凤凰山高架桥变形监测技术方案设计

凤凰山高架桥和凤凰山路、双沙路、双瑞二路工程变形监测技术方案建信质量检测技术二〇一七年一月凤凰山高架桥和凤凰山路、双沙路、双瑞二路工程安全监测技术方案编写：校核：审核：建信质量检测技术二〇一七年一月1项目概况 (1)2监测目的和容 (1)2.1监测目的 (1)2.2监测容 (2)3监测技术依据 (2)4新建桥梁沉降监测 (3)4.1基准网布设 (3)4.1.1基准点选择 (3)4.1.2基准网测量 (3)4.1.3成果计算 (4)4.1.4检核周期 (4)4.1.5基准点稳定性判断 (4)4.2墩身沉降监测 (5)4.2.1点位布设 (5)4.2.2测量技术要求 (6)4.2.3数据处理 (7)4.3监测预警 (8)5桥梁拓宽段监测 (8)5.1新桥上部结构的沉降位移及收缩徐变挠度监测 (9)5.2新旧桥结合处的应力应变监测 (10)5.3新旧桥结合处的混凝土裂缝监测 (12)5.3.1自动化测量原理 (12)5.3.2安装方法 (13)6邻近既有建（构）筑物监测 (14)6.1测点布设 (14)6.2测量方法 (15)6.3监测频次 (15)6.4监测预警 (15)6.4.1既有桥墩沉降现场监测控制标准 (15)6.4.2既有桥墩水平位移现场监测控制标准 (16)7监测信息平台 (16)8 8监测信息的报送 (17)8.1监测报告主要容 (17)8.2监测报告报送时间与方式 (18)9质量控制措施 (19)9.1监测质量要求 (19)9.2质量保证措施 (19)9.3监测成果文件的质量 (20)10安全控制措施 (20)11项目组织与实施 (21)11.1方案总则 (21)11.2项目人员组织 (21)1项目概况凤凰山高架桥位于城北片区北星干线与川陕路之间，其起点接北星干线，终点接货运大道，沿线途经升仙湖片区、凤凰山片区全线长约7.68km；南起二环路北星干线至东风渠南侧跨线桥起坡点，均采用高架桥加地面辅道形式。

共计主线桥 4 座、主线匝道桥5 座、三环路立交匝道桥5 座，底层道路桥4 座，人行天桥1 座、BRT 天桥3 座。

图1 凤凰山高架桥施工现场2监测目的和容2.1监测目的（1）通过对新建桥梁进行沉降监测，掌握新建桥梁的基础沉降变形特征和变形规律，验证大桥设计及施工的合理性，分析桥梁的沉降变形趋势，为今后的运营维护提供参考依据。

（2）通过对桥梁拓宽段的新桥进行收缩徐变、挠度观测，主要是为了掌握桥梁在施工期间的线性变化情况，确保桥梁施工安全。

（3）对新旧桥结合处进行应力、应变进行实时监测，可以对桥梁进行动态监测，能及时掌握新旧桥梁结合处应力、应变，在发生异常情况时能及时处理。

并为今后运营维护提供决策依据。

（4）对新旧桥结合处进行裂缝进行实时监测，可以及时掌握桥梁结合处的变形特征和变形趋势，可以为施工安全监控服务，又可为运营维护提供决策依据。

（5）对周边邻近建（构）筑物进行变形监测，可以了解工程施工队邻近桥墩及房屋建筑的影响，掌握其变形特征和变形规律，确保施工安全和人民财产安全。

（6）建立自动化监测信息平台，实现了桥梁的自动实时监测，便于监测信息的查询，可以有效辅助施工监控。

2.2监测容1)新桥沉降监测：主要是新建桥梁的墩身沉降变形监测及现浇桥梁挠度徐变监测；2)桥梁拓宽段施工安全监测：主要包括新桥上部结构沉降位移监测、新旧桥结合处的应力、应变监测，新旧桥结合处混凝土裂缝监测；3)邻近既有建（构）筑物变形监测：主要包括既有桥梁墩身和邻近房屋的水平位移和沉降监测。

3监测技术依据（1）《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》JT/T 1037-2016；（2）《建筑与桥梁结构监测技术规》GB 50982-2014；（3）《公路桥涵设计通用规》（JTG D60—2004）；（4）《城市轨道交通工程监测技术规》（GB 50911-2013）；（5）《建筑变形测量规》（JGJ8-2007）；（6）《国家一、二等水准测量规》（GB12897-2007）；（7）《公路桥涵施工技术规》（JTG/T F50-2011）；（8）《建筑桩基技术规》(JGJ 94-2008)；（9）《城市桥梁设计规》（CJJ 11—2011）；（10）《工程测量规》（GB50026—2007）；（11）凤凰山高架桥和凤凰山路、双沙路、双瑞路相关设计文件；（12）其他相关标准和规。

4新建桥梁沉降监测4.1 基准网布设4.1.1 基准点选择根据《建筑变形测量规》（JGJ 8-2007）的相关技术要求，建立独立控制网，在变形区域外设置3个稳定的沉降监测基准点，同时再设置16个工作基点。

点位布置图详见图1。

变形测量的基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，应定期复测。

复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。

当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并对其稳定性进行分析。

4.1.2 基准网测量（1）沉降监测基准点测量路线附合路线，由基准点出发，附和到另一个基准点上，采用后-前-前-后的观测顺序，每一测段保证为偶数站，高程使用天宝DINI03水准仪及配套铟钢尺。

测量时按前后视距等长, 量好两变形点至镜点位置, 并用油漆标记, 以便每次监测基本保证仪器处于同一位置。

观测时前后视距差不大于0.7m，累积视距差不大于1.0m，视线距离地面最低高度不小于0.3m。

观测顺序往测时：单数站: 后—前—前—后双数站: 前—后—后—前返测时正好相反，返测时需要交换测尺, 以抵消零点误差的影响。

各项限差按有关规规定执行，各项技术指标如下：表4.1-1 沉降监测控制网主要技术要求注：n为测站数表4.1-2 水准观测主要技术要求4.1.3 成果计算完成控制网外业测设完成后，对外业记录进行检查，严格控制各水准环闭合差，各项参数合格后方可进行业平差计算。

业计算采用科傻平差软件进行严密平差计算，起始点成果采用业主提交的最新控制点成果，高程成果取位至0.01mm。

4.1.4 检核周期受施工土体扰动影响导致区域性地表不均匀隆沉，将出现监测控制网点位位移，为确保每次监测成果的可靠，必须及时发现其位移，并复测后更新成果。

周期为每1个月复测1次进行检核。

4.1.5 基准点稳定性判断基准网观测结束后，应对基准网的稳定性进行判定，判定标准为：表4.1-3 基准点稳定性判断和改正要求表1 △≤234注：m1、m2为前后两次观测的高程/边长中误差，△为两次观测的高程/边长的变化值。

4.2 墩身沉降监测4.2.1 点位布设在桥梁每个墩柱各设置一处沉降监测点。

点位布设详见下图。

图4.2-1 沉降监测标志4.2.2 测量技术要求桥墩的沉降监测采用几何水准测量方法进行监测。

使用Trimble DiNi03（精度0.3mm）自动安平电子水准仪，仪器及配套水准标尺均应在有效的合格检定期。

水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，并保留检校记录。

图4.2-2 Trimble DiNi03 电子水准仪采用往返观测，形成附合水准路线。

图4.2-3 水准观测路线示意图表4.2-1二等水准观测主要技术要求测站限差：两次读数差≤0.3mm，同一点往返测高差之差≤0.4 mm。

观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。

观测时按以下顺序进行：奇数站：后—前—前—后偶数站：前—后—后—前每一测段均以偶数测站结束。

观测前应进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的，使仪器与外界气温趋于一致。

测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。

测量时水准仪的圆水准气泡居中。

在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。

除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用5kg以上的铸铁尺垫；观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉影响监测精度。

同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。

水准尺必须借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测水准基点进行检测。

数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。

为更好地保证监测精度，监测过程中要行“五固定”，即固定人员、固定仪器、固定设备、固定观测方法及固定观测路线。

4.2.3 数据处理水准测量的业计算应符合以下规定：(1)计算取位，高差中数取至0.1mm，最后成果，取至0.1mm。

(2)水准测量每千米的高差中数偶然中误差按照下式计算：式中：—高差偶然中误差（mm）；L—水准测量的路线长度（km）；Δ—水准路线测段往返高差不符值（mm）；n—往返测的水准路线的测段数。

(3)数据处理应进行严密平差，并应计算每千米高差中数偶然中误差、高差全中误差、最弱点高程中误差和相邻点的相对高差中误差。

4.3监测预警根据桥梁工程相关技术规及其他工程监测经验，建议采取以下监测阈值：1)桥梁墩身累计沉降量≤20mm；2)相邻墩身差异沉降量≤5mm。

5桥梁拓宽段监测本项目为凤凰山高架桥左右线及GA匝道拓宽施工中的监测，主要为新桥上部结构沉降位移、新旧桥结合处的应力、应变监测，新旧桥结合处混凝土裂缝监测和挠度监测，以及结合处变形对拓宽段的影响评估。

表5-1 左右主线及GA匝道现浇预应力混凝土连续箱梁桥一览表5.1新桥上部结构的沉降位移及收缩徐变挠度监测桥梁的挠度变形是桥梁健康状况评价的重要参数，在桥梁检测、危桥改造以及新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的挠度值。

连续梁上的观测标，布置在桥梁支点、跨中及L/4附近设置，每一跨分别在左右边缘布点，左右边缘各布置5个测点，每一跨合计10个测点，本项目共布设142个挠度测点。

同时再布设3个沉降基准点，基准点设置在施工区域外，地质条件稳定的区域。

图5.1-1 连续梁挠度测量布点图桥梁徐变观测采用几何水准观测，观测按《国家一、二等水准测量规》二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图5.1-2所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。

图5.1-2 桥梁梁部挠度观测水准路线示意图监测频次：本项目对新桥进行收缩徐变挠度监测的时间节点分别为：支架卸载后、新旧桥拼接前、拼接完成、拼接后3个月、6个月、1年及2年。

共监测7次。

5.2新旧桥结合处的应力应变监测（1）测点布置1 24 3 56桥梁结构应力过大，将会对桥梁产生破坏。