施工監控方案

施工監控方案

編制：劉海寬

復核：崔文濤

審核：唐國斌

第一章工程概述

東運河橋工程概述

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橋梁卞S況 1..

主要技術標準 1.

施工方法概述 2.

西運河橋工程概述

橋梁卞S況 2.

主要技術標準 3.

施工方法概述 3.

第二章監控的依據、目的、內容和方法

施工監控依據

監控目的和內容

施工監控方法

第三章監控仿真計算與分析方法

施工過程仿真分析

有限元模型 9.

仿真計算內容 10

計算分析方法

控制誤差分析

各類誤差處理方法

結構設計參數識別

控制的實時跟蹤分析

索力調整的方法

第四章施工監測工作方案

線形監測

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索塔軸線偏移測量 20

主梁線形測量 2.1

線形監測設備 23

應力監測

索塔應力監測 24

主梁應力監測 25

傳感器的選擇與埋設 27

應力監測流程與注意事項 29

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索力測試 29

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溫度測試 31

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支架變形監測 33

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其他監測內容 34

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基礎資料收集與分析 34

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施工控制精度 35

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第五章施工監控工作重點與難點 37

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支架現澆施工特點 37

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施工監控工作重點 37

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施工監控工作難點 39

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第六章施工監控工作組織 4.1

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施工監控組織流程 41

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施工監控協調與分工 41

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文件傳遞與提交 4.2

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第七章質量保證及安全措施 45

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質量保證措施 45

人員與儀器設備 4.7

人員安全保障措施 49

施工監控安全預警 49

應急預案與處理措施 50

第八章荷載試驗及運營期健康監測建議 52

荷載試驗 52

運營期健康監測建議 52

附表 54

第一章工程概述

東運河橋工程概述

橋梁概況

鄭州市鄭東新區北三環跨東運河橋西接北三環路-龍翔三街交叉口，東接北三環路-朝陽路交叉口，跨越東運河。橋梁總長272m,設計起點樁號K4+652,175,終點樁號K4+924.180,左右分幅布置。

東運河橋主橋設計為獨塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，采用塔墩梁固結體 系

,主橋跨徑布置為（80+112）m,分左右兩幅，左右幅鏡像對稱，兩幅橋之間 為已

竣工的北三環下穿隧道。左幅橋寬29.5m＞右幅橋寬27.0m,梁高均為2.8m。斜拉索索體采用環氧噴涂鋼絞線成品索，在塔身內設置鞍座，梁端張拉。北三環 跨東運河橋

左幅立面布置如圖1.1所示。

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圖1.1北三環跨東運河橋立面圖（左幅）

主要技術標準

（1）橋梁設計基準期：100年

(2)橋梁設計荷載：城-A級，人群荷載按規范取值。

(3)橋梁結構設計安全等級：一級。

(4)環境類別：II類。

(5)地震烈度：抗震設防烈度7度，地震動峰值加速度為0.15g。

(6)設計速度：60km/ho

(7)橋梁橫坡：車行道、非機動車道及慢行系統-向外1.5%;

人行道-向內1.5%。

(8)防撞等級：車行道設防撞護欄，防撞等級： SB,SBm。

(9)橋面防水等級：I級。

1.1.3施工方法概述

本橋主梁采用滿堂支架現澆施工，索塔擬采用爬模法施工。主要施工步驟為：

(1)四通一平，施工隊伍進場；

(2)全橋樁基礎及承臺施工，搭設主梁施工支架，支架預壓；

(3)施工主塔下塔柱；

(4)施工主橋墩頂段：立模板、綁扎鋼筋、澆注箱梁混凝土；同時施工橋塔上塔柱；中間引橋箱梁與主橋箱梁可同步施工；

(5)施工主塔兩側余下部分主梁，完成后張拉箱梁橫、縱向預應力；同步

繼續施工索塔直至橋塔封頂；滿堂支架施工引橋；

(6)同步安裝斜拉索，逐根分級對稱張拉斜拉索至設計索力，主梁脫架；安裝塔上避雷設施；

(7)拆除主塔吊機(或支架)；拆除河中施工支架；

(8)施工橋面系及附屬設施；清理河道，荷載試驗，作通車準備。

1.2西運河橋工程概述

橋梁概況

鄭東新區龍湖區北三環跨西運河橋梁工程位于鄭東新區龍湖地區北三環與眾意路交叉口西側，跨越西運河，是北三環道路工程東延段的一部分，位于規劃的龍湖半島西南側。橋梁平面位于直線上，最大縱坡-1.83%。橋梁設計起點樁號K1+906.00,終點樁號K2+133.00,橋梁全長227m。

本橋設計為獨塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，采用塔墩梁固結體系，跨徑布置為(40+109+70)m,分左右兩幅，左右幅鏡像對稱，兩幅橋之間為已竣工的 北三

環下穿隧道。左幅橋寬29.0?24.5m＞右幅橋寬26.5?22.0m,梁高均為2.5m。斜拉索采用高密度聚乙烯護套無粘結預應力鋼絞線成品索。本橋基礎均采用鉆孔 灌注摩

擦樁。北三環跨西運河橋左幅立面布置圖如圖 1.2所示。

圖1.2北三環跨西運河橋立面圖(左幅)

主要技術標準

(1)橋梁設計基準期：100年。

(2)橋梁設計荷載：城-A級，人群荷載：2.4kN/m2。

(3)橋梁結構設計安全等級：一級，重要結構。

(4)環境類別：II類。

(5)地震烈度：地震烈度為7度，地震動加速度峰值為0.15g。

(6)設計速度：60km/ho

(7)橋梁橫坡：車行道、非機動車道及慢行系統-向外1.5%

人行道-向內1.5%

(8)防撞等級：機動車道兩側護欄采用SB級。

(9)風荷載：運營期100年重現期設計基本風速28.7m/s；

施工期20年重現期設計基本風速25.3m/s0

1.2.3施工方法概述

1、主塔及基礎施工順序

(1)主塔

a、平整場地；b、樁周注

漿；

c、樁基鉆孔施工，邊鉆孔邊下放鋼護筒，澆筑樁基混凝土； d、開承臺基坑

,切割承臺以上多余鋼護筒，平整基底并夯實； e、澆筑承臺墊層混凝，綁

扎承臺鋼筋，澆筑承臺混凝土； f、綁扎承臺鋼筋，澆筑承臺混凝土；

g、澆筑塔墩混凝土；h、爬模法澆筑上塔柱混凝土

0

(2)輔助墩a、平整場地

;b、樁周注漿；

c、開挖承臺基坑，平整基底并夯實，施工鉆孔樁； d、澆筑承

臺墊層混凝土，綁扎承臺鋼筋，澆筑承臺混凝土； e、施工墩

身。

(3)橋臺

a、平整場地；b、打入樁基樁護筒(邊跨橋臺)，施工鉆孔樁；c、綁扎蓋梁鋼筋，澆筑蓋梁混凝土；

d、待主梁預應力張拉完畢后，澆筑背墻及耳墻混凝土。 2、主

梁

(1)主梁0#段與主塔橫梁同步采用滿堂支架施工，主要施工步驟如下： a

、支架預壓，消除非彈性變形； b、立模現澆混凝土，由支架兩端向中間對

稱澆筑；c、0#段節段的混凝土養護，特別注意主梁和橫梁等被模板封閉的部分養護，

在養護混凝土的初始結硬過程中，不得對被養護的混凝土有擾動(在主梁混凝土

施工中均按此要求)；

d、待混凝土強度達到設計強度的95%以上時，張拉橫梁預應力鋼束。

(2)主梁階段施工采用滿堂支架。主要施工步驟如下： a、支架預壓，消除

非彈性變形；b、由橋塔向兩側立模逐段現澆主梁混凝土；

c、每個節段均由支架兩端向中間對稱澆筑，覆蓋并灑水養護； d、施工縫

鑿毛并清洗干凈；

e、澆筑下一節段；

f、待混凝土強度達到設計強度的95%以上時張拉預應力鋼束； g、對稱張

拉斜拉索，拆除施工支架。

第二章監控的依據、目的、內容和方法

施工監控依據

(1)鄭州市鄭東新區北三環跨東運河橋施工圖(2014.07);

(2)鄭東新區龍湖區北三環跨西運河橋梁工程施工圖設計(2014.0$;

(3)鄭州市鄭東新區北三環跨東運河橋相關施工方案文件；

(4)鄭東新區龍湖區北三環跨西運河橋相關施工方案文件；

(5)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004);

(6)《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004；

(7)《公路斜拉橋設計細則》(JTG/TD65-01-2007;

(8)《城市橋梁設計規范》(CJJ11-2011;

(9)《公路橋涵施工技術規范》(JTG/TF50-201)1;

(10)《公路工程技術標準》(JTGB01-2003；

(11)《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》(CJJ2-2008;

(12)其它相關國家及行業標準。

監控目的和內容

斜拉橋的特點之一是設計和施工的高度耦合，施工方法的不同，不但影響結構安裝時的應力，而且對建成后的橋梁最終應力狀態和幾何線形也有很大影響。該項目兩座橋梁均為支架現澆施工斜拉橋，為確保橋梁設計的合理成橋狀態在施工中順利實現，必須進行施工控制。另外，該項目兩座橋梁左右幅之間為已竣工的下穿隧道，由于規劃的限制，隧道與橋梁邊緣距離很近，橋梁的施工將對隧道產生一定的影響，施工期間需對隧道變形進行監測。

本項目施工監控即針對橋梁設計目標，通過施工過程模擬分析、現場監測以及誤差識別與預測，對橋梁施工過程中的結構進行反饋控制，以實現設計要求的成橋結構受力與線形狀態。施工監控的具體內容和目的包括以下7方面：

(1)計算復核設計成橋狀態和確定合理施工狀態；

(2)通過調整和控制標高，確保全橋線形符合設計要求；

(3)優化和調整斜拉索成橋索力；

(4)控制主塔應力和線形；

(5)通過對全橋關鍵截面應力進行控制，確保成橋內力符合設計要求；

(6)監測橋梁支架應力及變形，確保支架施工安全；

(7)左右幅橋梁之間下穿隧道位移監測(另見隧道變形監測方案)。

施工監控方法

施工控制是一個預告、施工、量測、識別、修正、預告的循環過程系統。系統除了應具備常規的結構分析計算功能外，還應具備在施工現場根據實測參數消除設計與實際不一致的自適應能力，并能及時提供標高和索力修正值。

因此，本項目選用自適應控制方法。其基本原理為：通過施工過程的反饋測量數據不斷更正用于施工控制的跟蹤分析程序的相關參數，使計算模型適應實際施工過程，當計算模型能夠較準確地反映實際施工過程后，以計算結果指導以后的橋梁施工。由于經過自適應過程，計算模型已經與實際施工過程比較吻合，因而可以達到線形與內力(索力)狀態雙控的目的。

如圖2.1所示，自適應控制方法基本步驟如下：

(1)首先以設計的成橋狀態為目標，按照設計參數，計算確定每一施工步驟應達到的分目標；

(2)根據上述分目標開始施工，測量實際結構的變形等數據；

(3)根據實際測量的數據分析和調整各計算參數，以調整后的參數重新計算確定以后各施工步驟的分目標。

(4)反復上述過程即可使計算模型與實際施工相吻合，各分目標也成為可實現的目標，進而利用計算模型指導以后的橋梁施工和進行必要的調整與控制。

施工控制參數立模標高應力/索力

溫度變化影響分析

應力應變分析

下一階段施工控制指令

圖2.1施工過程控制框圖

第三章監控仿真計算與分析方法

施工過程仿真分析

有限元模型

針對本項目橋梁的結構及施工特點，擬采用橋梁有限元軟件 midasCivil梁/

板單元模型對結構進行離散，建立該橋的有限元模型；施工過程中的支架采用只受壓單元模擬。

.施工過程的模擬

在對橋梁結構進行施工過程仿真計算時，為了得到主塔及主梁結構任意截面處在施工各階段的內力和變形的動態變化情況，必須進行多步驟連續求解。建立橋梁有限元模型時，將結構各單元及節點一次建立完成，然后根據施工階段的劃分，依次激活或鈍化單元來模擬施工過程。在整個計算中的位置和編號固定不變，無需進行多次單元重新劃分。

.荷載因素

在橋梁施工控制仿真分析中，為了保證分析結果的精確性和結構的安全性，對施工過程中所有的荷載作用必須充分考慮。分析中需要考慮的荷載情況如表3-1所示。

表3-1施工仿真分析的荷載分類表

編P

分類

荷載名稱

作用說明

1

結構恒載

構件重力

靜重力、動力（靜重力的 1.2倍）

2

構件重力偏差

構件重力的2%?5%

3

構件不平衡荷載

一個構件差異

4

施工活載

分布荷裁

按橋向面積計算

5

集中活載

視具體情況定

6

動力活載

構件重力的10%?20%

7

順橋向活載

視具體情況定

8

其他荷載

預應力或索力

預應力筋形狀、預加力大小

9

收縮及徐變影響力

結構變形與內力，該值相對較小

10

溫度影響力

均勻溫差和溫度梯度

11

風載作用力

等效風荷載橫橋向分量

3.非線性影響因素

本項目橋梁設計均為獨塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，拉索長度較大，非線性對拉索存在一定的影響，在施工仿真分析中擬考慮采用 Ernst公式對斜拉索進

行剛度修正，以修正拉索垂度的非線性效應。

3.1.2仿真計算內容

施工監控有限元仿真計算的主要內容包括以下幾個方面： 1.復核設計所確定

的成橋狀態和施工狀態按照施工和設計所確定的施工工序，以及設計所提供的基本參數，對成橋階

段和各施工階段的設計索力、變位、應力及線形（預拱度）等進行計算并與設計計算資料進行相互校核比較。

.實時跟蹤計算

根據現場實測的索力、梁體剛度、線形、溫度等設計參數，進行反復計算，擬合橋梁控制參數值，使計算值與實測值之間的差別達到最小，再根據前階段所擬合的參數值和實測索力、線形、溫度及應力等計算下一階段的合理索力及線形的調整量。

.中間索力調整計算

由于施工中存在各種不利因素，如索力張拉誤差等，而計算時各個參數值也

有偏差以及計算本身存在的誤差等，當橋梁施工至一定節段時，索力及線形會有

一定的偏差，需進行中間調索計算，按索力、線形雙控的原則優化調索工作。 4.

成橋索力調整計算主梁建成后，將實測索力、線形與設計索力、線形進行比

較，對索力偏離設

計值較大的索或線形偏離設計值較大的梁段處的索進行調整、優化，使全橋索力與線形均能滿足設計要求。

5.穩定性控制

穩定性驗算及控制內容包括：①主梁、索塔臨時結構（或桿件）穩定性驗算；②施工中的結構（局部和整體）穩定性驗算和控制；③影響施工中結構（含臨時）穩定的因素分析、監測與控制。

3.2計算分析方法

.考慮未閉合配合力的正裝計算

該橋采用支架現澆施工，橋梁結構從開始施工到成橋必須經歷一個復雜的施工安裝和體系轉換過程。施工過程結構體系不斷變化，增加了施工控制的難度。為了決定安裝拉索時的控制張拉力，首先要確定在成橋階段包載作用下的初始平衡狀態，然后再按施工順序進行施工階段分析，檢查施工方法的可行性，最終找出最佳的施工方法。

斜拉橋正裝計算難以確定的是斜拉索初張力，為了得到初始張拉力值通常先進行倒拆分析，然后再利用求出的初始張拉力進行正裝分析。采用這種分析方法，往往出現正裝和倒拆的張力不閉合。主要是由倒拆分析和正裝分析時的結構體系差異導致，即正裝分析時得到的最終階段（成橋階段）的內力與單獨做成橋階段分析（平衡狀態分析）的結果有差異。初始平衡狀態分析（成橋階段分析）時，同時考慮了全部結構的自重、索拉力以及二期荷載的影響。但在正裝分析時，所有階段的加勁梁會因為自重、索拉力產生變形，合攏時合攏段只受自身的自重影響而不受其它結構的自重和索拉力的影響。如上所述，結構體系的差異導致了初始平衡狀態分析（成橋階段分析）與正裝分析的最終階段的結果產生了差異。

橋梁有限元軟件MIDAS/Civil能夠在小位移分析中考慮假想位移，以無應力長為基礎進行正裝分析。這種通過無應力長與索長度的關系計算索初拉力的功能叫未閉合配合力功能。利用此功能可不必進行倒拆分析，只要進行正裝分析就能得到最終理想的設計橋型和內力結果。未閉合配合力是由施工過程中產生的結構位移和結構體系的變化而產生的拉索的附加初拉力。進行正裝分析時，把計算的索力與未閉合配合力反映在索張力上，即能使初始平衡狀態和施工階段正裝分析的最終階段的結果相同。

.未閉合配合力的計算方法

如圖3.1所示，首先在安裝拉索的前一階段，求出拉索兩端節點的位移。利用拉索兩端的位移，求拉索變形前長度（L）與變形后長度（L'）之差（AL）。根據差值求出相應的拉索附加初拉力（AT）把求出的附加初拉力（AT）口初始平衡狀態分析時計算得出的初拉力（Ti）疊加作為施工階段的控制張力（Tf）進行施工階段的正裝分析。

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L'-L=L=VbCosUbSin

AEA

AT=AL

L

Tf=Ti+T

圖3.1未閉合配合力的計算

.立模標高計算

主梁立模標高的合理確定，是關系到主梁線形是否平順、是否符合設計的關鍵。如果在確定主梁立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較為良好；如果考慮的因素與實際情況不符合，控制不力，則最終橋面線形會與設計線形有較大的偏差。

為保證主梁施工精度和成橋狀態的結構線形能滿足設計要求，在施工前需精確計算出主梁各階段的預拱度，以此作為施工立模的依據。主梁的立模標高不等于設計中橋梁建成后的標高，需要通過設置預拱度，以抵消施工中產生的各種變形（撓度）。立模計算公式如下：

△k=As+fy+fz

式中：

k：主梁線形施工控制理論值（梁底立模標高）；

s：設計高程值；

fy：設計預拱度，fy=-（fd+fl/2）；fd：恒載包括索力、預應力、自重、二期恒載、收縮徐變等產生的撓度值，

其中索力采用設計值；

fl：活載產生的撓度；fz：支架預拱度，支架變形量的負值，綜合理論和預壓

實測值采用。4.施工階段斜拉索張拉力優化

根據優化求得的斜拉索成橋索力是滿足成橋控制目標的期望值，它是所有斜拉索瞬時同步施工的預張力。但實際施工過程中，斜拉索是分批張拉的，期間伴隨著結構的變形及內力的重分布。前期張拉的斜拉索索力直接影響后期斜拉索張拉的張拉力，而后期張拉斜拉索亦會對先期斜拉索的索力有著直接的影響，最終影響全橋成橋索力，使主梁和主塔達不到滿足控制條件的內力狀態，需要進一步對各斜拉索進行索力的調整，這將給施工帶來很大的不便。因此本橋施工過程中為縮短施工時間和方便施工操作，需對斜拉索各階段的張拉大小進行控制，在確保結構安全的同時，盡量減少斜拉索張拉次數，使各斜拉索施工完畢后的預張力達到或接近控制期望值，從而使成橋狀態滿足期望的內力和線形狀態。

確定施工階段斜拉索張拉力的方法如下：利用施工仿真分析的模型，計算分析各批次的斜拉索初始張力；當實際施工中由于各種因素造成結構的實際施工狀

態偏離理想控制目標時，利用優化分析方法對已安裝的斜拉索進行索力調整。此時索力優化調整將以結構主要控制截面的位移偏差最小為目標函數，結構控制截面的內力為約束條件。

5.施工階段理想狀態的確定

施工控制中將利用有限元模型對施工全過程進行正裝仿真計算，通過計算可以得到施工階段任意截面的內力和線形動態變化曲線。然后根據仿真計算結果對施工過程的關鍵工況進行局部結構應力分析，為全橋的應力控制提供理論數據。

控制誤差分析

橋梁施工誤差主要有：結構幾何形態參數，截面特征參數，與時間相關的參數，荷載參數，材料特性參數，施工工藝引起的誤差，施工監測引起的誤差，結構分析計算模型誤差等。概括起來，橋梁結構施工誤差主要來自兩個大的方面：預測誤差和實測誤差，對于預測誤差是由用于結構行為預測的數值模型與實際情況不一致引起的；實測誤差主要是由儀器測試精度和環境干擾引起的。

.誤差調整思路

橋梁施工過程復雜，施工過程不確定因素多，其預測誤差往往會更大一些。在此，提出通過誤差辨識、誤差修正和誤差控制等環節進行施工誤差調整，如圖3.2所示。在施工誤差調整中，首先根據誤差規律、特點等，對誤差來源進行辨識，并對誤差的影響進行評估。其次根據誤差辨識的結果，提出誤差修正方式。對于實測誤差，一般可通過提高測試儀器性能、選擇更合適的測試環境等方式來改善；對于預測誤差，擬采用模型修正的方法提高預測精度。最后，要根據誤差對成橋狀態影響程度，確定誤差調整控制的具體策略，包括如何消除、分幾個階段消除等。

圖3.2施工誤差調整思路

.誤差調整重點

基于模型修正技術的施工誤差調整方法是該橋施工監控需重點研究的問題,包括如下幾個方面的內容：

①有限元離散：有限元的單元類型、網格尺寸；

②邊界條件：支承條件、不同構件間的連接方式等；

③結構尺寸：板厚度、梁高等；

④荷載條件：如臨時荷載大小、位置，有效預應力計算參數等；

⑤設計參數，如彈性模量、容重等。

對于有限元離散、邊界條件的誤差修正，主要通過精細化的有限元模型對監控模型進行校準；對于結構尺寸、荷載條件的誤差修正，主要是通過現場量測結果對監控計算模型的有關尺寸參數進行調整；對設計參數誤差，首先要通過參數敏感性分析，確定對誤差敏感性強的設計參數，其次是要根據施工過程的誤差情況，對誤差敏感的設計參數進行識別和修正。

各類誤差處理方法

引起理論預測誤差的原因是多方面的，歸納起來主要有：施工荷載變化、結構性能差異、周圍環境影響和計算模型失真等類，如表3-2所示。下面分別闡述四類誤差對施工控制的影響情況及相應的處理方法。

表3-2結構狀態誤差因素分類表

誤差來源

誤差類別

相關因素

誤差所處層次

處理方法

何載變化

結構重力

幾何尺寸和材料谷重

1

現場測量參數識別

施工活載

荷載集度和作用位置

2

現場調查

預應力或索力

張拉機具、錨固設備、鋼索尺寸、鋼索模量

1

現場試驗

收縮和徐變

系數取值、齡期差異、受力狀態

2

參數識別

構能異結性差

截面特性

幾何尺寸

2

現場量測

材料模量

材料離散性

2

參數識別

周圍環境影響

溫度變化

環境溫度、結構溫度、熱脹系數

2

現場量測

風載作用

體型系數、風速特性、靜力等效原理

1

氣象預測

計算模型失真

單兀離散化

單兀類型、單兀劃分、單兀連接

1

模型修正

單元變形性能

線性單兀和非線性單兀（幾何和材料）

1

模型修正

邊界條件

臨時約束條件

1

模型修正

備注

A層次誤差是最重要誤差，第二層次次之

.荷載變化誤差處理

施工過程中，無論是結構恒載，還是施工活載或其它荷載都不可避免地存在著隨機誤差的干擾，主要體現在下列4個方面：

(1)結構重力誤差：結構重力誤一方面來自構件幾何尺寸的差異，另一方面來自材料容重。針對結構重力誤差，要求現場提高施工精度，盡量減小結構尺寸的誤差；并加強對混凝土容重測試，以加強對重力誤差的識別與控制。

(2)施工活載誤差：無論是分布活載還是集中活載都可能出現誤差，誤差主要體現在兩個方面，即活載集度和作用位置。針對施工活載誤差，現場需加強對施工活載的控制，減少不必要的荷載，同時做好荷載的調查和記錄，盡量減小施工活載誤差。

(3)預應力和索力誤差：引起預應力和索力誤差的因素很多，包括張拉機具、錨固設備、管道摩擦、鋼索尺寸、鋼索模量等等。針對預應力和索力誤差，現場需對相關參數進行調研，必要時需做摩阻試驗來檢驗相關設計參數。

(4)收縮和徐變誤差：引起混凝土收縮和徐變影響力誤差的原因是多方面的，有收縮和徐變系數的取值、混凝土加載齡期大小、各節段之間齡期差異、各部分結構受力狀態不同等。針對收縮徐變誤差，現場開展相關試驗進行校核。

.結構性能差異的處理方法

主梁通過立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉和斜拉索張拉、拆模等幾個階段逐步形成的，結構性能主要指結構受力變形性能都將受到隨機誤差的影響，主要體現在下列兩個方面：

(1)截面尺寸誤差：既然構件幾何尺寸的誤差會引起結構重力誤差，那么同樣也會造成截面模量的誤差，最終影響結構剛度及結構受力變形性能。

(2)材料模量誤差：材料彈性模量，特別是混凝土材料的彈性模量離散性很大，直接影響到結構受力變形能力。

針對以上兩種誤差，現場需加強對截面參數和材料模量的識別，并在有限元計算模型中進行調整。

.周圍環境影響的處理方法

引起施工誤差的環境因素很多，但主要有兩個，即溫度變化和風載作用：

(1)溫度變化誤差：橋梁結構周圍環境溫度的變化帶有一定的隨機性，會引起結構溫度的變化，并通過材料熱膨脹系數影響橋梁結構的變形和受力。因此,

溫度變化誤差涉及到周圍環境溫度誤差、結構本身溫度誤差和熱膨脹系數誤差三

個方面。溫度誤差采用如下處理策略： a.選擇在基準溫度底的時候進行測量，盡

量避免不均勻溫度的影響；b.對于均勻溫度誤差，根據測量結果，通過計算修正進行處理；c.對于不均勻溫度場的效應，通過測量結果，擬合溫度模式,并進行適當處

理，使之較實際情況偏安全，通過計算對溫度效應進行評估。

(2)風載作用誤差：風對于橋梁結構的作用是一種十分復雜的物理現象，當風繞過橋梁結構時會產生旋渦和流動的分離，形成復雜的空氣作用力，這種風載作用本身就是一種隨機過程。采用準定常或等效靜力方法來描述風載作用，必然會留下隨機誤差，這一誤差與結構體型系數、作用風速特性和靜力等效原理等因素有關。因此對于風荷載誤差將根據氣象預測結果，偏安全地進行結構受力評估。

.計算模型失真的處理方法

無論采用何種結構分析方法，總是要將實際橋梁結構進行簡化，并建立計算模型，正是這種簡化使計算模型與實際結構之間產生了誤差，即計算模型失真引起的結構狀態誤差。主體結構的仿真計算采用離散化的有限單元方法，因此涉及到計算模型失真的主要有下列三項因素：

(1)單元離散誤差：在施工階段的仿真計算中所采用的單元類型能否反應實際結構構件的受力，止匕外，橋梁結構單元劃分是否合理也是一個重要原因。對于這方面的誤差將通過采用精細有限元模型來減小誤差。

(2)單元變形性能誤差：理論和實踐已經證明，當橋梁跨徑不大時，線性單元的計算精度足夠，而對于大跨度橋梁，必須計入單元的非線性影響，主要是幾何非線性和材料非線性兩個方面，采用具有非線性計算功能的單元重新計算。

(3)邊界條件誤差：在施工的各個階段，必須對各種施工臨時約束進行模擬，其與實際約束之間必然存在偏差，基于支架預壓結果取得邊界的支撐剛度；此外計算模型中還引入非線性接觸單元來更精確模擬實際的結構邊界。

在橋梁施工控制中，對于設計參數誤差的調整就是通過量測施工過程中實際結構的行為，分析結構的實際狀態和理想狀態的偏差，用誤差理論來確定或識別引起這種偏差的主要設計參數誤差，來達到控制橋梁結構的實際狀態與理想狀態的偏差，使結構的成橋狀態與設計相一致。

結構設計參數識別

為了在施工中不斷修正因設計參數的誤差引起的各個控制項目(如界面應力、變形、標高等)的失真，須對設計參數進行識別。參數識別主要是依據施工中的實測值對主要設計參數進行分析，然后將修正過的設計參數反饋到控制計算中去，重新給出施工中結構應力、變形、穩定安全系數等理論期望值，消除理論值與實測值不一致的主要偏差。

對于參數識別，首先要確定引起橋梁結構偏差的主要設計參數，然后用最小二乘法來分析、識別這些設計參數誤差，最后得到設計參數的正確估計值，通過修正參數誤差，使橋梁結構的實際狀態和理想狀態相一致。

控制的實時跟蹤分析

在施工控制中，現場監控采集的數據是結構受力變形的真實反映，該數據與監控的目標值(即設計值)的偏離，是設計和施工中最為關注的問題。因此首先應由設計單位提出在施工中幾個階段監控項目的目標值，以使施工過程得到安全保障，使施工質量得以控制。橋梁施工控制的任務就是對橋梁施工過程實施監控,確保在施工過程中結構內力、變形始終處于容許安全范圍內，確保成橋狀態(包括成橋線形與結構內力)符合設計要求。

索力調整的方法

斜拉橋的索力調整是一個保證結構安全、改善橋梁線形的主動、有效手段，此工作非常關鍵。索力調整計算模型選取主梁標高誤差最小為目標函數，以結構內力作為約束條件。

(1)施工過程：該橋采用支架施工，掛索施工時需對斜拉索進行張拉，初張力由計算確定。

(2)中間調索：施工過程中，當結構應力出現預警存在安全風險時，或是預測索力與實測索力值存在較大偏差，該偏差對結構安全和線形存在較大影響，這時需對索力進行調整，索力調整的具體批次劃分和調索數量及索力調整量待結合現場情況進行計算確定。

(3)成橋后全面調索：橋面鋪裝完成后，若實測索力與成橋目標索力存在誤差，此時需進行索力調整，以達到設計成橋狀態，將索力誤差控制在規范、設

計允許的范圍內

第四章施工監測工作方案

線形監測

索塔軸線偏移測量

.測點的布設與監測方法

塔頂偏位是結構變形的一個重要指標，在主塔節段澆筑完成，以及塔區主梁混凝土澆筑之后，需要在塔段頂部預埋棱鏡或貼反光片作為測點，以監測塔柱的偏位和標高。主塔偏位測點布置示意如圖4.1所示。

（a）東運河橋 （b）西運河橋

圖4.1主塔偏位測點示意圖

測量利用高精度全站儀，采用三維坐標法測出塔頂測點的三維坐標，由此計算主塔的偏位值。

.測量內容與時機

索塔施工階段測量主要是控制主塔的垂直度，以保證塔柱的各部分線形滿足設計要求。主塔各施工節段中部設置測點，跟蹤測量主塔的軸向線形，及時反饋及時調整。索塔的偏移不僅會引起主梁標高的變化，而且會引起斜拉索索力的變化，因此必須對索塔軸線偏移（主要是塔頂偏移）進行觀測。該項目兩座橋梁索塔無橫撐，為了保證斜拉橋的橫向變形滿足設計及規范要求，在張拉斜拉索的同時還應監控索塔的橫向位移量。

由于主塔受日照、溫度、風力等影響會發生偏位，測量選擇在溫度恒定，風力較小的時候進行

4.1.2主梁線形測量

主梁線形測量是用測量儀器對主梁各塊段控制點的 軸線偏移和標高進行觀

測。主梁軸線偏移觀測是為了保證施工時主梁軸線的順直，觀測時間與標高觀測同步。

.測點布設與安裝

主梁線形測量每10m設置一個監測斷面。如圖4,2所示，由于橋面較寬，標高觀測在每段主梁頂板橫斷橋上采用5點控制。為避免測點受外界因素影響，測點布置在截面中心線、拉索錨固區內側和內側腹板頂部。如圖4,3所示，測點采用①16的豎直鋼筋制作，鋼筋頂、底部分別與主梁頂板頂層和底層鋼筋焊接，以確保測點鋼筋穩固牢靠；鋼筋頂端磨圓露出混凝土表面 1.5cm左右，用油漆標

記，并按圖4.4對測點進行統一編號。若按圖中尺寸制作的鋼筋與箱梁預應力波紋管或施工機具沖突，可橫向適當挪動鋼筋頭位置(一般不超過 10m)。

口=**一 I I<xx-5 I1 Inx—5

(a)東運河橋

■■下■■

「］「一心〔〕」

j-二二 I訂 二二一一

(b)西運河橋

圖4.2主梁標高測點布置示意圖

1.5郵頭磨圓并用紅漆標記

截面編號

■焊

4.3位移測點布置大樣圖

2.測量基準點的布設

頂板頂層橫向筋

頂板底層橫向筋

Dxxx-a

D表示位移測點 測點位置編號

圖

圖4.4主梁位移測點編號規則圖

在主梁主塔交接位置梁體頂面設置 3個基準點，觀測時利用高精度全站儀和

水準儀將橋外觀測網三級以上水準點坐標及高程引測至基準點，保證標高及主塔

偏位觀測精度。基準點埋設完成后應標上明顯標記并做好保護。在以后的施工期就以基準點為后視，測量梁頂標高。每次測試時應首先進行基準點之間的相互校核，并要求施工單位定期對基準點進行復測。如圖 4.5所示為測量基準點布置示

意圖。

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粕 M比埠占7

(tlI逢值品J我.

圖4.5基準點布置示意圖

3.觀測要點與時機

主梁的標高觀測是大橋施工控制的一項重要工作，它將反映主梁在整個施工過程中的豎向位移變化情況，為結構控制參數識別，后期施工狀態預測及成橋線形控制起著重要作用。線形測量控制點設置適當，還可以測出主梁塊段的扭曲程度。

主梁的線形測量以線形通測和局部塊段標高測量相結合。在每完成一個梁段施工周期后，應對已成梁段的標高進行一次通測。在關鍵施工階段應進行通測。在部分斜拉索張拉前后對梁段標高的測量能反映出實際施工時主梁的撓度變化，這些數據是進行施工監控分析最重要的數據之一。在二期恒載施工階段，應隨荷載的施加、索力的調整過程，增加觀測頻率。在某些極端情況下，主梁軸線偏移的測量也能反映索塔兩側總索拉力的不均勻情況。

設計時所提供的每個施工節段的相應橋面標高和其他變形值一般是基于某種標準氣溫下的設計值，而大型斜拉橋往往跨季節、跨晝夜施工，溫度變化特別是日照溫差的變化對于斜拉橋結構的變形影響是復雜的，將溫差變化所引起的結構從實測變形值中分離出來是相當復雜的，因此盡量選擇溫度變化小的時機進行測量，力求將溫度、日照對施工控制的影響降低到最小限度。為此斜拉橋的測量

時機選擇在深夜或凌晨日出之前，氣溫相對穩定時測量。測量時應同時對索力、主塔偏位、梁塔溫度、索溫進行測試，力求將溫度的影響降到最低限度4.1.3線形監測設備

.彳來卡TS30高精度全站儀

彳來卡TS30全站儀是彳來卡測量系統推出的第四代高精度智能型全站儀，以0.5"的測角精度和0.6mm+1ppm的測距精度重新定義了全站儀的精度標準，完美融合了角度測量、距離測量、自動目標識別和快速跟蹤等功能，為精密測量提供了技術保障。

.彳來卡DNA03高精度電子水準儀

其主要特點擇列如下：

(1)精度高，每公里往返中誤差點如.3mm,視測量精度為i5mm/10m；

(2)采用電子跟蹤的磁阻尼擺補償器，不僅自動安平迅速，而且補償精度

高；

(3)符合中國水準測量規范，可滿足各個等級的水準測量工作。更有特別為中國用戶設計的軟件功能，如數據加密功能、間歇檢查。

圖4.6保卡TS30全站儀

圖4.7保卡DNA03水準儀

4.2應力監測

斜拉橋施工控制的截面應力監測主要包括施工狀態和成橋狀態下索塔的應力觀測和主梁的應力觀測。

施工過程中實時、準確了解主梁及主塔關鍵截面的應變(應力)狀況，不僅可對主梁應力安全起預警作用，而且還可對理論參數進行校核，為施工控制提供依據。由于設計計算時采用的各項物理力學或時間參數與實際工程中不可能完全一

致，導致結構的實際應力未必能達到設計預期的結果。因此有必要在施工階段對主梁控制截面進行應力監測，為設計、施工控制提供參考數據，以確保橋梁安全、優質建成。另外，還應對塔在施工過程中可能承受的包括風荷載在內的其它荷載應力進行監測。

索塔應力監測

索塔主要承受斜拉索的豎向分力和橋塔兩邊拉索水平分力引起的彎矩，同時在施工過程中的施工荷載以及突發施工事故將使橋塔產生較大的變形與應力，所以在施工過程中應對這些狀態的應力進行監測，根據監測的情況提出相應的對策，以確保施工中結構的安全。

如圖4.8所示，索塔應力測點布設在最不利的根部截面（T1）、主梁附近截面（T2）以觀測索塔節段施工、斜拉索安裝及張拉過程中的關鍵工況等施工階段的內力。東運河橋單個索塔根部截面面布設12個觀測點，西運河橋單個索塔根部截面布設9個觀測點，測點布置如圖4.9所示；對于主梁附近截面（T2）,截面測點布置如圖4.9所示。

（a）東運河橋

（b）西運河橋

圖4.8橋塔應力監測斷面布置示意圖

(a)東運河橋

(b)西運河橋

圖4.9索塔T1截面應變測點布置示意圖

(a)東運河橋 (b)西運河橋

圖4.10索塔T2截面應變測點布置示意圖

主梁應力監測

.應力監測斷面

主梁在施工過程中將承受軸向壓力和變化彎矩的共同作用，因此在關鍵控制截面設置應力傳感器進行應力觀測，觀測時間在各施工階段前后進行，對于重要施工階段應進行適時監測。

綜合結構受力及整幅橋的施工特點和進度安排，針對關鍵斷面的應力監測，擬選擇6個主梁應力監測截面，如圖4.11所示。其中，Z1、Z2為0顆附近壓力較大的截面；Z3、Z4分別為邊跨跨中和主跨跨中截面；Z5、Z6分別為邊跨1/4和主跨1/4截面。實施時會根據進一步有限元分析的結果，會同設計單位共同商定進行調整。

擬設的這些斷面主要監測主梁混凝土頂底板在施工過程、體系轉換過程、斜拉索張拉或索力調整、橋面鋪裝施工和后期運營過程中的應力變化情況，應力監測一方面是監測各斷面在整個施工過程中的應力狀態是否正常，保證受力狀態處在安全可控的范圍之內，另一方面是將監測值與理論計算值進行對比以便于對于施工過程中的各個參數進行識別和調整。

(a)東運河橋

(b)西運河橋

圖4.11主梁應變監測截面圖

.截面測點布設

如圖4.12所示，對于每個監測截面的混凝土頂、底板內布置 9個埋入式應

變計監測混凝土的應變。測點編號規則如圖4.13所示，傳感器局部埋設布置大樣圖如圖4.14所示。應力測點全部采用具有溫度傳感功能的混凝土應變計，在測量截面應力分布的同時測出截面的溫度分布，便于對截面應變進行溫度修正。根據具體要求，施工中應變測試截面可根據實際情況做相應的調整。

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（a）東運河橋

『1 v)-2 丫一 Y-4 Y—5

（b）西運河橋

圖4.12主梁截面應變測點分布示意圖

敕國號

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一如的期此! 蚪?耨?號

圖4.13測點編號規則

墀孔線州扎約

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儀器電纜應變計墊塊稅朝嶷件

圖4.14測點布置大樣

傳感器的選擇與埋設

目前直接測量混凝土應力的傳感器非常少，且大部分只能測壓應力而不能測拉應力，不方便應用，而應變傳感器則種類繁多，能較好的適應各種規模的測量,其中常用的應變傳感器有電阻式、鋼弦式、及光纖式傳感器等。結合該項目橋梁結構形式及方便橋梁后期運營監測管理系統銜接，要求測試元件必須具備長期穩定、抗損傷性能好、埋設定位容易及對施工干擾小等性能。通過對以前測試經驗和國內元件及儀器綜合分析比較，決定選用混凝土鋼弦式記憶智能應變傳感器配合振弦檢測儀，監測混凝土應變，再根據混凝土彈性模量推算結構應力。

根據測試部位和測試目的的不同，本項目中選用埋入式智能振弦混凝土應變計（圖4.15）、表貼式智能振弦應變計（圖4.16）共2種應變傳感器，并配合相應的數據采集器（圖417）。

圖4.15埋入式智能振弦混凝土應變計

圖4.16表貼式智能振弦應變計

圖4.17BGK-408振弦式讀數儀

為保障傳感器的施工和運營期間正常工作和測試工作的順利進行，在傳感器埋設時應注意以下幾點：

(1)對傳感器進行標定，完成初始檢驗；

(2)傳感器的預埋與安裝結合工程實際進度，預埋傳感器時監控技術人員須進行現場監督和把關，保證傳感器埋設位置的準確性；

(3)混凝土應變計應與主筋同一位置深度及走向，盡量放置于主筋下方以防震搗時損壞，埋設完畢后記錄傳感器初值讀數；

(4)引出導線都應編號并制作專門的硬套管與保護盒，以利于保護導線和拆模后能立即找到導線測量；

(5)頂底板混凝土內埋設的傳感器，具導線均在梁體內部緊貼鋼筋(進行綁扎和防護)引至橋面，在引出端用金屬彎管做防護處理，金屬彎管管壁厚3mm,直徑4cm,埋入?M凝土5cm,并與頂板頂層橫向鋼筋點焊處理。為兼顧施工和運營期間的測試需求，將導線引出端放在行車道防撞護欄內側集線盒內，與橋梁照明用電配電盒相同處理。澆筑防撞護欄混凝土時要注意導線引出端的防護，為便于運營期間長期使用，成橋后應加金屬防護罩保護。

應力監測流程與注意事項

應力監測的主要流程如圖4.18所示，具體實施時注意以下幾點：

(1)箱梁混凝土頂底板內的各測點均沿縱橋向水平布置。

(2)設置好的傳感器在結構中預置后首先記錄初值，然后根據施工工況進行跟蹤觀測。讀測時須同時對溫度與應力進行讀測與記錄。

(3)測讀結果及時匯總，以便于掌握與分析當前應力狀況，確保主橋施工安全。

圖4.18應力監控監測流程

索力測試

斜拉索的張拉力直接影響主梁的內力和線形，斜拉橋中索力是反映全橋內力狀態的重要指標。施工階段和成橋階段的索力測試是斜拉橋施工監控系統主要工作之一。索力的測試通常將索力的通測和張拉索索力的單根測量相結合。在斜拉索張拉后對其進行索力測量能及時發現并糾正施工中油表讀數誤差或斜拉索錨固引起的索力誤差，以評價索力和梁內力狀態，研究誤差消除的對策。

對斜拉橋索力進行監控測試的主要方法有：①壓力表量測法；②壓力傳感器量測法；③振動頻率量測法。其中，前兩項測試費用較高，不能循環使用，現在工程上主要用采用脈動法(或稱頻譜分析法)，利用附著在拉索上的高靈敏度傳感器拾取拉索在環境振動激勵下的振動信號，經過濾波、放大和頻譜分析，再根據頻譜圖來確定拉索的自振頻率，然后根據自振頻率與索力的關系確定索力。考慮到拉索彎曲剛度的影響，應進行測量前的標定工作，并在測量中加以修正。索力換算不僅要符合基頻，并且要用前3?4階頻率作驗證。

本項目斜拉索索力測試，對東、西運河橋擬選長、短各一對斜拉索安裝壓力傳感器（錨索計）測試其索力值。選用的錨栓計如圖 4.19所示，其安裝示意如

圖4.20所示。其余斜拉索采用振動頻率量測法和油壓表讀數測試。

圖4.19穿心式振弦壓力傳感器（錨索計）

圖4.20錨索計安裝示意圖

本項目振動頻率量測法索力測試擬采用 DH5906無線遙測振動（索力）測試分

析系統，系統組成如圖4.21所示，現場無線振動采集模塊安裝如圖 4.22所示。

羞揖

放大器

A/D轉換鷺

抗混

掙mm

計算推

加速皮好修器

圖4.21無線遙測振動（索力）測試系統組成

圖4.22現場無線振動采集模塊

溫度測試

溫度影響是施工控制中較難掌握的因素，所以，在結構計算中一般不把溫度影響作為單獨工況，而是將溫度影響單獨列出，作為修正。溫度影響包括日照溫差和年溫差兩部分，是斜拉橋施工控制中非常重要的因素。

斜拉橋的溫度場測試包括：主梁截面的溫度場測量、主塔截面的溫度場測量、斜拉索內部溫度場測量以及溫度對主梁標高、索力、塔頂偏位、相關截面的應力應變的影響測量。通過溫度測試提供主梁、索塔、斜拉索的各測試斷面的溫度短期變化曲線（即測量出比較有代表性的某一天或幾天 24h內結構溫度變化情況）

和季節性溫差變化曲線以及索內外溫差和中心點溫差的對應關系曲線。結合塔柱偏移和主梁線形以及索力的測量結果，可總結出結構日照溫差變形規律和季節性的溫差變形規律。

.箱梁溫度場測試

箱梁溫度場觀測主要是通過在箱梁內埋置溫度感應元，獲得與橋位處溫度變化相關的箱梁隨外界溫度變化的梁體溫度場的相關性，為施工及運營階段本橋分析溫度作用提供實測數據。箱梁的溫度傳感器布置方案與應變監測布置方案相 同

,利用振弦式應變計的測溫功能，進行主梁各關鍵截面的溫度控制。

箱梁溫度場觀測選在有代表性的天氣進行，每個月選兩天，一個陰天，一個晴天。一天中的觀測時間預計安排如下：從早晨6:00開始，一個小時一次，直

到晚上8:00為止。整個主橋溫度監測的操作流程如圖 4.23所示

圖4.23主橋溫度監測操作流程

箱梁溫度?撓度關系曲線的觀測是通過一天中間隔兩個小時的連續觀測記錄溫度變化與高程之間的相關性，并根據立模時間的溫度對立模時的標高進行修正。

箱梁溫度?撓度關系曲線的觀測是修正箱梁各節段立模高程的必需考慮的重要因素，采用觀測數據與理論值對比的方法，確定各階段的立模高程，并使實際橋面曲線與目標曲線保持一致。選擇主跨跨中位置進行箱梁溫度?撓度關系曲線的觀測。

.斜拉索溫度測試

斜拉索溫度對結構的變形影響較大，因此監控過程中要求對斜拉索的溫度進行監測，斜拉索溫度測量的目的是為了正確估計斜拉索由于溫度變化引起的伸縮導致索力的變化。考慮在實橋拉索中安裝測試元件困難，斜拉索的溫度測量采用間接測量法，即測試實橋用斜拉索外部PE的溫度，然后通過索內鋼絞線溫度與PE管溫度之間的關系，推算出內部鋼絞線的溫度。

拉索內部鋼絞線和外包PE套之間的溫度關系由斜拉索廠商提供，當供貨商無此數據時，采用特制的長約2m與實際索完全相同的試驗索段進行溫度測試，找出試驗索斜拉索PE管外表面溫度與內部鋼絞線之間的關系。

4.主塔溫度測試

混凝土主塔的溫度傳感器布置方案與主塔的應變監測布置方案相同，利用振弦式應變計的測溫功能，進行混凝土主塔各關鍵截面的溫度控制

支架變形監測

箱梁采用支架現澆的施工方法。支架在自重和其它施工荷載作用下將發生變形。這種變形包括彈性變形和非彈性變形。支架變形量要通過預壓試驗才能最終獲得。預壓試驗的方案由施工單位自行設計，并經現場監理審批。

支架預壓試驗的目的：（1）通過對支架加載消除支架的非彈性變形；（2）實測支架及基礎的彈性變形，與理論值進行比較，為計算立模標高提供依據。

施工過程中應對支架進行變形監測，在橋跨1/4和1/2位置布設監測斷面，每一個監測斷面頂部和頂部各布設5個監測點，監測支架的變形和應力變化。監測斷面布設如圖4.24所示，斷面測點布設示意如圖4.25所示。

（a）東運河橋支架變形監測斷面（未示出支架）

（b）西運河橋支架變形監測斷面（未示出支架）圖4.24橋梁支架變形監測斷面布置圖

圖4.25支架變形監測斷面測點布設示意圖

其他監測內容

.截面尺寸測量

根據誤差分析的結論，混凝土超方、截面尺寸偏差對懸臂施工的連續梁橋影響很大，如引起不平衡荷載、截面剛度偏差等，應盡可能減小。

具體做法是每澆筑一個節段，在懸臂端進行截面尺寸測量，包括截面高度、頂板、底板和腹板的厚度等，測量精度應控制在 5mm以內。

.混凝土強度、容重、彈模

強度監測按照監理規程執行，混凝土容重、彈模及收縮徐變系數對橋墩、索塔及基礎各進行一次施工前測試，每組彈模試塊不得少于 6個，以施工和監理單

位試驗結果為準。利用彈模試塊進行容重測量。在改變配合比或監控方對上述參數產生懷疑時進行復測。

.斜拉索重量、彈模及強度監測技術要求

斜拉索彈模、強度可采取一次性測量，除非材料發生變化。斜拉索重量可以選用2m左右的成品索進行稱重，每種規格應至少進行一次。

基礎資料收集與分析

施工監控需收集的資料包括：

(1)施工圖設計文件(含變更設計)；

(2)施工組織設計(含主塔施工方案、主梁施工方案、支架施工及預壓方案、斜拉索安裝施工方案)；

(3)氣象資料：天氣狀況、氣溫等；

(4)實際施工荷載及其在橋上的布置情況;

(5)箱梁混凝土齡期為5、7、14、28天的現場同條件養護的混凝土彈性模量及混凝土強度，混凝土容重，箱梁頂板、底板、腹板的實測混凝土強度；

(6)預應力鋼絞線實測抗拉強度、延伸率、預應力損失及彈性模量；

(7)支架的預壓試驗數據(支架非彈性變形、彈性變形量值)；

(8)箱梁每節段實際澆筑的混凝土方量(可查閱混凝土入模量記錄確定或測量截面尺寸進行推算確定)；

(9)預應力張拉資料(包括千斤頂、油表配套標定資料和現場張拉原始記錄)；

(10)箱梁變形測試資料。

4.8施工控制精度

斜拉橋施工控制工作的控制目標為：確保橋梁施工中的安全和順利合龍；觀察塔身裂紋，及時提出處理意見；在施工各階段應及時測試應力、溫度、索力及標高，保證索、梁、塔標高、應力、索力在設計控制范圍內，確保結構內力處于最優狀態，確保成橋線形符合設計要求，為成橋驗收做好準備。

參照《公路橋涵施工技術規范》，結合目前測試儀器的精度范圍，控制精度初定如下。

.主塔

(1)塔軸線偏位玨0mm；傾斜度電/3000且＜30mm(H為承臺以上塔高);

(2)塔頂標高誤差小于由0mm；塔橫截面尺寸M0mm；

(3)除塔頂標高外，對每一對索距檢查一次；

(4)成橋塔頂沿橋縱向控制變位詞0mm；

(5)成橋塔頂沿橋橫向控制變位3mm；

(6)拉索錨點高程玨0mm；

(7)索導管孔道位置wd0mm,且兩端同向；

(8)預應力管道埋設誤差玨0mm；

(9)施工過程中，塔柱的最大縱向變位應小于設計單位規定的限值。

.斜拉索

(1)施工索力控制偏差檄照實際參數計算值的2%0

(2)成橋索力控制偏差檄照實際參數計算值的3%0

(3)上下游索力控制相對偏差々%;

(4)每根拉索內鋼絞線索力誤差＜2%0

.主梁

(1)主梁軸線誤差vd0mm；板厚誤差vt3mm。

(2)施工階段梁長誤差玨0mm,施工立模標高玨0mm。

(3)節段高差Vt5mm,且口段長度的i0.3%;以上每一個節段檢查一次。

(4)成橋標高也0mm；主梁內預應力管道預埋誤差wd0mm。4.主

梁、塔柱應力施工過程中的梁塔應力應滿足設計允許的安全范圍內。

5.材料重量誤差

各構件材料重量誤差包％。

第五章施工監控工作重點與難點

支架現澆施工特點

該項目橋梁主梁施工采用滿堂支架法，主梁和主塔分別現澆完成，張拉完主梁預應力后，進行對稱逐對張拉斜拉索，張拉完成后由主塔向兩側逐段拆除支架。因此在施工過程中，結構受力和線形在不斷地變化，而且在落架的過程中還要完成體系轉換，施工過程的計算是一個多工況的復雜計算過程。

用滿堂支架法施工斜拉橋主梁時，要充分考慮其結構特點和整體要求：施工過程中，斜拉索及預應力的張拉不但將使梁體受到縱向壓縮，更重要的是會引起梁體不同區段的豎向變形，造成支架的支撐反力將重新分配。因此，施工時一定要注意減小支架及模板對梁體的縱向約束，以保證梁體縱向預應力的及時有效性。同時應做好支架的變形和應力監測工作。

施工監控工作重點

.有限元模型的計算與核對

監控工作的首要任務是理論計算工作，即在對設計圖紙進行深入理解后，按照設計單位采用的基本參數和設計計算所確定的施工工序，對施工過程進行計算。得到各施工狀態以及成橋狀態下的結構受力和變形等控制數據，與設計單位相互核對無誤后作為本橋施工監控的理論軌跡。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，也是最重要的內容之一。

.索塔水平偏位控制

本項目橋梁均為獨塔不等跨斜拉橋，東運河橋橋面以上塔高 52.4m,西運河

橋橋面以上塔高53.0m,且兩橋索塔間均無橫撐。在橋梁施工過程中索塔受包載、索力、臨時荷載、溫度等因素影響下將產生較大的偏位，如何保證其偏位始終在允許范圍內是本橋施工控制的重點。根據本項目橋梁特點，采取計算與實測相結合的方法保證索塔的順利施工。通過合理的主梁階段澆筑、索力張拉方案保證主梁施工過程中索塔的偏位。

.支架變形及應力監測

施工支架安全監控主要包括支架的強度、變形、穩定性的驗算和施工監測。

支架的施工監測為施工控制提供必要的數據與信息。支架搭設完成以后，施工單位應進行預壓，并應監測支架變形，提供預壓報告。在支架主梁混凝土加載過程和支架拆除過程中，需要監測支架控制截面的變形，為監控分析提供實測數據。同時在每一施工加載前后也需要觀測位移和相應的應力變化，以便于分析預測值比較，并為狀態修正提供依據。在進行觀測的同時，還需要對溫度進行監測，以便考慮溫度的影響。

支架的施工監測分為支架變形監測、應力監測和溫度監測三個部分，支架變形監測由監控單位指導施工單位完成，應力和溫度監測由監控單位實施完成。支架卸落也是重要的施工步驟，合理的支架卸落程序是結構的安全與穩定的保證，拆架順序通過計算和設計單位共同確定。

.梁體標高確定及線形控制

梁體標高及線形控制是施工監控的重中之重，要充分考慮結構自重、支架彈性變形、預應力張拉和結構溫度效應等因素對支架施工過程中的影響。這就要求施工監控要充分考慮施工每個環節制定一個詳細的施工過程，只有按照施工流程中確定的施工加載順序才能保證橋梁在施工過程中安全進行，以及滿足設計的要求。施工過程中擬采取以下措施以保證梁體標高和線形：

(1)根據模型的建立，確定橋梁結構的理論狀態，即以符合設計要求的目標線形和內力變化；

(2)充分考慮箱梁結構溫差和幾何非線性效應、支架非彈性變形、預應力張拉、臨時荷載以及混凝土的收縮徐變等參數對結構撓度的影響，進行參數敏感性分析，逐步修正各參數，使仿真模型反映實際施工情況，以便更好的進行結構的分析和預測，調整好立模標高；

(3)嚴格控制撓度測量時間在晚11:00?早&00,以便更好消除結構溫差效應，并定時進行橋梁軸線和基礎沉降的觀測以及基準點的復核；

(4)應力觀測，進行每個施工階段的應力測試，及時反應橋梁內力的變化情況，保證橋梁在安全的狀態下進行施工建設；

(5)檢查箱梁是否出現裂縫，詳細分析裂縫的起因，避免同樣的裂縫再次產生并對出現的裂縫進行及時的處理。

.斜拉索安裝施工控制

一般要求索力和線形都能夠與目標狀態較好的吻合，即“雙控”原則。考慮

到與索力相比，線形的測量精度相對較高，且線形變化敏感，為提高可操作性，在施工過程中以線形控制為主，同時兼顧索力，并將主梁和主塔結構內力控制在合理范圍，斜拉索張拉過程中應分階對稱張拉；在成橋后根據標高實測情況對索力進行適當調整。

5.3施工監控工作難點

.監控工作任務繁重

本監控項目內容涉及東運河橋和西運河橋兩個獨立橋梁標段，每個標段橋梁分左右兩幅，兩幅橋梁反對稱布置，且存在兩幅橋梁梁寬不同等結構差異，因此橋梁監控工作對象實際為4座獨塔斜拉橋，橋梁計算和現場監測任務量大。另外,該項目兩座橋梁左右幅之間為已竣工的下穿隧道，由于規劃的限制，隧道與橋梁邊緣距離很近，橋梁的施工將對隧道產生一定的影響，施工期間還需對隧道變形進行監測。

.斜拉索初張力的確定和優化

斜拉橋是高次超靜定結構，因此通常存在無數種初始索力的求解方案，如何確定在施工中斜拉索的初張力和體系完成以后的二次張拉索力，以達到設計的理想狀態并非易事。斜拉橋索力計算確定的重點是找到一種合理的索力分布，用索的張力調整梁的彎矩及幾何線型，使主梁處于良好的受力狀態，并保證梁的合理幾何線型。在施工過程中，要使梁上所有的拉索都達到設計值并不是件容易的事情，主要因為當其中一根索力被調整時，其余的索力都將發生變化，計算時需要依據經驗反復進行索力調整優化。

.隧道變形監測

隧道變形監測的目的包含以下三個方面：

(1)監測新建橋梁施工過程中既有隧道沉降和水平位移的發展情況，并將監測數據反映給有關各方，做到信息化施工；

(2)通過觀測結果驗證施工方案的正確性、合理性，必要時以對施工參數進行調整；

(3)持續觀測隧道的累計位移量和位移變化速率，監測數據達到報警值時發出預警，以保證隧道運營安全和橋梁施工安全。

本項目橋梁跨度大，走向與隧道平行，施工影響范圍大，隧道位移監測測區較長，測點多，觀測任務繁重。另外，目前隧道西段已建成通車，變形監測只能選擇在晚22:00點以后封閉進行，隧道東段尚未正式通車，但內部無照明，仍有社會車輛和施工車輛通行，存在一定的安全隱患。

第六章施工監控工作組織

施工監控組織流程

施工控制是高難度技術工作，但又不是孤立的施工技術問題，它涉及設計、施工、監理等單位的工作。為做好本項目橋梁的監控工作，在組織形式上分兩個層次開展施工控制工作，即設立施工控制領導小組與施工監控現場辦公室，重大技術問題由領導小組討論決定，具體工作由施工控制辦公室實施。施工監控組織

流程如圖6.1所小

'監控單位'：?意見一:設計單位

圖6.1施工監控組織流程

施工監控協調與分工

施工控制是為現場施工服務的，施工控制方案是根據橋梁設計文件，結合實際施工安排及施工工藝制定的，隨著施工的進行，施工控制項目的展開，在一定情況下，為施工安排及施工工藝提供建設性建議，從而協助施工單位安全、準確地完成大橋的建設任務，各單位協調分工如下：

.業主單位

負責籌建監控小組，領導和協調各成員單位的工作，及時召集施工監控會議

.設計單位

(1)提供結構計算數據文件、圖紙。

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