明挖區(qū)間主體結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力段結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方案

1、明挖區(qū)間預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案1. 工程概況明挖區(qū)間起止里程YK0+253.287YK0+510.7，長(zhǎng)257.413m。區(qū)間隧道大體沿現(xiàn)狀宋莊路敷設(shè)，呈南北向布置。主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，其中YK0+253.287YK0+300.000（YCHK0+056.102YCHK0+102.520）為四線單層三跨框架結(jié)構(gòu)，YK0+300.000YK0+374.606、YK0+444.226YK0+510.700為三線單層雙跨/三跨框架結(jié)構(gòu)，YK0+374.606YK0+444.226為三線單層單跨預(yù)應(yīng)力密排框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)寬15.623.4m，高7.58.7m，軌面高程為25.02326.676。；Y

2、CHK0+102.520YCHK0+158.800為單線單層單跨結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)寬5.49.6m，高6.19m，軌面高程為25.02323.287。依據(jù)明挖區(qū)間主體結(jié)構(gòu)施工圖（工程號(hào)：200703）中與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相關(guān)的施工圖、2010年1月13日設(shè)計(jì)交底記錄（編號(hào)：02010201C200000001）、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)變更、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制定現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案如下。2. 目的和要求1) 通過有效預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測(cè)信息的反饋，及時(shí)修正預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)和施工參數(shù)。2) 通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)和施工質(zhì)量驗(yàn)收資料的分析，提出裂縫成因及性質(zhì)，對(duì)不符合裂縫控制要求的情況提出處理方案。3) 基于混凝土氯離子

3、和堿含量、裂縫情況、鋼筋混凝土保護(hù)層厚度情況以及相關(guān)施工質(zhì)量驗(yàn)收資料和記錄，綜合分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限100年的耐久性能。4) 基于量測(cè)數(shù)據(jù)和施工質(zhì)量驗(yàn)收資料，修正有限元模型，計(jì)算設(shè)計(jì)荷載下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，并與原設(shè)計(jì)比對(duì)，綜合評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限100年的結(jié)構(gòu)性能。3. 原則和部位傳感器布置（試驗(yàn)監(jiān)測(cè)部位選擇）原則為：1) 在離端部距離超過區(qū)間結(jié)構(gòu)跨度的部位設(shè)置橫向試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面。2) 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面沿框架軸線所在位置設(shè)置，使試驗(yàn)監(jiān)測(cè)信息的工況與平面應(yīng)變問題的假設(shè)基本相符。3) 橫向試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)量須不少于3 個(gè)，并以其中之一為主觀測(cè)斷面，其余為輔助觀測(cè)斷面。在主試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面上設(shè)置的傳感器數(shù)量

4、不應(yīng)少于輔助試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面的傳感器數(shù)量，在輔助試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面上設(shè)置的傳感器應(yīng)與主試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面位置相同，以便相互比較。4) 在試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面上，對(duì)關(guān)鍵部位的對(duì)稱部位同時(shí)布設(shè)傳感器，以便通過對(duì)比進(jìn)一步檢驗(yàn)在本次試驗(yàn)中傳感器的量測(cè)精度和可靠性。5) 在結(jié)構(gòu)端部框架上布設(shè)少量傳感器，以便通過對(duì)比試驗(yàn)監(jiān)測(cè)端部構(gòu)件受力狀態(tài)。依上所述，把預(yù)應(yīng)力密排框架箱形結(jié)構(gòu)里程YK0+408.556作為主試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面（YKJ-15），YK0+394.156作為次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面（YKJ-9），YK0+375.106作為端部試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面（YKJ-1），傳感器主要布設(shè)在上述3個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面上，布置方案詳見以下相關(guān)內(nèi)容。試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面和位置詳見圖1

5、（結(jié)構(gòu)平面）。圖1 預(yù)應(yīng)力密排框架箱形結(jié)構(gòu)平面（北側(cè)部分） 在施工期間隨進(jìn)度及各計(jì)算工況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，在使用期間采用定期試驗(yàn)監(jiān)測(cè)制度。對(duì)有效預(yù)應(yīng)力，試驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為為預(yù)應(yīng)力張拉后共2次、28d、60d、90d、120d 、180d、210d、240d、270d、300d、330d、360d和720d；對(duì)其它檢測(cè)參數(shù)，試驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為結(jié)構(gòu)混凝土澆注后拆模時(shí)、預(yù)應(yīng)力張拉后共2次、28d、60d、90d、120d 、180d、210d、240d、270d、300d、330d、360d和720d。如因非試驗(yàn)監(jiān)測(cè)單位原因不能實(shí)施試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)間和次數(shù)需另行商定。4 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方案4.1 材料特

6、性與溫濕度4.1.1 材料特性1) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)和塌落度測(cè)定方法：查閱施工紀(jì)錄及施工試件強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告。2) 外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用測(cè)定方法：查閱施工的產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告。3) 混凝土配合比測(cè)定方法：查閱施工的配合比設(shè)計(jì)資料。4) 混凝土中氯化物和堿的總含量測(cè)定方法：查閱施工的原材料試驗(yàn)報(bào)告和氯化物、堿的總含量計(jì)算書。4.1.2 溫濕度、拆模及養(yǎng)護(hù)情況1) 溫濕度環(huán)境、大氣溫度和構(gòu)件表面溫度測(cè)定方法：結(jié)合天氣預(yù)報(bào)，采用溫濕度測(cè)量?jī)x、遠(yuǎn)紅外線測(cè)溫儀測(cè)量。2) 拆模及養(yǎng)護(hù)測(cè)定方法：結(jié)合查閱施工紀(jì)錄及施工試件強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告，采用現(xiàn)場(chǎng)勘查的方法。4.1.3 覆土等荷載1) 覆土厚度測(cè)定方

7、法：結(jié)合查閱施工紀(jì)錄，采用現(xiàn)場(chǎng)勘查的方法。2) 施工荷載等測(cè)定方法：結(jié)合查閱施工紀(jì)錄，采用現(xiàn)場(chǎng)勘查的方法。4.2 有效預(yù)應(yīng)力4.2.1試驗(yàn)監(jiān)測(cè)儀器穿心式壓力傳感器，壓力讀數(shù)儀，游標(biāo)卡尺。4.2.2測(cè)點(diǎn)布置預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面分為主檢測(cè)斷面（YKJ-15）與輔助檢測(cè)斷面（YKJ-9），主檢測(cè)斷面在4束預(yù)應(yīng)力筋均布置傳感器，次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面在框架北側(cè)2束預(yù)應(yīng)力筋布置傳感器。穿心式壓力傳感器設(shè)置在中間錨具與張拉錨之間，每束預(yù)應(yīng)力筋（1圈為1束）布置2個(gè)傳感器，在上述6束共布設(shè)12個(gè)穿心式壓力傳感器。穿心式壓力傳感器布置見圖2，布置穿心式壓力傳感器的預(yù)應(yīng)力束編號(hào)見圖3，“PP”代表壓力傳感器、數(shù)字代表編號(hào)

8、/通道號(hào)。(a) 主試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面（YKJ-15）(b) 次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面（YKJ-9）圖2 穿心式壓力傳感器布置圖3 布置穿心式壓力傳感器的預(yù)應(yīng)力束編號(hào)4.2.3試驗(yàn)前考察和檢查1) 收集YKJ-1、YKJ-9 和YKJ-15的原始設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書，施工驗(yàn)收資料，原材料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告等文件資料。2) 調(diào)查收集YKJ-1、YKJ-9 和YKJ-15的實(shí)際工作情況，包括荷載、溫度。3) 對(duì)YKJ-1、YKJ-9 和YKJ-15的跨度、截面、鋼筋的位置、保護(hù)層厚度等實(shí)際尺寸及外觀缺陷、原始裂縫，作出書面記錄，繪制詳圖。需要時(shí)宜攝影或錄像記錄。對(duì)鋼筋的位置、實(shí)際規(guī)格、尺寸和保護(hù)層厚度也

9、可在張拉結(jié)束后進(jìn)行量測(cè)。4.2.4材料、設(shè)備及安裝 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk =1860 N/mm2，公稱截面面積Apk=140 mm2的低松弛鋼絞線。將定制好的2000kN穿心式壓力傳感器、中間錨具和張拉錨按圖4安裝完成，主要安裝步驟如下：1) 按順序?qū)⒄A(yù)應(yīng)力筋張拉端穿入中間錨具A、穿心式壓力傳感器、中間錨具B、限位板、變角塊、千斤頂和工具錨。中間錨具A與B的區(qū)別是：中間錨具A的 中間孔道為過孔，中間錨具B的 兩邊孔道為過孔，過孔僅供剛絞線通過，不做張拉錨固使用。預(yù)應(yīng)力束可按1到6順序張拉，當(dāng)按其它順序張拉，需在預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測(cè)表中記錄張拉順序和束形號(hào)。2) 按順序逐個(gè)檢測(cè)上述

10、設(shè)備，使其首尾相互嵌入連接，同時(shí)要避免磕碰及其它損傷現(xiàn)象。圖4 中間錨具及傳感器安裝圖示4.2.5張拉1) 加載制度按鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftk=1860MPa的10%（或油壓表約4MPa）、25%、45%、65%、75% 共5級(jí)應(yīng)力加載，持荷3min記錄量測(cè)油壓表數(shù)值、壓力讀數(shù)儀數(shù)值和預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值。2) 施工期間量測(cè)讀數(shù) 采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺量測(cè)伸長(zhǎng)值，采用與壓力傳感器配套的壓力讀數(shù)儀讀取壓力傳感器的數(shù)值，直接讀取油壓表數(shù)值，將上述讀數(shù)記錄在預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測(cè)記錄表上（附表1）。需同時(shí)讀取主動(dòng)端、被動(dòng)端的壓力讀數(shù)儀和油壓表數(shù)值，以及預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值。3) 正常使用量測(cè)讀數(shù) 擬采用在距傳感器最近處的

11、車站內(nèi)設(shè)置讀數(shù)盒，將電纜從傳感器接出引入讀數(shù)盒，并采用金屬護(hù)管保護(hù)電纜的方法進(jìn)行正常使用的量測(cè)讀數(shù)。引出采用屏蔽線五芯電纜線，金屬護(hù)管采用金屬管，引出長(zhǎng)度為165+35=200m。4) 安全防護(hù)措施 主、被動(dòng)張拉端斜后方為危險(xiǎn)空間區(qū)域，張拉時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)入危險(xiǎn)空間區(qū)域，危險(xiǎn)空間區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。4.3 裂縫1) 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)儀器：鋼尺、裂縫卡、沖擊鉆、游標(biāo)卡尺等。2) 測(cè)定方法全面檢查結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫情況，如發(fā)現(xiàn)裂縫出現(xiàn)，采用裂縫卡測(cè)量裂縫寬度，采用注射紅墨水和沖擊鉆鉆孔配合、用游標(biāo)卡尺梁測(cè)量紅墨水注入深度的方法測(cè)量裂縫深度，并記錄裂縫的位置、走向、長(zhǎng)度等，裂縫記錄表見附表2。裂縫寬度不滿足設(shè)計(jì)圖紙要求時(shí)

12、，需要及時(shí)分析原因，并提出處理方案。4.4 鋼筋保護(hù)層厚度1) 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)儀器：磁感儀。2) 測(cè)定方法：采用磁感儀測(cè)量。5. 總包單位的配合試驗(yàn)監(jiān)測(cè)作為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一部分，既要在進(jìn)度、計(jì)劃、質(zhì)量、安全、場(chǎng)地規(guī)劃等方面服從總承包單位的組織和管理，同時(shí)也需要總包單位為其提供以下必要的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)條件和設(shè)施，以保證試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的進(jìn)度和質(zhì)量。1) 負(fù)責(zé)提供預(yù)應(yīng)力區(qū)間結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收資料1套。2) 負(fù)責(zé)提供存放和保管試驗(yàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備的房間,以及設(shè)備堆放場(chǎng)地及其它現(xiàn)有的公共設(shè)施，用以滿足試驗(yàn)監(jiān)測(cè)在現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)和生活需要。3) 總包單位要在施工前兩周向試驗(yàn)監(jiān)測(cè)單位提供本工程總體的施工組織設(shè)計(jì)和工程進(jìn)度表，以便試驗(yàn)監(jiān)測(cè)單位編

13、制與之協(xié)調(diào)的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)計(jì)劃，并進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)前的準(zhǔn)備工作。總包單位在編制施工方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮試驗(yàn)監(jiān)測(cè)工作，以方便試驗(yàn)監(jiān)測(cè)。4) 提供垂直運(yùn)輸和施工用水、電接駁點(diǎn)。5) 在試驗(yàn)監(jiān)測(cè)前進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，協(xié)調(diào)其它工種與試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的工序。6) 檢查和監(jiān)督試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的進(jìn)度和施工質(zhì)量，與試驗(yàn)監(jiān)測(cè)施工單位共同解決生產(chǎn)中存在的難題。7) 為試驗(yàn)監(jiān)測(cè)作業(yè)提供必要的施工面及腳手架及夜間施工照明。8) 當(dāng)按設(shè)計(jì)要求支設(shè)和制作電纜保護(hù)套管時(shí)，應(yīng)考慮電纜保護(hù)套管的購(gòu)買和安裝，負(fù)責(zé)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)成品的保護(hù)。9) 其它工序的交叉協(xié)調(diào)配合。（以下無正文）附表1 預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測(cè)記錄表序號(hào)YKJ 束號(hào) 位置測(cè)讀時(shí)間加載級(jí)有效力（kN）預(yù)應(yīng)力

14、筋張拉伸長(zhǎng)值(mm)備注主動(dòng)端顯示儀讀數(shù)被動(dòng)端顯示儀讀數(shù)主動(dòng)端油表 讀數(shù)被動(dòng)端油表讀數(shù)油表換算為顯示儀量測(cè)值計(jì)算值1下端約10%225%345%465%575%6上端約10%725%845%965%1075%序號(hào)YKJ 束號(hào) 位置測(cè)讀時(shí)間加載級(jí)有效力（kN）預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值(mm)備注主動(dòng)端顯示儀讀數(shù)被動(dòng)端顯示儀讀數(shù)主動(dòng)端油表 讀數(shù)被動(dòng)端油表讀數(shù)油表換算為顯示儀量測(cè)值計(jì)算值1下端約10%225%345%465%575%6上端約10%725%845%965%1075%說明：（1）主動(dòng)端傳感器編號(hào)為 ，壓力顯示儀編號(hào)為 ；被動(dòng)端傳感器編號(hào)為 ，壓力顯示儀編號(hào)為 ；主動(dòng)端油表編號(hào)為 ；被動(dòng)端油表編

15、號(hào)為 。（2）主動(dòng)端、被動(dòng)端的壓力讀數(shù)儀和張拉伸長(zhǎng)值要同時(shí)讀數(shù)。附表2 混凝土構(gòu)件裂縫與缺陷記錄表環(huán)境濕度 ；環(huán)境溫度 序號(hào)構(gòu)件名稱樓層與軸線裂縫、缺陷或損傷檢驗(yàn)情況備注1梁 板 柱 墻 基礎(chǔ)圈梁 構(gòu)造柱 樓梯（ ）樓層裂縫：數(shù)量 ；wmax ；l ；形態(tài)缺陷 損傷：混凝土表面溫度 2梁 板 柱 墻 基礎(chǔ)圈梁 構(gòu)造柱 樓梯（ ）樓層裂縫：數(shù)量 ；wmax ；l ；形態(tài)缺陷 損傷：混凝土表面溫度 3梁 板 柱 墻 基礎(chǔ)圈梁 構(gòu)造柱 樓梯（ ）樓層裂縫：數(shù)量 ；wmax ；l ；形態(tài)缺陷 損傷：混凝土表面溫度 4梁 板 柱 墻 基礎(chǔ)圈梁 構(gòu)造柱 樓梯（ ）樓層裂縫：數(shù)量 ；wmax ；l ；形態(tài)缺陷 損傷：混凝土表面溫度 5梁 板 柱 墻 基礎(chǔ)圈梁 構(gòu)造柱 樓梯（ ）樓層裂縫：數(shù)量 ；wm