1、敘永（震東）至古藺（二郎）高速公路項目敘永（震東）至古藺（二郎）高速公路項目 連連續續剛剛構構橋橋施施工工監監控控量量測測 實實 施施 方方 案案 及及 報報 價價 中鐵西南科學研究院有限公司 二一三年三月 目目 錄錄 1 工程概況 .3 1.1 項目概況 .3 1.2 設計標準 .4 1.3 主要技術標準、規范.5 1.4 主要材料 .5 2 施工監控的目的 .5 3 施工監控系統介紹 .6 3.1 施工監控主要依據 .7 3.2 施工監控主要目標 .7 3.3 施工監控的技術路線 .8 3.4 施工監控工作流程 .8 3.5 本項目組織機構 .10 4 本項目施工監控的主要內容.10 4.

2、1 結構設計驗算與復算.11 4.2 仿真計算分析 .12 4.3 大體積混凝土水化熱監控 .13 4.4 主墩垂直度監控 .15 4.5 基礎沉降變形監控 .15 4.6 墩柱預拋高的設置 .15 4.7 主梁線形控制 .16 4.8 施工過程中（主梁及墩柱）的應力監測.19 4.9 混凝土彈性模量試驗 .21 4.10 施工掛籃靜力試驗.23 4.11 預應力損失實驗.25 4.12 高墩施工穩定性控制 .27 4.13 環境溫度場的測試.27 4.14 合攏段施工控制.28 4.15 橋面鋪裝及護欄標高的計算.29 4.16 施工方案的優化及異常情況對策.29 5 監控技術方案保證措施

3、.29 6 施工監控技術質量保證體系 .30 7 安全、文明及環保施工監控量測措施.31 1 1 工程概況工程概況 敘永（震東）至古藺（二郎）高速公路工程采用雙向 4 車道高速公路標準建設， 設計時速 80km/h，全線共有橋梁 8 座連續剛構橋，根據橋梁結構特點，擬選擇其中的 6 座橋梁實施施工監控量測，各橋的基本情況如下表（表 1-1）所示。 表 1-1 敘永至古藺高速公路擬實施施工監控連續剛構橋一覽表 2 2 施工監控的施工監控的目的目的 大橋的建成要經歷一個較長而復雜的施工過程，不論其規模大小、技術難度以及 構造復雜程度如何，其施工過程都具有系統性，所以橋梁施工本身就是一個系統工程，

4、其施工的過程也就是該系統的運行過程，施工過程中結構的安全和成橋狀態就是系統 運行所要達到的目標橋梁施工控制目標。要達到施工過程安全、結構線形順暢、 受力狀態合理的要求，必須對施工全過程進行控制，也就是要對橋梁施工系統的運行 軌跡進行控制，確保控制目標的實現。 預應力混凝土連續剛構橋施工過程漫長，影響其施工控制目標順利實現的因素很 結構類型 橋面 寬度 主橋最 大墩高 組合形式及跨徑 序 號 橋名 (m)(m)(m) 上部結構 螺絲寨特大橋(左幅) 11.75102 640+（95+180+95）+640連續剛構+T 梁 1 螺絲寨特大橋(右幅) 11.75103 640+（95+180+95）

5、+640連續剛構+T 梁 磨刀溪特大橋(左線) 11.7591 830+（105+200+105）+530連續剛構+T 梁 2 磨刀溪特大橋(右線) 11.7591 530+（105+200+105）+530連續剛構+T 梁 3 頭道河特大橋(左幅) 2469 430+（72+130+72）+230 波形鋼腹板預應力砼連 續剛構+T 梁 古藺河1號大橋(左線) 11.7552 230+（95+180+95）連續剛構+T 梁 4 古藺河1號大橋(右線) 11.7542 330+（95+180+95）+1130連續剛構+T 梁 石亮河特大橋(左線) 11.75117 240+（95+180+95）

6、+740連續剛構+T 梁 5 石亮河特大橋(右線) 11.75117 240+（95+180+95）+740連續剛構+T 梁 天堂河特大橋(左幅) 11.75111840+（130+248+130）+540 連續剛構+T 梁 6 天堂河特大橋(右幅) 11.75111 940+（130+248+130）+540連續剛構+T 梁 多，包括了在設計時諸如材料的彈性模量、斷面特性、構件自重、臨時施工荷載、收 縮徐變、施工工期等參數的選擇不可能與實際結構所對應的參數完全一致；另外預應 力作用實際效果、實際環境的影響（包括季節平均溫差和日照溫差，空氣濕度的影響） 、 測量誤差、施工誤差、結構模型簡化計算

7、的誤差等也會引起設計與實際施工狀態的不 一致。由于影響施工控制的因素很多，施工中所受到的不確定性影響因素也越多，要 使橋梁施工安全、順利地向前推進，并保證成橋狀態符合設計要求，就必須將其作為 一個系統工程予以嚴格控制。 連續剛構橋為多次超靜定結構，上部結構采用掛籃施工完成，其所采用的施工方 法和安裝程序與成橋后的主梁線形和結構恒載內力有著密切的聯系。在施工階段隨著 橋梁結構和荷載狀態的不斷變化，結構內力和變形隨之不斷發生變化，需對橋梁的每 一施工階段進行詳盡的分析和實測驗證，采取措施對結構變形、應力加以控制，以確 保設計的施工過程或適當調整后的施工過程得以準確實現。 總的來說施工監控一方面可保

8、障各施工階段的安全，以及施工過程中結構線型、 變位和各部位應力狀態滿足設計要求；另一方面結合測試分析和模擬計算，對施工過 程結構狀態的變化進行有效的預測和控制，優化施工工序，提高施工工藝水平，縮短 施工工期、降低成本，確保大橋順利投入運營及成橋后結構的線形及內力分布滿足設 計和規范要求。 施工監控不僅可以為橋梁設計、施工提供第一手資料和科學數據，同時也為改進 同類橋梁的設計理論和施工工藝積累經驗，其成果可作為橋梁運營前初始狀態的永久 技術檔案，是今后橋梁健康狀態評估的重要依據。 3 3 施工監控系統施工監控系統介紹介紹 本項目各橋均為高墩大跨連續剛構橋，上部結構梁段采用掛籃懸臂澆筑法施工， 結

9、構復雜，施工難度大，必須在施工過程中建立全面的跟蹤監測監控系統，對主橋進 行施工全過程的監控。大型橋梁施工監控系統的建立，依據橋梁結構特點、施工實際 采用的施工方法及詳細的施工組織來進行，監測系統的規劃與布置服從于實際的橋型、 跨度、墩高等，并密切結合結構施工的先后次序建立。 針對本項目各橋結構特點及施工方法，總的施工監控原則是確保施工過程結構安 全及結構的穩定性；確保各施工階段橋梁結構的線形、應力變化盡量接近設計理想狀 態；保證合攏精度使成橋后結構的線形及內力分布滿足設計和現行相關規范要求。 3.13.1 施工監控主要依據施工監控主要依據 1）本項目相關設計圖、技術文件 2） 公路工程技術標

10、準JTG B01-2003 3） 公路工程質量檢測評定標準JTG F80/1-2004 4） 公路橋涵設計通用規范JTG D60-2004 5） 大跨徑混凝土橋梁的試驗方法YC4-/1982 6） 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG D62-2004 7） 公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000 8） 混凝土結構工程施工及驗收規范 （GB50204-92） 3.23.2 施工監控主要目標施工監控主要目標 對大型橋梁而言，理想的幾何線形與合理的內力狀態依賴于科學合理的施工方法。 如何通過對施工過程的控制，在建成時得到預先設計的內力狀態和幾何線形，是橋梁 施工中非常關鍵和困難的問題

11、。施工監控的就是通過在施工過程中對橋梁結構進行實 時監測，根據監測結果，評估各主要施工階段主要構件的變形及應力變化狀態是否符 合設計要求，判斷施工過程是否安全，結構是否正常工作；當出現較大誤差時，對結 構進行誤差調整，并對設計的施工過程進行重新安排，從而保證橋梁建成時最大可能 地接近理想設計狀態，同時也確保施工期間的結構安全，施工質量和施工工期。在本 項目施工監控的目標是： 1）通過對橋梁實施線形控制，使結構在施工過程中的實際位置（平面位置、立面 標高）與預期狀態之間的誤差在允許范圍之內，保證橋梁順利合龍、成橋線形順暢、 滿足設計要求。 2）通過對結構關鍵部位應力的實時監測了解結構的實際受力狀

12、態，對照有限元計 算分析軟件的計算結果，實時監控結構的工作狀態，在局部出現應力異常的情況下， 采取有針對的調控措施，保障結構在施工過程中的安全。 3）通過穩定分析計算（穩定安全系數） ，并結合結構應力、變形情況等實時監測 數據，綜合評定、控制結構在施工過程中的穩定性。 4）通過合理化的建議協助建設單位、設計單位、施工單位、監理單位控制橋梁的 施工質量。 根據相關規范要求，本監控項目各橋主要控制指標如下： 1）立模標高允許誤差在：5mm； 2）已完成梁段的標高誤差控制在：20mm； 3）主梁軸線控制精度：軸線偏差10mm； 4）箱梁施工完成后裸梁頂面高程誤差20mm； 5）合攏前合攏段兩懸臂端相

13、對高差20mm； 6）相鄰節段的相對標高誤差不超過 0.5%（附加縱坡） ； 7）預應力精度：張拉力控制在控制值的1%以內，并采用伸長量及張拉力雙控； 8）結構施工過程中及成橋后各部位應力分布合理，結構受力滿足設計要求。 3.33.3 施工監控的技術路線施工監控的技術路線 在大橋施工開始之前，通過對本項目的設計、施工及其相關文件的充分研究，建 立相應的大橋施工控制計算模型，模擬施工階段進行計算機仿真分析，其中包括以施 工順序進行的前進分析和以施工逆順序（成橋倒拆）進行的倒退分析，取得各施工階 段理想狀態下的結構應力、標高等控制參數。施工控制的實施過程是采用自適應反饋 控制進行，在大橋的施工過程

14、中，通過對各階段實際結構狀態（幾何狀態、應力狀態） 的量測，將觀測數據和計算的理想狀態進行對比，在出現較大誤差時，分析偏差產生 的原因，修正施工階段模擬的相關參數，為下一階段的施工提出新的、修正后的控制 參數，并對后期預測進行修正，最終使各橋安全準確地施工完成，達到設計的精度要 求。 施工控制采用考慮結構幾何非線性的更新拉格朗日（U.L）公式系統和等參元技術， 更新的拉格朗日法將所有靜力學和運動學的變量都參考于每一時間步長開始的位形， 即在分析過程中參考位形不斷地被更新，也就是變形后幾何位置有了明顯的變化，必 須在新的幾何位置上建立平衡方程，以此為依據編制的橋梁結構非線性施工控制專用 程序作為

15、本項目結構分析的主要工具，并采用大型有限元分析軟件 MIDAS V7.8 進行空 間分析和局部應力分析，實際測量結果與理論計算值的誤差分析采用漸消記憶的最小 二乘法進行誤差估計，并采用神經網絡理論對結構的主要控制計算參數進行人工識別 修正，以使其接近于實際狀態，為后期施工狀態預測提供準確的依據。 3.43.4 施工監控工作流程施工監控工作流程 大跨度橋梁施工過程復雜，影響其施工控制目標順利實現的因素很多，包括了在 設計時諸如材料的彈性模量、斷面特性、構件自重、臨時施工荷載、收縮徐變參數、 施工工期等參數的選擇不可能與實際結構所對應的參數完全一致；另外預應力作用實 際效果、實際環境的影響（包括季

16、節平均溫差和日照溫差，空氣濕度的影響） 、測量誤 差、施工誤差、結構模型簡化和計算的誤差等也會引起設計與實際施工狀態的不一致。 施工監控通過對施工過程中重要的設計參數、狀態參數進行實時監測，對重大的設計 參數誤差進行調整，對常規的誤差通過優化調整，采用有限元分析軟件進行分析計算， 根據實際情況進行調整，使施工過程處于控制之中，結構最大限度地接近理想狀態。 具體流程如下:（圖 3.4-1） 實際施工參數的收集： 混凝土彈性模量、容重 掛籃自重、變形 節段實際尺寸、重量 臨時施工荷載及分布 混凝土收縮、徐變 預應力損失 溫度及其它 施工實施過程監控 應力、變形 模型仿真計算分析 應力、變形 誤差分

17、析、識別 下一階段施工預測及 優化調整 圖 3.4-1 施工監控工作流程 誤差的分析、識別 通過現場實際施工狀態下對狀態變量(位移和應變)實測值和理論計分析結果的對 比，分析產生誤差的影響因素，識別誤差產生的原因及各項因素的影響比重。 參數的預測 通過已經完成結構產生誤差的分析、識別，明確誤差產生的原因及影響程度，采 用濾波法和灰色理論法相結合預測后續施工的理想狀態。 優化調整 施工控制主要以控制主梁線性、關鍵截面應力為主，對施工中結構的優化調整主 要以這兩個參數為目標。在出現較大誤差后，應用最小二乘法優化調整正施工和將施 工的結構，使橋梁建成時最大可能地接近理想設計狀態。 4 4 本項目施工

18、監控的主要內容本項目施工監控的主要內容 連續剛構橋的施工監控主要有三個方面的任務，一是在施工過程中保證結構的安 全，二是使結構在建成時盡量接近設計的理想線形，三是保證合攏精度，使結構在建 成時達到合理的內力狀態。針對本橋橋型及施工方法的特點，總的施工監控目標是確 保施工期間結構安全，保證結構的穩定性并綜合實施主要結構的變形及內力的實時監 控。 對大型橋梁而言，理想的線形與合理的內力狀態不僅與設計有關，而且還依賴于 科學合理的施工方法，如何通過對施工過程的控制，在建成時達到設計理想的內力狀 態和幾何線形，是橋梁施工監控中重點關注的問題。通過在施工過程中對橋梁結構進 行實時監測，根據監測結果評估各

19、主要施工階段主要構件的變形及應力變化狀態是否 符合設計要求，結構是否正常工作，判斷施工過程是否安全；當出現較大誤差時，對 結構進行誤差調整，并對設計的施工過程進行重新安排，使橋梁建成時最大可能地接 近理想設計狀態，同時也確保施工期間的結構安全，施工質量和施工工期。 橋梁的建成要經歷一個漫長而復雜的過程，施工過程中箱梁實際結構尺寸的變化、 臨時施工荷載的施加，混凝土實際的彈性模量、收縮徐變，預加張拉力施加的時間、 大小與預應力損失情況對結構的總體受力和成橋線形有很大影響，在施工中如何根據 各施工段的實際施工情況考慮混凝土收縮、徐變，考慮實橋混凝土的實際彈性模量、 考慮實際的預應力損失各項參數、成

20、橋實際幾何尺寸、實際環境的影響（包括季節平 均溫差和日照溫差，空氣濕度的影響）等的現場信息來確定相關計算參數，使模擬計 算狀態盡可能與實際相符，達到自適應狀態，是本橋施工監控系統的主要任務之 一。因此需要對橋梁的每一施工階段進行詳盡的實測和分析驗證，并采用一定的方法 對結構變形、應力加以控制，指導施工實踐，以確保設計的施工過程或經過調整后的 施工過程得以準確的實現。 剛構橋施工期間的穩定性問題，是這類橋梁建設必須集中精力關注的問題，包括 全橋整體穩定與局部穩定問題，如何確保施工期間的結構穩定安全，是本橋施工監控 系統的另一項主要任務。 施工監控是通過建立施工過程的力學模型，模擬現場施工過程進行

21、仿真計算，進 行預測并反饋到實際監控過程中。但某些具體參數如預應力筋的管道摩阻等受構件制 造和安裝精度等影響較大、材料參數的變異包括容重、彈性模量、收縮和徐變等及實 際環境(溫度、濕度、風荷載等)、實際施工進度等的影響，還需通過現場對施工過程 中各物理量實時地監測，將監測的數據或參數反饋到仿真計算中，對建立的模型中的 物理量進行修正，以保證仿真計算的結果更接近橋梁的實際工作狀況，在施工過程中 需根據施工過程進行有效實時監控，采用仿真分析、施工應力、變形控制與誤差調整 相結合的手段進行。 綜上所述，本項目橋梁施工監控監測的主要工作內容如下： 1）檢查驗算橋梁結構、鋼絞線、鋼筋布置是否合理且滿足規

22、范要求； 2）承臺大體積混凝土水化熱監控及主梁溫度場測試； 3）主墩垂直度監控、基礎沉降變形監控及提供墩頂標高參數； 4）墩身及箱梁混凝土彈性模量和容重測試； 5）高墩靜風穩定分析； 6）上部懸臂澆注過程預拱度控制，提供懸澆施工時的掛籃定位標高； （1）施工掛籃靜力試驗（輔助施工單位完成） ； （2）提供懸臂澆注施工時的掛籃定位標高； 7）結構應力監控； 8）預應力控制：鋼束伸長量、錨下應力、孔道摩阻損失值等； 9）主梁線形控制； 10）合攏段施工控制； 提供合攏方案計算結果及合攏頂推力等控制參數； 11）施工程序及異常情況對策； 優化設計、施工方案，就施工中出現的問題和意外事故提出處理方案；

23、 12）施工全過程軟件分析； 進行施工全過程實時分析，對各階段的施工控制參數進行預測，根據實時監測結 果反饋到結構計算模型，進行實時分析，為施工過程出現的偏差進行及時調整。 13）提供中間過程及竣工后的全過程監控報告。 4.14.1 結構結構設計驗算與復算設計驗算與復算 結構設計是橋梁質量的根本，也是監控方實施施工監控的基礎，在監控工作開展 初期，我方將組織有豐富施工、設計經驗的專家牽頭對設計施工圖進行驗算，分析橋 梁結構設計、預應力布置、普通鋼筋的布置等是否合理且滿足規范要求。 橋梁在設計和驗算時主要參數均依據相關規范取用，在實際橋梁施工過程中，很 多參數如施工中臨時荷載的大小及分布、預應力

24、損失、混凝土彈性模量及容重、混凝 土收縮徐變、實際環境(溫度、濕度、風荷載等)、實際施工進度等由于各種原因都與 設計存在較大差別，為確認結構設計滿足施工要求，我方擬在監控工作開展初期在施 工現場進行相關實驗或實地數據采集，結合施工方的施工組織方案，對結構設計進行 復算，確保結構設計滿足施工要求，各項指標滿足規范要求，同時可以驗證施工方案 的可行性，并可以根據施工監控經驗，對施工和設計提出合理的修改建議。 4.1.14.1.1 結構檢算結構檢算主要內容主要內容 1、施工階段內力及應力計算； 2、成橋運營狀態恒載應力及變形計算； 3、成橋運營狀態活載內力及變形計算； 4、成橋運營狀態荷載組合內力及

25、變形計算； 5、成橋運營狀態荷載組合應力計算； 6、懸臂施工階段穩定性分析。 4.24.2 仿真計算分析仿真計算分析 施工控制是大跨徑預應力混凝土連續剛構橋施工質量的保證，對施工過程中每個 階段進行詳細的變形計算和受力分析，是施工控制中最基本的內容。 本項目各橋均為連續剛構橋，采用分階段逐步完成的懸臂施工方法，結構體系在 施工過程中要經歷多次體系轉換，結構單元數量、荷載逐步變化，是一種復雜的超靜 定結構，結構的最終形成必須經歷一個漫長而又復雜的施工過程，隨著混凝土澆筑過 程變化，橋梁實際狀態與設計理想狀態的誤差必然導致主梁各節段的內力值、位移值 與設計值偏離，為了保證工程質量，就需要有一個科學

26、合理的施工控制系統來綜合考 慮各種影響因素，嚴格監控整個施工過程中結構的變形、應力情況。為了達到施工控 制的目的，首先必須通過施工控制模擬分析計算來確定橋梁結構施工過程中每個階段 受力和變形的理想狀態（施工階段理想狀態） ，以此為依據來控制施工過程中每個階段 的結構行為，并結合現場實時監測數據進行調整，指導施工，使其最終成橋線形和結 構受力狀態最大化接近設計的理想狀態。 4.2.14.2.1 施工控制結構仿真計算的方法施工控制結構仿真計算的方法 擬采用 Midas /Civil V2010 橋梁結構分析系統及自編軟件對本橋進行施工控制計算。 預應力連續剛構橋的施工控制計算除了必須滿足與實際施工

27、方法相符合的基本要求外， 還要考慮諸多相關的其它因素，如： 施工方案 由于連續剛構橋的恒載內力與施工方法和架設程序密切相關，施工控制計算前應 首先對施工方法和架設程序作較為深入的研究，并對主梁架設期間的施工荷載給出一 個較為精確的數值。 施工進度計劃 施工控制計算需按實際施工進度以及確切的預計合攏時間分別考慮各個部分的混 凝土收縮、徐變變形。 預加應力影響 預加應力直接影響結構的受力與變形，施工控制中在設計要求的基礎上，充分考 慮預應力的實際施加效果。 混凝土收縮、徐變的影響 連續剛構橋的分析計算必須計入混凝土收縮、徐變對變形的影響。 溫度 溫度對結構的影響是復雜的，通常的做法是對季節性溫差在

28、計算中予以考慮，對 日照溫差則在觀測中采取一些措施予以消除，減小其影響。 4.2.24.2.2 施工控制結構仿真計算的內容施工控制結構仿真計算的內容 根據大橋實際的施工方法、材料彈性模量、容重、施工環境等參數，對全橋所有 施工及運營階段進行全面分析檢算，取得結構各主要部位在各施工階段以及成橋后受 力和變形的理想狀態，作為施工控制的基礎。 4.34.3 大體積混凝土水化熱監控大體積混凝土水化熱監控 本項目各橋主墩承臺體積較大，為大體積混凝土，大體積混凝土由于水化熱的作 用將使混凝土溫度升高，混凝土表面可通過模板與大氣交換熱量或直接與大氣交換熱 量，熱量損失較快，內部熱量損失緩慢，在混凝土內部形成

29、不均勻、非定常溫度場， 產生不規律溫度梯度。溫度梯度會使混凝土產生溫度應力，在混凝土澆筑早期，混凝 土強度低、抗裂性差，過大的溫度應力會使混凝土產生裂縫。為確保承臺施工質量， 必須對混凝土澆筑后水化熱進行有效控制。為了明確在本橋混凝土配合比及氣候條件 下澆注大體積混凝土所引起的水化熱溫升值，并隨時掌握塊體內部混凝土的溫度及分 布情況，控制溫度裂縫的產生，有必要進行混凝土澆注過程中水化熱及混凝土溫度場 進行監測，以便采取針對性的養護措施。 4 4. .3 3. .1 1 監監測測方方案案 在承臺混凝土澆注之前，于承臺內部埋設溫度傳感器，在混凝土澆注完成后實測 各測點溫度值，實時掌握混凝土內部各部

30、位溫度狀態，指導施工方混凝土養護的工作。 本測試項目采用熱敏式溫度傳感器（數字溫度傳感器）進行溫度監測，測試儀器為 JDC-2 型溫度測試儀。它具有安裝簡便、數據輸出直觀、測試結果穩定可靠、精度高 (分辨率為 0.1)等優點。 測點布置 承臺溫度測點的布置將根據施工方的施工方案及循環冷卻水管設置方式等實際情 況針對每個承臺專門制定的溫度監測方案進行布設，保證監測數據能夠充分反映現場 實際，有效指導承臺的澆注及養護，避免產生溫度裂縫。 觀測頻率 溫度監測從承臺混凝土澆筑完成后開始。開始 3 天每隔 2 小時觀測一次，之后每 隔 4 小時觀測一次，一般持續監測 1 周左右或承臺內部溫度基本趨于穩定

31、為止。 4.44.4 主墩垂直度監控主墩垂直度監控 墩柱垂直度對連續剛構橋施工期間的穩定性有非常重要的意義，本橋墩柱較高， 在施工過程中，墩身的垂直度問題將是一個難點，為了保證墩柱施工成型后其制作誤 差滿足施工規范的要求以及墩身垂直度偏差滿足規范要求，我方擬在墩柱施工過程中 對墩身垂直度進行監控。 4.4.14.4.1 主墩豎直度監控方案主墩豎直度監控方案 按照規范（公路工程質量檢驗評定標準JTG F80/12004）要求，本項目擬采 用激光垂準儀實施高墩垂度測量，百米高墩垂直度誤差一般只有 3mm 左右的誤差，完 全滿足規范要求，同時可加快測量和立模速度。 4.54.5 基礎沉降變形監控基礎

32、沉降變形監控 基礎的沉降變形對結構施工期間的穩定性影響很大，過大的基礎沉降，特別是不 均勻沉降會直接影響結構施工過程的安全，通過對各主墩承臺進行沉降觀測，確定其 在施工過程中隨加載所產生的沉降及不均勻沉降過程，并通過觀測結果可以分析不均 勻沉降對高墩穩定性的影響，確保施工過程的安全。 4.5.14.5.1 監控方案監控方案 在各主墩承臺的 4 個角點位置各布設一個永久性觀測點，在承臺以外山體上設置 一固定不變的點作為基準點，采用精密水準儀測量其相對高差的變化，用以判斷墩柱 沉降及不均勻沉降；并采用全站儀定期復核基準點的高程變化，確保測量結果的準確 性。 監測頻率：沉降觀測于墩高每完成 20 米

33、進行一次，于主梁每完成兩側各施工段后 進行一次，全橋主梁合攏后和全橋完工后各進行一次。主墩承臺沉降觀測測點布置圖 如下： 承臺 3# 4# 2# 1# 墩 柱 墩 柱 墩 柱 墩 柱 圖 4.5-1 承臺沉降觀測測點布置示意圖 4.64.6 墩柱預拋高的設置墩柱預拋高的設置 高墩在墩身自重及上部結構荷載作用下，會使基礎產生一定沉降，并且在上部結 構荷載作用下，墩柱自身會產生軸向彈性變形，為保證墩頂標高在成橋后與設計吻合， 監控方通過分析計算，預測橋梁上部結構施工荷載的加載、橋梁成橋運營后施加荷載 對墩柱產生的彈性壓縮及基礎沉降量，在墩柱封頂時設置預拋予以消除。 4.74.7 主梁線形控制主梁線

34、形控制 施工線形控制的目的，一是保證特大橋高精度合攏，二是使成橋線形平順、美觀， 符合設計要求。另外本橋為連續剛構橋，其成橋的線形與結構內力也有密切的關系。 通過施工線形監控，使結構成橋線形順暢，結構受力合理；在施工過程中出現意外時， 對后續施工步驟進行有計劃的調整，使結構成橋線形盡可能的接近設計的理想狀態。 4.7.14.7.1 主梁線形控制實施方案主梁線形控制實施方案 連續箱梁橋主要承受彎、剪，主橋施工控制的主要原則是變形和應力的綜合考慮， 其中以變形控制為主，嚴格控制各個控制截面的撓度和軸線橫橋向偏移，同時通過理 論計算控制應力發展情況。連續剛構主梁線形控制過程是“施工測量識別預測 調整

35、預告施工”的循環過程。其主要包括為兩個組成部分，一部分是施工數據 采集系統，即在橋梁施工過程中通過在橋上設置監控系統，實時采集梁體變化資料， 通過對已完成的工程狀態和施工過程的監測，收集結構的實際狀態參數；另一部分是 仿真模擬計算系統，結合實際施工參數，采用有限元計算分析軟件，嚴格模擬施工過 程，計算出施工各階段梁體的理想狀態。通過理論計算和實測結果的比較分析、誤差 調整，預測后續施工過程的結構的理想狀態，提出后續施工過程應采取的技術措施， 調整必要的施工工藝和技術方案，使結構的內力和線型處于有效的控制之中，并最大 限度地符合設計的理想狀態，確保結構的施工質量，保證在施工過程與運行狀態的安 全

36、性。 施工現場監測系統的建立施工現場監測系統的建立 連續剛構主梁線形控制主要依靠施工控制計算結合箱梁各節段各階段標高監測結 果來完成，箱梁標高監測是通過對梁體各節段梁頂、梁底標高進行實時測量收集，結 合理論計算結果達到控制目的。這就需建立相應的施工控制測量網，通過對施工過程 中每一梁段標高實施監測，監測施工過程中箱梁軸線位置的變化情況，以保證懸臂施 工的懸臂合攏平面誤差控制在設計要求和規范允許的范圍之內。 箱梁截面標高觀測點布置 主橋高程控制是施工控制項目中的重點，箱梁線形控制以梁體底板控制為主，為 了能反映出在各施工階段完成后各梁段的標高，每個施工節段上頂板布置 3 個高程觀 測點，中間測點

37、兼作平面線形控制測點，橫向兩個測點有三方面的作用，其一是通過 兩個點的撓度比較，可以觀測到箱梁有無出現橫向扭轉；其二是同一節段箱梁上的兩 個觀測可以相互驗證，以確保各節段箱梁撓度觀測結果的正確無誤；其三是控制箱梁 頂面橫向坡度，使其橫坡偏差控制在允許范圍內。測點的埋設應保證其本身的穩定性， 方便保護，同時不妨礙掛籃的移動，布置在節段前端，橫向布置在橋中線上和兩腹板 外側承托與頂板的交點位置，測點采用埋設 18 鋼筋，在垂直方向與該節段箱梁頂板 的上層鋼筋網點焊牢固，并要求豎直，測點露出箱梁混凝土表面 20mm，測頭磨圓并用 紅油漆標記。箱梁底板亦埋設 3 個觀測點，分別位于兩側腹板倒角及底板中

38、心位置， 采用 18 鋼筋置于梁體底板底部，鋼筋頭高于混凝土表面 1-2cm，并記錄鋼筋長度， 直接測量鋼筋頭標高后減鋼筋長度計算梁體底板標高。箱梁截面標高觀測點布置圖如 下圖所示： 圖 4.7-1 箱梁截面標高觀測布點示意圖 觀測時機的選擇 數據分析時將每一個箱梁節段施工分為 3 個階段，包括節段施工前模板調整、節 段混凝土后、張拉預應力后三個工況。為便于對比，現場測量工作對照計算分析進行， 施工方進行節段模板立模時，要求偏差不得超過我方控制立模標高的5mm，混凝土澆 筑后及預應力張拉后的測量結果作為與理論計算對比的依據，考察混凝土實際變形與 理論計算分析是否一致。梁體標高觀測安排在清晨 5

39、：009：00 時間段內觀測并完成， 同時記錄環境溫度和箱內溫度，在剛構橋懸臂較長狀態下，溫度對梁端標高影響非常 明顯，多座大跨度連續懸臂箱梁撓度溫度觀測試驗結果表明，在該時間段內，懸臂 箱梁正好處于夜晚溫度降低上撓變形停止和白天溫度上升下撓變形開始之前，是懸臂 箱梁溫度撓度變形的相對穩定時段，可以最大限度地減小溫度對觀測結果的影響和 施工對觀測工作的影響。 數據分析數據分析 數據分析主要是為下一階段施工提供準確的立模標高，懸臂施工中箱梁撓度受多 方面因素的影響，數據分析包含兩方面的工作，一是對連續箱梁懸臂澆筑施工過程中 影響橋梁結構內力和線形的因素理論計算分析，主要有以下幾方面： 橋梁施工的

40、臨時荷載，包括掛籃、機具、人員重力等； 掛籃幾何變形和彈性變形的影響； 日照影響及箱梁溫度場分布的影響； 混凝土澆注方量的控制； 混凝土實際容重； 混凝土實際彈性模量； 混凝土收縮及徐變的影響； 混凝土參與受力齡期的影響； 預應力損失產生的影響； 掛籃模板的減少導致自身重量的變化、掛籃拆除； 合攏前懸臂端壓重的設置及拆除情況等； 其他偶然因素。 二是通過計算分析軟件嚴格模擬實際施工環境進行的理論分析，結合施工現場實 際跟蹤監測資料，計算出下一階段施工最理想的立模標高。 箱梁立模標高計算公式如下： ii iigyn Hffff=+ 式中：第i節點的立模標高； i H ：第 i 節點的設計高程；

41、i f ：掛籃幾何變形和彈性變形； g f ：第 i 節點的預拱度； i y f ：第 i 節點后續梁段施工至成橋在該節點產生的累計撓度。 i n f 成橋預拱度的設置成橋預拱度的設置 連續剛構橋施工監控中的線形控制主要是通過合理的設置預拱度來抵消結構后期 所有步驟對該節點產生的撓度。預應力混凝土連續剛構橋以成橋為界，撓度分為短期 撓度和長期撓度，結構在施工期間的變形為短期撓度，成橋以后的撓度為長期撓度。 設置施工預拱度以消除短期撓度；設置成橋預拱度以消除長期撓度。相對應地，在連 續鋼構橋計算分析時會定義三個控制線形，即施工控制線、成橋控制線和設計線。施 工控制線為施工時監控方提供的立模標高，

42、包含設計標高、施工預拱度和成橋預拱度； 成橋控制線為橋梁成橋時的控制標高，施工預拱度已經消除，只包含設計標高和成橋 預拱度；設計線是橋梁投入運營 3-5 年，橋梁混凝土收縮徐變基本完成，橋梁基本完 成下撓后的標高。成橋預拱度的分配方式一般有二次拋物線法和余弦曲線法。根據有 限元分析，連續剛構橋的成橋后主梁最大撓度在跨中附近，彈性變形在中跨 L/4 處產 生的變形約為跨中的 1/2，應用二次拋物線分配預拱度時，跨中與 L/4 處的預拱度比為 3/4，因此，采用二次拋物線分配會導致成橋后橋梁線形在墩頂處不平順，出現尖點， 偏離連續剛構橋理論計算值。按照余弦曲線分配，曲線在各墩頂兩曲線相接處、最大

43、預拱度處的切線斜率為零，曲線非常平順，在 L/4 處為預拱度最大處的 1/2，與有限元 計算結果吻合較好。 4.84.8 施工過程中（主梁及墩柱）的應力監測施工過程中（主梁及墩柱）的應力監測 應力監測是對結構構件的工作狀態進行實時測試，應力測試數據是施工控制中重 要的數據參數，也是評定結構安全性的重要依據。應力測試數據偏離計算值過大，要 分析原因，并采取有針對性的措施予以調整，從而保證施工過程中結構的安全。 剛構橋應力監控主要包含墩柱應力監控及梁體應力監控兩個部分，通過在墩柱和 梁體理論最不利應力截面埋設應力監控傳感器，并通過施工過程中的實時應力監測， 可以實時掌握施工過程中結構最不利應力截面

44、混凝土隨施工加載的變化情況，判斷結 構是否安全，同時通過梁體應力的變化還可以大致掌握結構預應力施加效果及損失。 連續剛構應力控制包括梁體應力控制和墩身應力控制。其控制過程仍是“施工 測量識別預測調整預告施工”的循環過程。主要分為兩個組成部分，一部 分是施工數據采集系統，即在橋梁施工過程中通過在橋上設置應力測試傳感器采集數 據。再一個是資料分析仿真模擬計算系統。將采集到的數據進行分析處理，并與理論 控制計算結果進行比較，看應力測試數據與計算值偏離是否過大，分析原因，并采取 有針對性的措施予以調整，從而保證施工過程中結構的安全。 由于橋梁施工的時間較長，所以，應力監測是一個長時間的連續的量測過程，

45、要 實時、準確監測結構的應力情況，采用方便、可靠和耐久的傳感器件非常重要。電阻 應變片傳感器只能用于短暫的荷載增量下的應力測試，并且使用不便，耐久性差，故 一般僅用于輔助應力測試與校核。對于適合于現場復雜情況、連續時間較長且量測過 程始終要以初始零點作為起點的應力監測，目前基本上均采用鋼弦式傳感器。主要原 因是鋼弦式傳感器具有較良好的穩定性，自然具有應變累計功能，抗干擾能力較強， 數據采集方便等優點。 應力監測擬在測試斷面混凝土內布設內埋式鋼弦應變計，采用鋼弦應變讀數儀采 集數據。墩身和箱梁底板、腹板傳感器安裝方法采用預置，即：在鋼筋骨架就位后將 傳感器綁扎在鋼筋籠上，導線置于緊貼模板的安裝盒

46、內，然后澆注混凝土，拆模后從 安裝盒內取出導線。箱梁頂板傳感器采用后埋法安裝，即：在混凝土澆注完畢后，趁 混凝土尚未初凝將傳感器埋入指定位置，將導線置于保護層內從側面引出。 置剪應力監測斷面。 4.8.24.8.2 測點布置方案測點布置方案 通過有限元軟件分析可以看出，剛構橋在結構整個施工過程中，墩柱最大應力截 面位于墩柱根部（變截面剛剛完成部位） ；墩頂墩梁固結處應力狀況較為復雜，需要設 置應力監測斷面進行應力監測；在懸臂施工階段，主梁最不利正截面壓應力位于懸臂 根部截面，最大剪應力截面位于懸臂 L/4 截面附近；橋梁在合攏后梁體最大正截面壓 應力截面位于跨中（結構體系轉換后梁體應力會進行重

47、新分布） 。根據以上分析，各橋 應力監測截面設置如下： （1）在各墩墩底（距承臺 1m） 、墩頂位置設置墩柱應力監測斷面； （2）在各主梁邊跨合攏段位置、跨中位置、懸臂根部設置應力監測斷面，在 L/4 處設置剪應力監測斷面。本項目各橋均為 3 跨連續剛構橋，應力測試截面布置示意圖 見圖 4.8-1，測點布置示于圖 4.8-24.8-3。 圖 4.8-1 三跨連續剛構橋應力觀測截面布置示意圖 承臺 圖 4.8-2 主墩墩柱應力監測點位布置圖 圖 4.8-3 梁體應力觀測點位布置圖 4.94.9 混凝土彈性模量試驗混凝土彈性模量試驗 彈性模量是混凝土重要的力學性能參數,它反映了混凝土所受應力與所產

48、生應變之 間的關系，是計算鋼筋混凝土結構的變形、裂縫開展和大體積混凝土的溫度應力所必 須的參數之一。在施工現場開展本項試驗，既有助于加強對混凝土早期力學性能及其 發展規律的認識，也可為混凝土橋梁施工期間的可靠性分析提供參考。 混凝土作為一種人工合成的混合材料，其彈性模量隨時間的變化有一個發展過程， 且其變異性也比鋼材等其他建筑材料大，這使得混凝土的性質在施工期間更加難以控 制。在混凝土橋梁的施工中，混凝土早期彈性模量性質對施工期間結構安全有重要影 響,常常成為施工期結構安全的決定因素和工程進度的控制因素，對施工期而言，混凝 土的早期彈性模量、變異性及發展過程對施工的影響具有非常重要的意義。 現

49、行的規范對混凝土的彈性模量標準主要是建立在對大量標準試塊28d值的統計分 析的結果之上，橋梁在設計時，在取用彈性模量參數時，采用的是設計規范相關表中 所列的混凝土彈性模量的一般值。這種一般值與實際的現場實測值可能有相當的差異。 實際混凝土彈性模量與所用骨料種類、級配曲線、配合比、水灰比、養護情況、齡期 等很多因數有關，據我方以往的多次實測值的數據分析，彈性模量實測值一般都偏大， 其差異可能達20%以上。這樣一來設計所計算的施工標高控制變形量就偏大于實際變形 量，導致橋梁線形的誤差偏大和合攏標高的偏高。通過施工現場混凝土彈性模量及混 凝土容重測試的信息反饋，由施工監控計算糾正設計的施工標高控制變

50、形量偏大的誤 差。此外，對于混凝土受力狀態，目前采用應變傳感器，由應變轉換至應力量需引入 被測試結構材料的彈性模量值。如果不了解實際結構混凝土的彈性模量及其變化，就 很難進行正確的換算，施工監測時按規范取值有可能會出現較大的換算誤差。所以必 須在施工現場實測混凝土彈性模量值，用以對計算分析模型進行修正，使得計算結果 盡量與實際變形接近，提高線形控制精度。 4.9.14.9.1 實驗依據實驗依據 公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程 （JTG E302005） 實驗機通用技術規范 （GB/T 26111992） 液壓式壓力試驗機 （GB/T 37221992） 水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現場

51、取樣方法 （T 05512005） 水泥混凝土棱柱體軸心抗壓強度實驗方法 （T 05552005） 4.9.24.9.2 實驗方案實驗方案 在澆筑主墩及梁段施工現場各制作三個 15cm 15cm 30cm 的同標號混凝土試件 (與實際狀況同條件養護)，按照規范公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程 （JTG E30-2005)要求進行現場彈模試驗。并根據不同齡期的實測混凝土彈性模量繪制出混凝 土齡期為 3 天、7 天、14 天、28 天、90 天混凝土的彈性模量 Eh的變化曲線。彈性模 量計算公式為： n L A FF E a c 0 式中：Ec混凝土抗壓彈性模量（MPa） Fa終荷載(N)（時對應

52、的荷載值） cp f 3 1 F0初荷載(N)（0.5MPa 時對應的荷載值） L測量標距（mm） A試件承壓面積(mm2) n試件在 Fa 及 F0 作用下變形差的平均值（mm） 例如，某橋混凝土齡期為 3 天、7 天、28 天、90 天與混凝土的彈性模量 Eh 的變 化，示于圖 4.9-1。 彈模(GPa） 45 40 35 30 25 20 15 10 5 齡期(天）28天21天14天 7天5天3天 圖 4.9-1 某橋梁體混凝土彈性模量變化曲線 4.104.10 施工掛籃靜力試驗施工掛籃靜力試驗 本監控項目不包括掛籃試驗，但是根據現場的需要可進行以下技術指導性工作： 1、指導對試驗中掛

53、籃構件安全性進行檢測； 2、指導試驗方案及其實施； 3、對掛籃現場靜載試驗報告提出審核意見。 掛籃的安全性是施工體系安全性的關鍵因素，檢查掛籃施工安全性的最有效的方 法就是進行掛籃現場靜載試驗。為確保掛籃在施工過程中的安全，做到萬無一失，必 須進行掛籃靜載實驗。掛籃靜載試驗的主要目的有： 1） 通過掛籃靜載試驗檢驗掛籃的安全性； 2） 通過掛籃靜載試驗，評價施工掛籃承載能力(安全系數)； 3）考察掛籃行走的便捷性和使用的便利性。特別對于改裝的舊掛籃，需考察其在 本橋上改裝后的適用性。 4）靜荷載試驗同樣也是施工控制的需要。通過試驗消除掛籃的非彈性變形、測試 各部位的彈性變形，為箱梁立模高程提供

54、依據。 4.10.14.10.1 掛籃預壓試驗的方案掛籃預壓試驗的方案（建議）（建議） 結合本橋實際情況，監控方在實驗前提供本橋掛籃預壓方案建議供施工方參考， 內容如下： 1、主要部件的檢查 首先對運至現場的掛籃主要部件進行必要的檢測，以排除部件在運輸途中的損傷 或制作材料的缺陷。 2、掛籃主要桿件拼裝前的受力試驗 按懸臂段最大荷載下（包括掛籃自重）掛籃各主要桿件相應受力值的 1.5 倍在試 驗機上分別進行拉壓試驗。拉、壓桿的計算安全系數均要求在懸臂施工過程中最大受 力狀態下達到 1.5 以上，并在試驗過程中測試其應力狀況，推算掛籃的安全儲備。 3、試驗現場加載方案 掛籃安裝完成后，利用預先埋

55、設在承臺上的反力架采用千斤頂反拉的方式對掛籃 進行加載。為了有效地消除掛籃的非彈性變形，得到較為準確的關于彈性變形與荷載 間的函數關系，在進行正式加載試驗之前對掛籃進行預壓，預壓荷載可按總荷載的 50%80%進行控制。正式加載分兩階段，第一階段：加載 （025%50%75%100%）卸載（50%0） ，預壓荷載到位后靜置 30 分鐘左右， 將荷載卸載完，消除掛籃的非彈性變形。然后再按照懸臂最重節段的 1.3 倍分 5 級進 行逐級加載，試驗過程中，每級荷載加載到位后靜置 30 分鐘左右；第二階段：加載 （025%50%75%100%）卸載（50%0） 】 ，第一階段加載主要目的為消除掛籃 的非

56、彈性變形，第二階段加載測試掛籃彈性變形，每級加載持荷 30 分鐘后測量變形量 及檢查掛籃各主要部位是否存在異常。 4、加載過程主要注意事項 a、為避免掛籃體系因錨固不緊而產生漲模等質量事故而危及結構安全，施工單位 在掛籃加載前對掛籃各結點進行全面檢查，確保各結點連接牢固。 b b）加載過程應前后對稱、左右對稱進行； c）每級加載到位后對掛籃進行全面檢查，特別注意掛籃后錨、吊點是否異常，主 桁變形量過大，焊縫是否開裂； d）加荷力度均勻緩慢，加載過程中派專人觀察掛籃主要受力構件； e）加載時現場人員應站在安全位置，掛籃下方不能有閑雜人員逗留。 5、掛籃現場靜力荷載試驗階段變形觀測 在掛籃正式加載

57、前，施工方應在掛籃前橫梁、底板吊點及后錨點設置變形觀測點， 在每級加載穩定后對設置點位進行變形觀測，實時監控掛籃在加載過程中的安全狀況， 根據觀測結果決定是否進行下一級荷載的加載或是否調整加載方案，并在加載完成后 根據測量資料繪制加載等級與變形曲線圖，為施工監控立模提供依據。 6、在掛籃靜力試驗完成后對掛籃行走進行考察。 4.114.11 預應力損失實驗預應力損失實驗 本項目的上部結構預應力管道全部采用塑料波紋管，對箱梁的制模及支模工藝、 混凝土澆注工藝和預應力鋼筋張拉力控制等有嚴格的要求，預應力張拉控制應力的大 小與箱梁設計有效預應力水平相關。為了獲得準確的有效預應力，需要針對各階段箱 梁的

58、實際工藝過程及施工狀況，進行實地實驗，了解預應力張拉過程的各項損失，以 達到準確控制箱梁有效預應力的目的。通過試驗取得各種預應力損失參數，可為箱梁 進一步施工提供預應力張拉控制參數。 4.11.14.11.1 預應力損失實驗內容預應力損失實驗內容 預應力損失的原因有很多，本橋采用的是為后張法施工的預應力體系，根據現場 實際情況，結合以往同類橋梁的施工監控經驗及預應力損失項目測試的技術要求，擬 在各橋上部結構縱向預應力張拉過程中選擇 2 個斷面、每個斷面選擇 2 束鋼束進行以 下項目的測試： 1、錨口損失值，即在預應力鋼筋張拉時，在錨口位置產生的摩擦損失值； 2、錨具壓縮量，即在預應力鋼筋張拉錨

59、固時，由于預應力鋼筋放張帶動錨具夾片 回縮產生的壓縮量； 3、鋼束內縮值，即在預應力鋼筋張拉錨固時，由于預應力鋼筋放張帶動鋼束回縮 產生的回縮量； 4、孔道摩阻損失值，即在預應力鋼筋張拉時，在預應力鋼筋所穿過的預留孔道中 由于預應力鋼筋與孔道之間摩擦所產生的損失的比例系數。由于孔道摩擦損失與孔道 曲線起彎角度和預留孔道位置偏差等相關，因此，孔道摩阻損失系數包含了摩擦系數 和位置偏差系數 k。 4.11.24.11.2 預應力損失實驗方案預應力損失實驗方案 1、 錨口損失值測試 錨口摩阻試驗在現場張拉縱向預應力鋼絞線時進行。如圖 4.11-1 所示，在選擇測 試的箱梁斷面兩側孔道預應力鋼筋 A

60、端墊板（喇叭管）外安裝壓力傳感器 A2，在安裝 壓力傳感器 A2 后安裝錨具，在錨具后安裝壓力傳感器 A1，千斤頂作用在壓力傳感器 A1 后端，在千斤頂后安裝工具錨，對 A 端預應力鋼筋張拉時，通過測試 A 端壓力傳 感器 A1 和 A2 的壓力差得到 A 端錨具錨口摩阻損失；同樣地，在 PC 梁孔道預應力鋼 筋 B 端墊板（喇叭管）外安裝壓力傳感器 B2，在安裝壓力傳感器 B2 后安裝錨具，在 錨具后安裝壓力傳感器 B1，千斤頂作用在壓力傳感器 B1 后端，在千斤頂后安裝工具 錨，對 B 端預應力鋼筋張拉時，通過測試 B 端壓力傳感器 B1 和 B2 的壓力差得到 B 端錨具錨口摩阻損失。