱梁组拼后下胎前等工况应进行测试。7.
22、2.2 运输阶段测试 在大节段钢箱梁装船完成后至桥位吊装前,应进行钢箱梁的空间倾斜状态测试,设备宜采用倾角仪。7.2.3 现场安装阶段测试 7.2.3.1 测试应包含以下内容:a)应测试钢箱梁的竖向位移、轴向偏位、横向扭转、连接端面夹角以及梁段安装控制点坐标;同时还应测试梁段的竖向位移、轴向偏位和连接端面夹角随温度的变化规律;b)钢箱梁安装前应测试墩顶支座或支座垫石的平面位置及顶面高程;c)现场安装完成后应测试桥墩沉降。7.2.3.2 测试宜采用以下方法:a)竖向线形(高程)宜采用水准仪进行测量;b)轴线位置宜采用全站仪进行测量;c)梁段端面倾角宜采用全站仪进行间接测量;d)桥墩沉降宜采用全站
23、仪进行测量。7.2.3.3 测点布置宜满足以下要求:a)现场安装阶段变形测点宜与工厂制造阶段一致,可适当减少,截面测点数不应少于 3 个;b)现场安装时测量控制点宜选择在墩顶对应的梁段顶板或底板上;c)桥墩沉降观测点宜布置于承台、墩顶或墩顶处梁面等视线良好的位置。7.2.3.4 应按如下工况开展钢箱梁位移测试:a)每个大节段钢箱梁架设后、现场环缝焊接前与焊接后、主梁就位后或体系转换后、桥面铺装后应进行位移测试;b)必要时应按 7.4 的要求进行钢箱梁线形随温度的连续变化监测。7.3 应力状态测试 7.3.1 工厂制造阶段测试 7.3.1.1 测试应包含以下内容:a)无应力状态下布设的应变传感器
24、的初值;b)大节段钢箱梁工厂内不同状态的不利工况下的应力;c)大型施工临时设施使用过程的不利工况下的应力;d)大节段钢箱梁存梁过程中的典型支墩反力。7.3.1.2 测试宜采用以下方法:a)宜采用应变传感器进行应力测试;DB44/T 23532022 7 b)可采用应变传感器或压力传感器进行支墩反力测试。7.3.1.3 测点布置满足以下要求:a)应根据施工监控计算结果,选择受力不利截面的典型位置;b)截面测点布置应遵循对称性;c)每个截面测点宜不少于 2 个;d)对于受力复杂的局部区域宜布设应变花。7.3.1.4 应按以下工况开展应力测试:a)钢箱梁下胎前;b)转运中出现的受力不利状态;c)吊运
25、或滚装上船时的受力不利状态;d)必要时对存梁不利状态进行支墩反力测试。7.3.2 运输阶段测试 7.3.2.1 大节段钢箱梁运输过程典型状态宜进行应力测试。7.3.2.2 应力测试可采用应变传感器。7.3.2.3 根据计算结果,应在钢箱梁运输过程的受力最不利截面布置应力测点,每个截面测点应不少于 3 个,对于受力复杂的局部区域宜布设应变花。7.3.3 现场安装阶段测试 7.3.3.1 测试应包含以下内容:a)钢箱梁吊装过程和成桥状态下受力不利截面典型位置的应力;b)钢箱梁吊装过程应进行实时应力监测,吊装就位后至成桥状态可采用准静态测试;c)钢箱梁吊装过程应对吊具进行实时应力监测;d)钢箱梁应力
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