敘古高速連續(xù)剛構(gòu)橋監(jiān)控方案

1、敘永（震東）至古藺（二郎）高速公路項(xiàng)目敘永（震東）至古藺（二郎）高速公路項(xiàng)目 連連續(xù)續(xù)剛剛構(gòu)構(gòu)橋橋施施工工監(jiān)監(jiān)控控量量測測 實(shí)實(shí) 施施 方方 案案 及及 報報 價價 中鐵西南科學(xué)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(xiàng)目概況 .3 1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) .4 1.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范.5 1.4 主要材料 .5 2 施工監(jiān)控的目的 .5 3 施工監(jiān)控系統(tǒng)介紹 .6 3.1 施工監(jiān)控主要依據(jù) .7 3.2 施工監(jiān)控主要目標(biāo) .7 3.3 施工監(jiān)控的技術(shù)路線 .8 3.4 施工監(jiān)控工作流程 .8 3.5 本項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu) .10 4 本項(xiàng)目施工監(jiān)控的主要內(nèi)容.10 4.

2、1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算與復(fù)算.11 4.2 仿真計(jì)算分析 .12 4.3 大體積混凝土水化熱監(jiān)控 .13 4.4 主墩垂直度監(jiān)控 .15 4.5 基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)控 .15 4.6 墩柱預(yù)拋高的設(shè)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(yīng)力監(jiān)測.19 4.9 混凝土彈性模量試驗(yàn) .21 4.10 施工掛籃靜力試驗(yàn).23 4.11 預(yù)應(yīng)力損失實(shí)驗(yàn).25 4.12 高墩施工穩(wěn)定性控制 .27 4.13 環(huán)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(hù)欄標(biāo)高的計(jì)算.29 4.16 施工方案的優(yōu)化及異常情況對策.29 5 監(jiān)控技術(shù)方案保證措施

3、.29 6 施工監(jiān)控技術(shù)質(zhì)量保證體系 .30 7 安全、文明及環(huán)保施工監(jiān)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)， 設(shè)計(jì)時速 80km/h，全線共有橋梁 8 座連續(xù)剛構(gòu)橋，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬選擇其中的 6 座橋梁實(shí)施施工監(jiān)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(shí)施施工監(jiān)控連續(xù)剛構(gòu)橋一覽表 2 2 施工監(jiān)控的施工監(jiān)控的目的目的 大橋的建成要經(jīng)歷一個較長而復(fù)雜的施工過程，不論其規(guī)模大小、技術(shù)難度以及 構(gòu)造復(fù)雜程度如何，其施工過程都具有系統(tǒng)性，所以橋梁施工本身就是一個系統(tǒng)工程，

4、其施工的過程也就是該系統(tǒng)的運(yùn)行過程，施工過程中結(jié)構(gòu)的安全和成橋狀態(tài)就是系統(tǒng) 運(yùn)行所要達(dá)到的目標(biāo)橋梁施工控制目標(biāo)。要達(dá)到施工過程安全、結(jié)構(gòu)線形順暢、 受力狀態(tài)合理的要求，必須對施工全過程進(jìn)行控制，也就是要對橋梁施工系統(tǒng)的運(yùn)行 軌跡進(jìn)行控制，確保控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程漫長，影響其施工控制目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的因素很 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) 螺絲寨特大橋(左幅) 11.75102 640+（95+180+95）+640連續(xù)剛構(gòu)+T 梁 1 螺絲寨特大橋(右幅) 11.75103 640+（95+180+95）

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

6、+740連續(xù)剛構(gòu)+T 梁 5 石亮河特大橋(右線) 11.75117 240+（95+180+95）+740連續(xù)剛構(gòu)+T 梁 天堂河特大橋(左幅) 11.75111840+（130+248+130）+540 連續(xù)剛構(gòu)+T 梁 6 天堂河特大橋(右幅) 11.75111 940+（130+248+130）+540連續(xù)剛構(gòu)+T 梁 多，包括了在設(shè)計(jì)時諸如材料的彈性模量、斷面特性、構(gòu)件自重、臨時施工荷載、收 縮徐變、施工工期等參數(shù)的選擇不可能與實(shí)際結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的參數(shù)完全一致；另外預(yù)應(yīng) 力作用實(shí)際效果、實(shí)際環(huán)境的影響（包括季節(jié)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(jié)構(gòu)模型簡化計(jì)算

7、的誤差等也會引起設(shè)計(jì)與實(shí)際施工狀態(tài)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(jìn)，并保證成橋狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求，就必須將其作為 一個系統(tǒng)工程予以嚴(yán)格控制。 連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槎啻纬o定結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力有著密切的聯(lián)系。在施工階段隨著 橋梁結(jié)構(gòu)和荷載狀態(tài)的不斷變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形隨之不斷發(fā)生變化，需對橋梁的每 一施工階段進(jìn)行詳盡的分析和實(shí)測驗(yàn)證，采取措施對結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力加以控制，以確 保設(shè)計(jì)的施工過程或適當(dāng)調(diào)整后的施工過程得以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。 總的來說施工監(jiān)控一方面可保

8、障各施工階段的安全，以及施工過程中結(jié)構(gòu)線型、 變位和各部位應(yīng)力狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求；另一方面結(jié)合測試分析和模擬計(jì)算，對施工過 程結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化進(jìn)行有效的預(yù)測和控制，優(yōu)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(yùn)營及成橋后結(jié)構(gòu)的線形及內(nèi)力分布滿足設(shè) 計(jì)和規(guī)范要求。 施工監(jiān)控不僅可以為橋梁設(shè)計(jì)、施工提供第一手資料和科學(xué)數(shù)據(jù)，同時也為改進(jìn) 同類橋梁的設(shè)計(jì)理論和施工工藝積累經(jīng)驗(yàn)，其成果可作為橋梁運(yùn)營前初始狀態(tài)的永久 技術(shù)檔案，是今后橋梁健康狀態(tài)評估的重要依據(jù)。 3 3 施工監(jiān)控系統(tǒng)施工監(jiān)控系統(tǒng)介紹介紹 本項(xiàng)目各橋均為高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋，上部結(jié)構(gòu)梁段采用掛籃懸臂澆筑法施工， 結(jié)

9、構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，必須在施工過程中建立全面的跟蹤監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，對主橋進(jìn) 行施工全過程的監(jiān)控。大型橋梁施工監(jiān)控系統(tǒng)的建立，依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工實(shí)際 采用的施工方法及詳細(xì)的施工組織來進(jìn)行，監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)劃與布置服從于實(shí)際的橋型、 跨度、墩高等，并密切結(jié)合結(jié)構(gòu)施工的先后次序建立。 針對本項(xiàng)目各橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工方法，總的施工監(jiān)控原則是確保施工過程結(jié)構(gòu)安 全及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；確保各施工階段橋梁結(jié)構(gòu)的線形、應(yīng)力變化盡量接近設(shè)計(jì)理想狀 態(tài)；保證合攏精度使成橋后結(jié)構(gòu)的線形及內(nèi)力分布滿足設(shè)計(jì)和現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。 3.13.1 施工監(jiān)控主要依據(jù)施工監(jiān)控主要依據(jù) 1）本項(xiàng)目相關(guān)設(shè)計(jì)圖、技術(shù)文件 2） 公路工程技術(shù)標(biāo)

10、準(zhǔn)JTG B01-2003 3） 公路工程質(zhì)量檢測評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004 4） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 5） 大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法YC4-/1982 6） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004 7） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000 8） 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 （GB50204-92） 3.23.2 施工監(jiān)控主要目標(biāo)施工監(jiān)控主要目標(biāo) 對大型橋梁而言，理想的幾何線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)依賴于科學(xué)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(yù)先設(shè)計(jì)的內(nèi)力狀態(tài)和幾何線形，是橋梁 施工中非常關(guān)鍵和困難的問題

11、。施工監(jiān)控的就是通過在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí) 時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，評估各主要施工階段主要構(gòu)件的變形及應(yīng)力變化狀態(tài)是否符 合設(shè)計(jì)要求，判斷施工過程是否安全，結(jié)構(gòu)是否正常工作；當(dāng)出現(xiàn)較大誤差時，對結(jié) 構(gòu)進(jìn)行誤差調(diào)整，并對設(shè)計(jì)的施工過程進(jìn)行重新安排，從而保證橋梁建成時最大可能 地接近理想設(shè)計(jì)狀態(tài)，同時也確保施工期間的結(jié)構(gòu)安全，施工質(zhì)量和施工工期。在本 項(xiàng)目施工監(jiān)控的目標(biāo)是： 1）通過對橋梁實(shí)施線形控制，使結(jié)構(gòu)在施工過程中的實(shí)際位置（平面位置、立面 標(biāo)高）與預(yù)期狀態(tài)之間的誤差在允許范圍之內(nèi)，保證橋梁順利合龍、成橋線形順暢、 滿足設(shè)計(jì)要求。 2）通過對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位應(yīng)力的實(shí)時監(jiān)測了解結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀

12、態(tài)，對照有限元計(jì) 算分析軟件的計(jì)算結(jié)果，實(shí)時監(jiān)控結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，在局部出現(xiàn)應(yīng)力異常的情況下， 采取有針對的調(diào)控措施，保障結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全。 3）通過穩(wěn)定分析計(jì)算（穩(wěn)定安全系數(shù)） ，并結(jié)合結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形情況等實(shí)時監(jiān)測 數(shù)據(jù)，綜合評定、控制結(jié)構(gòu)在施工過程中的穩(wěn)定性。 4）通過合理化的建議協(xié)助建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位控制橋梁的 施工質(zhì)量。 根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，本監(jiān)控項(xiàng)目各橋主要控制指標(biāo)如下： 1）立模標(biāo)高允許誤差在：5mm； 2）已完成梁段的標(biāo)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(jié)段的相對標(biāo)高誤差不超過 0.5%（附加縱坡） ； 7）預(yù)應(yīng)力精度：張拉力控制在控制值的1%以內(nèi)，并采用伸長量及張拉力雙控； 8）結(jié)構(gòu)施工過程中及成橋后各部位應(yīng)力分布合理，結(jié)構(gòu)受力滿足設(shè)計(jì)要求。 3.33.3 施工監(jiān)控的技術(shù)路線施工監(jiān)控的技術(shù)路線 在大橋施工開始之前，通過對本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工及其相關(guān)文件的充分研究，建 立相應(yīng)的大橋施工控制計(jì)算模型，模擬施工階段進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析，其中包括以施 工順序進(jìn)行的前進(jìn)分析和以施工逆順序（成橋倒拆）進(jìn)行的倒退分析，取得各施工階 段理想狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、標(biāo)高等控制參數(shù)。施工控制的實(shí)施過程是采用自適應(yīng)反饋 控制進(jìn)行，在大橋的施工過程

14、中，通過對各階段實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)（幾何狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)） 的量測，將觀測數(shù)據(jù)和計(jì)算的理想狀態(tài)進(jìn)行對比，在出現(xiàn)較大誤差時，分析偏差產(chǎn)生 的原因，修正施工階段模擬的相關(guān)參數(shù)，為下一階段的施工提出新的、修正后的控制 參數(shù)，并對后期預(yù)測進(jìn)行修正，最終使各橋安全準(zhǔn)確地施工完成，達(dá)到設(shè)計(jì)的精度要 求。 施工控制采用考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的更新拉格朗日（U.L）公式系統(tǒng)和等參元技術(shù)， 更新的拉格朗日法將所有靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)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(jù)編制的橋梁結(jié)構(gòu)非線性施工控制專用 程序作為

15、本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)分析的主要工具，并采用大型有限元分析軟件 MIDAS V7.8 進(jìn)行空 間分析和局部應(yīng)力分析，實(shí)際測量結(jié)果與理論計(jì)算值的誤差分析采用漸消記憶的最小 二乘法進(jìn)行誤差估計(jì)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對結(jié)構(gòu)的主要控制計(jì)算參數(shù)進(jìn)行人工識別 修正，以使其接近于實(shí)際狀態(tài)，為后期施工狀態(tài)預(yù)測提供準(zhǔn)確的依據(jù)。 3.43.4 施工監(jiān)控工作流程施工監(jiān)控工作流程 大跨度橋梁施工過程復(fù)雜，影響其施工控制目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的因素很多，包括了在 設(shè)計(jì)時諸如材料的彈性模量、斷面特性、構(gòu)件自重、臨時施工荷載、收縮徐變參數(shù)、 施工工期等參數(shù)的選擇不可能與實(shí)際結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的參數(shù)完全一致；另外預(yù)應(yīng)力作用實(shí) 際效果、實(shí)際環(huán)境的影響（包括季

16、節(jié)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(jié)構(gòu)模型簡化和計(jì)算的誤差等也會引起設(shè)計(jì)與實(shí)際施工狀態(tài)的不一致。 施工監(jiān)控通過對施工過程中重要的設(shè)計(jì)參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，對重大的設(shè)計(jì) 參數(shù)誤差進(jìn)行調(diào)整，對常規(guī)的誤差通過優(yōu)化調(diào)整，采用有限元分析軟件進(jìn)行分析計(jì)算， 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，使施工過程處于控制之中，結(jié)構(gòu)最大限度地接近理想狀態(tài)。 具體流程如下:（圖 3.4-1） 實(shí)際施工參數(shù)的收集： 混凝土彈性模量、容重 掛籃自重、變形 節(jié)段實(shí)際尺寸、重量 臨時施工荷載及分布 混凝土收縮、徐變 預(yù)應(yīng)力損失 溫度及其它 施工實(shí)施過程監(jiān)控 應(yīng)力、變形 模型仿真計(jì)算分析 應(yīng)力、變形 誤差分

17、析、識別 下一階段施工預(yù)測及 優(yōu)化調(diào)整 圖 3.4-1 施工監(jiān)控工作流程 誤差的分析、識別 通過現(xiàn)場實(shí)際施工狀態(tài)下對狀態(tài)變量(位移和應(yīng)變)實(shí)測值和理論計(jì)分析結(jié)果的對 比，分析產(chǎn)生誤差的影響因素，識別誤差產(chǎn)生的原因及各項(xiàng)因素的影響比重。 參數(shù)的預(yù)測 通過已經(jīng)完成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生誤差的分析、識別，明確誤差產(chǎn)生的原因及影響程度，采 用濾波法和灰色理論法相結(jié)合預(yù)測后續(xù)施工的理想狀態(tài)。 優(yōu)化調(diào)整 施工控制主要以控制主梁線性、關(guān)鍵截面應(yīng)力為主，對施工中結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整主 要以這兩個參數(shù)為目標(biāo)。在出現(xiàn)較大誤差后，應(yīng)用最小二乘法優(yōu)化調(diào)整正施工和將施 工的結(jié)構(gòu)，使橋梁建成時最大可能地接近理想設(shè)計(jì)狀態(tài)。 4 4 本項(xiàng)目施工

18、監(jiān)控的主要內(nèi)容本項(xiàng)目施工監(jiān)控的主要內(nèi)容 連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控主要有三個方面的任務(wù)，一是在施工過程中保證結(jié)構(gòu)的安 全，二是使結(jié)構(gòu)在建成時盡量接近設(shè)計(jì)的理想線形，三是保證合攏精度，使結(jié)構(gòu)在建 成時達(dá)到合理的內(nèi)力狀態(tài)。針對本橋橋型及施工方法的特點(diǎn)，總的施工監(jiān)控目標(biāo)是確 保施工期間結(jié)構(gòu)安全，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并綜合實(shí)施主要結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力的實(shí)時監(jiān) 控。 對大型橋梁而言，理想的線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計(jì)有關(guān)，而且還依賴于 科學(xué)合理的施工方法，如何通過對施工過程的控制，在建成時達(dá)到設(shè)計(jì)理想的內(nèi)力狀 態(tài)和幾何線形，是橋梁施工監(jiān)控中重點(diǎn)關(guān)注的問題。通過在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn) 行實(shí)時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果評估各

19、主要施工階段主要構(gòu)件的變形及應(yīng)力變化狀態(tài)是否 符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)是否正常工作，判斷施工過程是否安全；當(dāng)出現(xiàn)較大誤差時，對 結(jié)構(gòu)進(jìn)行誤差調(diào)整，并對設(shè)計(jì)的施工過程進(jìn)行重新安排，使橋梁建成時最大可能地接 近理想設(shè)計(jì)狀態(tài)，同時也確保施工期間的結(jié)構(gòu)安全，施工質(zhì)量和施工工期。 橋梁的建成要經(jīng)歷一個漫長而復(fù)雜的過程，施工過程中箱梁實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸的變化、 臨時施工荷載的施加，混凝土實(shí)際的彈性模量、收縮徐變，預(yù)加張拉力施加的時間、 大小與預(yù)應(yīng)力損失情況對結(jié)構(gòu)的總體受力和成橋線形有很大影響，在施工中如何根據(jù) 各施工段的實(shí)際施工情況考慮混凝土收縮、徐變，考慮實(shí)橋混凝土的實(shí)際彈性模量、 考慮實(shí)際的預(yù)應(yīng)力損失各項(xiàng)參數(shù)、成

20、橋?qū)嶋H幾何尺寸、實(shí)際環(huán)境的影響（包括季節(jié)平 均溫差和日照溫差，空氣濕度的影響）等的現(xiàn)場信息來確定相關(guān)計(jì)算參數(shù)，使模擬計(jì) 算狀態(tài)盡可能與實(shí)際相符，達(dá)到自適應(yīng)狀態(tài)，是本橋施工監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)之 一。因此需要對橋梁的每一施工階段進(jìn)行詳盡的實(shí)測和分析驗(yàn)證，并采用一定的方法 對結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力加以控制，指導(dǎo)施工實(shí)踐，以確保設(shè)計(jì)的施工過程或經(jīng)過調(diào)整后的 施工過程得以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)。 剛構(gòu)橋施工期間的穩(wěn)定性問題，是這類橋梁建設(shè)必須集中精力關(guān)注的問題，包括 全橋整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定問題，如何確保施工期間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全，是本橋施工監(jiān)控 系統(tǒng)的另一項(xiàng)主要任務(wù)。 施工監(jiān)控是通過建立施工過程的力學(xué)模型，模擬現(xiàn)場施工過程進(jìn)行

21、仿真計(jì)算，進(jìn) 行預(yù)測并反饋到實(shí)際監(jiān)控過程中。但某些具體參數(shù)如預(yù)應(yīng)力筋的管道摩阻等受構(gòu)件制 造和安裝精度等影響較大、材料參數(shù)的變異包括容重、彈性模量、收縮和徐變等及實(shí) 際環(huán)境(溫度、濕度、風(fēng)荷載等)、實(shí)際施工進(jìn)度等的影響，還需通過現(xiàn)場對施工過程 中各物理量實(shí)時地監(jiān)測，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)或參數(shù)反饋到仿真計(jì)算中，對建立的模型中的 物理量進(jìn)行修正，以保證仿真計(jì)算的結(jié)果更接近橋梁的實(shí)際工作狀況，在施工過程中 需根據(jù)施工過程進(jìn)行有效實(shí)時監(jiān)控，采用仿真分析、施工應(yīng)力、變形控制與誤差調(diào)整 相結(jié)合的手段進(jìn)行。 綜上所述，本項(xiàng)目橋梁施工監(jiān)控監(jiān)測的主要工作內(nèi)容如下： 1）檢查驗(yàn)算橋梁結(jié)構(gòu)、鋼絞線、鋼筋布置是否合理且滿足規(guī)

22、范要求； 2）承臺大體積混凝土水化熱監(jiān)控及主梁溫度場測試； 3）主墩垂直度監(jiān)控、基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)控及提供墩頂標(biāo)高參數(shù)； 4）墩身及箱梁混凝土彈性模量和容重測試； 5）高墩靜風(fēng)穩(wěn)定分析； 6）上部懸臂澆注過程預(yù)拱度控制，提供懸澆施工時的掛籃定位標(biāo)高； （1）施工掛籃靜力試驗(yàn)（輔助施工單位完成） ； （2）提供懸臂澆注施工時的掛籃定位標(biāo)高； 7）結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控； 8）預(yù)應(yīng)力控制：鋼束伸長量、錨下應(yīng)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(jì)算結(jié)果及合攏頂推力等控制參數(shù)； 11）施工程序及異常情況對策； 優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工方案，就施工中出現(xiàn)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(jìn)行施工全過程實(shí)時分析，對各階段的施工控制參數(shù)進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)實(shí)時監(jiān)測結(jié) 果反饋到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行實(shí)時分析，為施工過程出現(xiàn)的偏差進(jìn)行及時調(diào)整。 13）提供中間過程及竣工后的全過程監(jiān)控報告。 4.14.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算與復(fù)算設(shè)計(jì)驗(yàn)算與復(fù)算 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是橋梁質(zhì)量的根本，也是監(jiān)控方實(shí)施施工監(jiān)控的基礎(chǔ)，在監(jiān)控工作開展 初期，我方將組織有豐富施工、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的專家牽頭對設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行驗(yàn)算，分析橋 梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力布置、普通鋼筋的布置等是否合理且滿足規(guī)范要求。 橋梁在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算時主要參數(shù)均依據(jù)相關(guān)規(guī)范取用，在實(shí)際橋梁施工過程中，很 多參數(shù)如施工中臨時荷載的大小及分布、預(yù)應(yīng)力

24、損失、混凝土彈性模量及容重、混凝 土收縮徐變、實(shí)際環(huán)境(溫度、濕度、風(fēng)荷載等)、實(shí)際施工進(jìn)度等由于各種原因都與 設(shè)計(jì)存在較大差別，為確認(rèn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足施工要求，我方擬在監(jiān)控工作開展初期在施 工現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵉財?shù)據(jù)采集，結(jié)合施工方的施工組織方案，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行 復(fù)算，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足施工要求，各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，同時可以驗(yàn)證施工方案 的可行性，并可以根據(jù)施工監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)，對施工和設(shè)計(jì)提出合理的修改建議。 4.1.14.1.1 結(jié)構(gòu)檢算結(jié)構(gòu)檢算主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1、施工階段內(nèi)力及應(yīng)力計(jì)算； 2、成橋運(yùn)營狀態(tài)恒載應(yīng)力及變形計(jì)算； 3、成橋運(yùn)營狀態(tài)活載內(nèi)力及變形計(jì)算； 4、成橋運(yùn)營狀態(tài)荷載組合內(nèi)力及

25、變形計(jì)算； 5、成橋運(yùn)營狀態(tài)荷載組合應(yīng)力計(jì)算； 6、懸臂施工階段穩(wěn)定性分析。 4.24.2 仿真計(jì)算分析仿真計(jì)算分析 施工控制是大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工質(zhì)量的保證，對施工過程中每個 階段進(jìn)行詳細(xì)的變形計(jì)算和受力分析，是施工控制中最基本的內(nèi)容。 本項(xiàng)目各橋均為連續(xù)剛構(gòu)橋，采用分階段逐步完成的懸臂施工方法，結(jié)構(gòu)體系在 施工過程中要經(jīng)歷多次體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)單元數(shù)量、荷載逐步變化，是一種復(fù)雜的超靜 定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的最終形成必須經(jīng)歷一個漫長而又復(fù)雜的施工過程，隨著混凝土澆筑過 程變化，橋梁實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)理想狀態(tài)的誤差必然導(dǎo)致主梁各節(jié)段的內(nèi)力值、位移值 與設(shè)計(jì)值偏離，為了保證工程質(zhì)量，就需要有一個科學(xué)

26、合理的施工控制系統(tǒng)來綜合考 慮各種影響因素，嚴(yán)格監(jiān)控整個施工過程中結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力情況。為了達(dá)到施工控 制的目的，首先必須通過施工控制模擬分析計(jì)算來確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每個階段 受力和變形的理想狀態(tài)（施工階段理想狀態(tài)） ，以此為依據(jù)來控制施工過程中每個階段 的結(jié)構(gòu)行為，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，指導(dǎo)施工，使其最終成橋線形和結(jié) 構(gòu)受力狀態(tài)最大化接近設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)。 4.2.14.2.1 施工控制結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算的方法施工控制結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算的方法 擬采用 Midas /Civil V2010 橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)及自編軟件對本橋進(jìn)行施工控制計(jì)算。 預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制計(jì)算除了必須滿足與實(shí)際施工

27、方法相符合的基本要求外， 還要考慮諸多相關(guān)的其它因素，如： 施工方案 由于連續(xù)剛構(gòu)橋的恒載內(nèi)力與施工方法和架設(shè)程序密切相關(guān)，施工控制計(jì)算前應(yīng) 首先對施工方法和架設(shè)程序作較為深入的研究，并對主梁架設(shè)期間的施工荷載給出一 個較為精確的數(shù)值。 施工進(jìn)度計(jì)劃 施工控制計(jì)算需按實(shí)際施工進(jìn)度以及確切的預(yù)計(jì)合攏時間分別考慮各個部分的混 凝土收縮、徐變變形。 預(yù)加應(yīng)力影響 預(yù)加應(yīng)力直接影響結(jié)構(gòu)的受力與變形，施工控制中在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，充分考 慮預(yù)應(yīng)力的實(shí)際施加效果。 混凝土收縮、徐變的影響 連續(xù)剛構(gòu)橋的分析計(jì)算必須計(jì)入混凝土收縮、徐變對變形的影響。 溫度 溫度對結(jié)構(gòu)的影響是復(fù)雜的，通常的做法是對季節(jié)性溫差在

28、計(jì)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(jié)構(gòu)仿真計(jì)算的內(nèi)容施工控制結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算的內(nèi)容 根據(jù)大橋?qū)嶋H的施工方法、材料彈性模量、容重、施工環(huán)境等參數(shù)，對全橋所有 施工及運(yùn)營階段進(jìn)行全面分析檢算，取得結(jié)構(gòu)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(tài)，作為施工控制的基礎(chǔ)。 4.34.3 大體積混凝土水化熱監(jiān)控大體積混凝土水化熱監(jiān)控 本項(xiàng)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(nèi)部熱量損失緩慢，在混凝土內(nèi)部形成

29、不均勻、非定常溫度場， 產(chǎn)生不規(guī)律溫度梯度。溫度梯度會使混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力，在混凝土澆筑早期，混凝 土強(qiáng)度低、抗裂性差，過大的溫度應(yīng)力會使混凝土產(chǎn)生裂縫。為確保承臺施工質(zhì)量， 必須對混凝土澆筑后水化熱進(jìn)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(nèi)部混凝土的溫度及分 布情況，控制溫度裂縫的產(chǎn)生，有必要進(jìn)行混凝土澆注過程中水化熱及混凝土溫度場 進(jìn)行監(jiān)測，以便采取針對性的養(yǎng)護(hù)措施。 4 4. .3 3. .1 1 監(jiān)監(jiān)測測方方案案 在承臺混凝土澆注之前，于承臺內(nèi)部埋設(shè)溫度傳感器，在混凝土澆注完成后實(shí)測 各測點(diǎn)溫度值，實(shí)時掌握混凝土內(nèi)部各部

30、位溫度狀態(tài)，指導(dǎo)施工方混凝土養(yǎng)護(hù)的工作。 本測試項(xiàng)目采用熱敏式溫度傳感器（數(shù)字溫度傳感器）進(jìn)行溫度監(jiān)測，測試儀器為 JDC-2 型溫度測試儀。它具有安裝簡便、數(shù)據(jù)輸出直觀、測試結(jié)果穩(wěn)定可靠、精度高 (分辨率為 0.1)等優(yōu)點(diǎn)。 測點(diǎn)布置 承臺溫度測點(diǎn)的布置將根據(jù)施工方的施工方案及循環(huán)冷卻水管設(shè)置方式等實(shí)際情 況針對每個承臺專門制定的溫度監(jiān)測方案進(jìn)行布設(shè)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠充分反映現(xiàn)場 實(shí)際，有效指導(dǎo)承臺的澆注及養(yǎng)護(hù)，避免產(chǎn)生溫度裂縫。 觀測頻率 溫度監(jiān)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(xù)監(jiān)測 1 周左右或承臺內(nèi)部溫度基本趨于穩(wěn)定

31、為止。 4.44.4 主墩垂直度監(jiān)控主墩垂直度監(jiān)控 墩柱垂直度對連續(xù)剛構(gòu)橋施工期間的穩(wěn)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(diǎn)，為了保證墩柱施工成型后其制作誤 差滿足施工規(guī)范的要求以及墩身垂直度偏差滿足規(guī)范要求，我方擬在墩柱施工過程中 對墩身垂直度進(jìn)行監(jiān)控。 4.4.14.4.1 主墩豎直度監(jiān)控方案主墩豎直度監(jiān)控方案 按照規(guī)范（公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/12004）要求，本項(xiàng)目擬采 用激光垂準(zhǔn)儀實(shí)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(guī)范要求，同時可加快測量和立模速度。 4.54.5 基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)控基礎(chǔ)

32、沉降變形監(jiān)控 基礎(chǔ)的沉降變形對結(jié)構(gòu)施工期間的穩(wěn)定性影響很大，過大的基礎(chǔ)沉降，特別是不 均勻沉降會直接影響結(jié)構(gòu)施工過程的安全，通過對各主墩承臺進(jìn)行沉降觀測，確定其 在施工過程中隨加載所產(chǎn)生的沉降及不均勻沉降過程，并通過觀測結(jié)果可以分析不均 勻沉降對高墩穩(wěn)定性的影響，確保施工過程的安全。 4.5.14.5.1 監(jiān)控方案監(jiān)控方案 在各主墩承臺的 4 個角點(diǎn)位置各布設(shè)一個永久性觀測點(diǎn)，在承臺以外山體上設(shè)置 一固定不變的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)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(fù)核基準(zhǔn)點(diǎn)的高程變化，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確 性。 監(jiān)測頻率：沉降觀測于墩高每完成 20 米

33、進(jìn)行一次，于主梁每完成兩側(cè)各施工段后 進(jìn)行一次，全橋主梁合攏后和全橋完工后各進(jìn)行一次。主墩承臺沉降觀測測點(diǎn)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(diǎn)布置示意圖 4.64.6 墩柱預(yù)拋高的設(shè)置墩柱預(yù)拋高的設(shè)置 高墩在墩身自重及上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，會使基礎(chǔ)產(chǎn)生一定沉降，并且在上部結(jié) 構(gòu)荷載作用下，墩柱自身會產(chǎn)生軸向彈性變形，為保證墩頂標(biāo)高在成橋后與設(shè)計(jì)吻合， 監(jiān)控方通過分析計(jì)算，預(yù)測橋梁上部結(jié)構(gòu)施工荷載的加載、橋梁成橋運(yùn)營后施加荷載 對墩柱產(chǎn)生的彈性壓縮及基礎(chǔ)沉降量，在墩柱封頂時設(shè)置預(yù)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(shè)計(jì)要求。另外本橋?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)橋，其成橋的線形與結(jié)構(gòu)內(nèi)力也有密切的關(guān)系。 通過施工線形監(jiān)控，使結(jié)構(gòu)成橋線形順暢，結(jié)構(gòu)受力合理；在施工過程中出現(xiàn)意外時， 對后續(xù)施工步驟進(jìn)行有計(jì)劃的調(diào)整，使結(jié)構(gòu)成橋線形盡可能的接近設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)。 4.7.14.7.1 主梁線形控制實(shí)施方案主梁線形控制實(shí)施方案 連續(xù)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(yīng)力的綜合考慮， 其中以變形控制為主，嚴(yán)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(jì)算控制應(yīng)力發(fā)展情況。連續(xù)剛構(gòu)主梁線形控制過程是“施工測量識別預(yù)測 調(diào)整

35、預(yù)告施工”的循環(huán)過程。其主要包括為兩個組成部分，一部分是施工數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)，即在橋梁施工過程中通過在橋上設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時采集梁體變化資料， 通過對已完成的工程狀態(tài)和施工過程的監(jiān)測，收集結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)參數(shù)；另一部分是 仿真模擬計(jì)算系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際施工參數(shù)，采用有限元計(jì)算分析軟件，嚴(yán)格模擬施工過 程，計(jì)算出施工各階段梁體的理想狀態(tài)。通過理論計(jì)算和實(shí)測結(jié)果的比較分析、誤差 調(diào)整，預(yù)測后續(xù)施工過程的結(jié)構(gòu)的理想狀態(tài)，提出后續(xù)施工過程應(yīng)采取的技術(shù)措施， 調(diào)整必要的施工工藝和技術(shù)方案，使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線型處于有效的控制之中，并最大 限度地符合設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，保證在施工過程與運(yùn)行狀態(tài)的安 全

36、性。 施工現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的建立施工現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的建立 連續(xù)剛構(gòu)主梁線形控制主要依靠施工控制計(jì)算結(jié)合箱梁各節(jié)段各階段標(biāo)高監(jiān)測結(jié) 果來完成，箱梁標(biāo)高監(jiān)測是通過對梁體各節(jié)段梁頂、梁底標(biāo)高進(jìn)行實(shí)時測量收集，結(jié) 合理論計(jì)算結(jié)果達(dá)到控制目的。這就需建立相應(yīng)的施工控制測量網(wǎng)，通過對施工過程 中每一梁段標(biāo)高實(shí)施監(jiān)測，監(jiān)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(shè)計(jì)要求和規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。 箱梁截面標(biāo)高觀測點(diǎn)布置 主橋高程控制是施工控制項(xiàng)目中的重點(diǎn)，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(biāo)高，每個施工節(jié)段上頂板布置 3 個高程觀 測點(diǎn)，中間測點(diǎn)

37、兼作平面線形控制測點(diǎn)，橫向兩個測點(diǎn)有三方面的作用，其一是通過 兩個點(diǎn)的撓度比較，可以觀測到箱梁有無出現(xiàn)橫向扭轉(zhuǎn)；其二是同一節(jié)段箱梁上的兩 個觀測可以相互驗(yàn)證，以確保各節(jié)段箱梁撓度觀測結(jié)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(nèi)。測點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)保證其本身的穩(wěn)定性， 方便保護(hù)，同時不妨礙掛籃的移動，布置在節(jié)段前端，橫向布置在橋中線上和兩腹板 外側(cè)承托與頂板的交點(diǎn)位置，測點(diǎn)采用埋設(shè) 18 鋼筋，在垂直方向與該節(jié)段箱梁頂板 的上層鋼筋網(wǎng)點(diǎn)焊牢固，并要求豎直，測點(diǎn)露出箱梁混凝土表面 20mm，測頭磨圓并用 紅油漆標(biāo)記。箱梁底板亦埋設(shè) 3 個觀測點(diǎn)，分別位于兩側(cè)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(biāo)高后減鋼筋長度計(jì)算梁體底板標(biāo)高。箱梁截面標(biāo)高觀測點(diǎn)布置圖如 下圖所示： 圖 4.7-1 箱梁截面標(biāo)高觀測布點(diǎn)示意圖 觀測時機(jī)的選擇 數(shù)據(jù)分析時將每一個箱梁節(jié)段施工分為 3 個階段，包括節(jié)段施工前模板調(diào)整、節(jié) 段混凝土后、張拉預(yù)應(yīng)力后三個工況。為便于對比，現(xiàn)場測量工作對照計(jì)算分析進(jìn)行， 施工方進(jìn)行節(jié)段模板立模時，要求偏差不得超過我方控制立模標(biāo)高的5mm，混凝土澆 筑后及預(yù)應(yīng)力張拉后的測量結(jié)果作為與理論計(jì)算對比的依據(jù)，考察混凝土實(shí)際變形與 理論計(jì)算分析是否一致。梁體標(biāo)高觀測安排在清晨 5

39、：009：00 時間段內(nèi)觀測并完成， 同時記錄環(huán)境溫度和箱內(nèi)溫度，在剛構(gòu)橋懸臂較長狀態(tài)下，溫度對梁端標(biāo)高影響非常 明顯，多座大跨度連續(xù)懸臂箱梁撓度溫度觀測試驗(yàn)結(jié)果表明，在該時間段內(nèi)，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?lián)献冃伍_始之前，是懸臂 箱梁溫度撓度變形的相對穩(wěn)定時段，可以最大限度地減小溫度對觀測結(jié)果的影響和 施工對觀測工作的影響。 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析主要是為下一階段施工提供準(zhǔn)確的立模標(biāo)高，懸臂施工中箱梁撓度受多 方面因素的影響，數(shù)據(jù)分析包含兩方面的工作，一是對連續(xù)箱梁懸臂澆筑施工過程中 影響橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的因素理論計(jì)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(jī)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(shí)際容重； 混凝土實(shí)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(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的影響； 掛籃模板的減少導(dǎo)致自身重量的變化、掛籃拆除； 合攏前懸臂端壓重的設(shè)置及拆除情況等； 其他偶然因素。 二是通過計(jì)算分析軟件嚴(yán)格模擬實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行的理論分析，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí) 際跟蹤監(jiān)測資料，計(jì)算出下一階段施工最理想的立模標(biāo)高。 箱梁立模標(biāo)高計(jì)算公式如下： ii iigyn Hffff=+ 式中：第i節(jié)點(diǎn)的立模標(biāo)高； i H ：第 i 節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程；

41、i f ：掛籃幾何變形和彈性變形； g f ：第 i 節(jié)點(diǎn)的預(yù)拱度； i y f ：第 i 節(jié)點(diǎn)后續(xù)梁段施工至成橋在該節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的累計(jì)撓度。 i n f 成橋預(yù)拱度的設(shè)置成橋預(yù)拱度的設(shè)置 連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控中的線形控制主要是通過合理的設(shè)置預(yù)拱度來抵消結(jié)構(gòu)后期 所有步驟對該節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的撓度。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋以成橋?yàn)榻?，撓度分為短?撓度和長期撓度，結(jié)構(gòu)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(shè)置施工預(yù)拱度以消除短期撓度；設(shè)置成橋預(yù)拱度以消除長期撓度。相對應(yīng)地，在連 續(xù)鋼構(gòu)橋計(jì)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(shè)計(jì)線。施 工控制線為施工時監(jiān)控方提供的立模標(biāo)高，

42、包含設(shè)計(jì)標(biāo)高、施工預(yù)拱度和成橋預(yù)拱度； 成橋控制線為橋梁成橋時的控制標(biāo)高，施工預(yù)拱度已經(jīng)消除，只包含設(shè)計(jì)標(biāo)高和成橋 預(yù)拱度；設(shè)計(jì)線是橋梁投入運(yùn)營 3-5 年，橋梁混凝土收縮徐變基本完成，橋梁基本完 成下?lián)虾蟮臉?biāo)高。成橋預(yù)拱度的分配方式一般有二次拋物線法和余弦曲線法。根據(jù)有 限元分析，連續(xù)剛構(gòu)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(chǎn) 生的變形約為跨中的 1/2，應(yīng)用二次拋物線分配預(yù)拱度時，跨中與 L/4 處的預(yù)拱度比為 3/4，因此，采用二次拋物線分配會導(dǎo)致成橋后橋梁線形在墩頂處不平順，出現(xiàn)尖點(diǎn)， 偏離連續(xù)剛構(gòu)橋理論計(jì)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(yù)拱度處的切線斜率為零，曲線非常平順，在 L/4 處為預(yù)拱度最大處的 1/2，與有限元 計(jì)算結(jié)果吻合較好。 4.84.8 施工過程中（主梁及墩柱）的應(yīng)力監(jiān)測施工過程中（主梁及墩柱）的應(yīng)力監(jiān)測 應(yīng)力監(jiān)測是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時測試，應(yīng)力測試數(shù)據(jù)是施工控制中重 要的數(shù)據(jù)參數(shù)，也是評定結(jié)構(gòu)安全性的重要依據(jù)。應(yīng)力測試數(shù)據(jù)偏離計(jì)算值過大，要 分析原因，并采取有針對性的措施予以調(diào)整，從而保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。 剛構(gòu)橋應(yīng)力監(jiān)控主要包含墩柱應(yīng)力監(jiān)控及梁體應(yīng)力監(jiān)控兩個部分，通過在墩柱和 梁體理論最不利應(yīng)力截面埋設(shè)應(yīng)力監(jiān)控傳感器，并通過施工過程中的實(shí)時應(yīng)力監(jiān)測， 可以實(shí)時掌握施工過程中結(jié)構(gòu)最不利應(yīng)力截面

44、混凝土隨施工加載的變化情況，判斷結(jié) 構(gòu)是否安全，同時通過梁體應(yīng)力的變化還可以大致掌握結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施加效果及損失。 連續(xù)剛構(gòu)應(yīng)力控制包括梁體應(yīng)力控制和墩身應(yīng)力控制。其控制過程仍是“施工 測量識別預(yù)測調(diào)整預(yù)告施工”的循環(huán)過程。主要分為兩個組成部分，一部 分是施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋梁施工過程中通過在橋上設(shè)置應(yīng)力測試傳感器采集數(shù) 據(jù)。再一個是資料分析仿真模擬計(jì)算系統(tǒng)。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并與理論 控制計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，看應(yīng)力測試數(shù)據(jù)與計(jì)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(diào)整，從而保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。 由于橋梁施工的時間較長，所以，應(yīng)力監(jiān)測是一個長時間的連續(xù)的量測過程，

45、要 實(shí)時、準(zhǔn)確監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況，采用方便、可靠和耐久的傳感器件非常重要。電阻 應(yīng)變片傳感器只能用于短暫的荷載增量下的應(yīng)力測試，并且使用不便，耐久性差，故 一般僅用于輔助應(yīng)力測試與校核。對于適合于現(xiàn)場復(fù)雜情況、連續(xù)時間較長且量測過 程始終要以初始零點(diǎn)作為起點(diǎn)的應(yīng)力監(jiān)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(wěn)定性，自然具有應(yīng)變累計(jì)功能，抗干擾能力較強(qiáng)， 數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)力監(jiān)測擬在測試斷面混凝土內(nèi)布設(shè)內(nèi)埋式鋼弦應(yīng)變計(jì)，采用鋼弦應(yīng)變讀數(shù)儀采 集數(shù)據(jù)。墩身和箱梁底板、腹板傳感器安裝方法采用預(yù)置，即：在鋼筋骨架就位后將 傳感器綁扎在鋼筋籠上，導(dǎo)線置于緊貼模板的安裝盒

46、內(nèi)，然后澆注混凝土，拆模后從 安裝盒內(nèi)取出導(dǎo)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(dǎo)線置于保護(hù)層內(nèi)從側(cè)面引出。 置剪應(yīng)力監(jiān)測斷面。 4.8.24.8.2 測點(diǎn)布置方案測點(diǎn)布置方案 通過有限元軟件分析可以看出，剛構(gòu)橋在結(jié)構(gòu)整個施工過程中，墩柱最大應(yīng)力截 面位于墩柱根部（變截面剛剛完成部位） ；墩頂墩梁固結(jié)處應(yīng)力狀況較為復(fù)雜，需要設(shè) 置應(yīng)力監(jiān)測斷面進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測；在懸臂施工階段，主梁最不利正截面壓應(yīng)力位于懸臂 根部截面，最大剪應(yīng)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(yīng)力截面位于跨中（結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換后梁體應(yīng)力會進(jìn)行重

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

48、生應(yīng)變之 間的關(guān)系，是計(jì)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形、裂縫開展和大體積混凝土的溫度應(yīng)力所必 須的參數(shù)之一。在施工現(xiàn)場開展本項(xiàng)試驗(yàn)，既有助于加強(qiáng)對混凝土早期力學(xué)性能及其 發(fā)展規(guī)律的認(rèn)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(fā)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(zhì)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(zhì)對施工期間結(jié)構(gòu)安全有重要影 響,常常成為施工期結(jié)構(gòu)安全的決定因素和工程進(jìn)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(fā)展過程對施工的影響具有非常重要的意義。 現(xiàn)

49、行的規(guī)范對混凝土的彈性模量標(biāo)準(zhǔn)主要是建立在對大量標(biāo)準(zhǔn)試塊28d值的統(tǒng)計(jì)分 析的結(jié)果之上，橋梁在設(shè)計(jì)時，在取用彈性模量參數(shù)時，采用的是設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)表中 所列的混凝土彈性模量的一般值。這種一般值與實(shí)際的現(xiàn)場實(shí)測值可能有相當(dāng)?shù)牟町悺?實(shí)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(yǎng)護(hù)情況、齡期 等很多因數(shù)有關(guān)，據(jù)我方以往的多次實(shí)測值的數(shù)據(jù)分析，彈性模量實(shí)測值一般都偏大， 其差異可能達(dá)20%以上。這樣一來設(shè)計(jì)所計(jì)算的施工標(biāo)高控制變形量就偏大于實(shí)際變形 量，導(dǎo)致橋梁線形的誤差偏大和合攏標(biāo)高的偏高。通過施工現(xiàn)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(jiān)控計(jì)算糾正設(shè)計(jì)的施工標(biāo)高控制變

50、形量偏大的誤 差。此外，對于混凝土受力狀態(tài)，目前采用應(yīng)變傳感器，由應(yīng)變轉(zhuǎn)換至應(yīng)力量需引入 被測試結(jié)構(gòu)材料的彈性模量值。如果不了解實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土的彈性模量及其變化，就 很難進(jìn)行正確的換算，施工監(jiān)測時按規(guī)范取值有可能會出現(xiàn)較大的換算誤差。所以必 須在施工現(xiàn)場實(shí)測混凝土彈性模量值，用以對計(jì)算分析模型進(jìn)行修正，使得計(jì)算結(jié)果 盡量與實(shí)際變形接近，提高線形控制精度。 4.9.14.9.1 實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù) 公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程 （JTG E302005） 實(shí)驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)規(guī)范 （GB/T 26111992） 液壓式壓力試驗(yàn)機(jī) （GB/T 37221992） 水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場

51、取樣方法 （T 05512005） 水泥混凝土棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法 （T 05552005） 4.9.24.9.2 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案 在澆筑主墩及梁段施工現(xiàn)場各制作三個 15cm 15cm 30cm 的同標(biāo)號混凝土試件 (與實(shí)際狀況同條件養(yǎng)護(hù))，按照規(guī)范公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程 （JTG E30-2005)要求進(jìn)行現(xiàn)場彈模試驗(yàn)。并根據(jù)不同齡期的實(shí)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(jì)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(yīng)

52、的荷載值） cp f 3 1 F0初荷載(N)（0.5MPa 時對應(yīng)的荷載值） L測量標(biāo)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(yàn)施工掛籃靜力試驗(yàn) 本監(jiān)控項(xiàng)目不包括掛籃試驗(yàn)，但是根據(jù)現(xiàn)場的需要可進(jìn)行以下技術(shù)指導(dǎo)性工作： 1、指導(dǎo)對試驗(yàn)中掛

53、籃構(gòu)件安全性進(jìn)行檢測； 2、指導(dǎo)試驗(yàn)方案及其實(shí)施； 3、對掛籃現(xiàn)場靜載試驗(yàn)報告提出審核意見。 掛籃的安全性是施工體系安全性的關(guān)鍵因素，檢查掛籃施工安全性的最有效的方 法就是進(jìn)行掛籃現(xiàn)場靜載試驗(yàn)。為確保掛籃在施工過程中的安全，做到萬無一失，必 須進(jìn)行掛籃靜載實(shí)驗(yàn)。掛籃靜載試驗(yàn)的主要目的有： 1） 通過掛籃靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)掛籃的安全性； 2） 通過掛籃靜載試驗(yàn)，評價施工掛籃承載能力(安全系數(shù))； 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(yàn)同樣也是施工控制的需要。通過試驗(yàn)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(jù)。 4.10.14.10.1 掛籃預(yù)壓試驗(yàn)的方案掛籃預(yù)壓試驗(yàn)的方案（建議）（建議） 結(jié)合本橋?qū)嶋H情況，監(jiān)控方在實(shí)驗(yàn)前提供本橋掛籃預(yù)壓方案建議供施工方參考， 內(nèi)容如下： 1、主要部件的檢查 首先對運(yùn)至現(xiàn)場的掛籃主要部件進(jìn)行必要的檢測，以排除部件在運(yùn)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(yàn) 按懸臂段最大荷載下（包括掛籃自重）掛籃各主要桿件相應(yīng)受力值的 1.5 倍在試 驗(yàn)機(jī)上分別進(jìn)行拉壓試驗(yàn)。拉、壓桿的計(jì)算安全系數(shù)均要求在懸臂施工過程中最大受 力狀態(tài)下達(dá)到 1.5 以上，并在試驗(yàn)過程中測試其應(yīng)力狀況，推算掛籃的安全儲備。 3、試驗(yàn)現(xiàn)場加載方案 掛籃安裝完成后，利用預(yù)先埋

55、設(shè)在承臺上的反力架采用千斤頂反拉的方式對掛籃 進(jìn)行加載。為了有效地消除掛籃的非彈性變形，得到較為準(zhǔn)確的關(guān)于彈性變形與荷載 間的函數(shù)關(guān)系，在進(jìn)行正式加載試驗(yàn)之前對掛籃進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載可按總荷載的 50%80%進(jìn)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(yù)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(jié)段的 1.3 倍分 5 級進(jìn) 行逐級加載，試驗(yàn)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(xiàng) a、為避免掛籃體系因錨固不緊而產(chǎn)生漲模等質(zhì)量事故而危及結(jié)構(gòu)安全，施工單位 在掛籃加載前對掛籃各結(jié)點(diǎn)進(jìn)行全面檢查，確保各結(jié)點(diǎn)連接牢固。 b b）加載過程應(yīng)前后對稱、左右對稱進(jìn)行； c）每級加載到位后對掛籃進(jìn)行全面檢查，特別注意掛籃后錨、吊點(diǎn)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(gòu)件； e）加載時現(xiàn)場人員應(yīng)站在安全位置，掛籃下方不能有閑雜人員逗留。 5、掛籃現(xiàn)場靜力荷載試驗(yàn)階段變形觀測 在掛籃正式加載

57、前，施工方應(yīng)在掛籃前橫梁、底板吊點(diǎn)及后錨點(diǎn)設(shè)置變形觀測點(diǎn)， 在每級加載穩(wěn)定后對設(shè)置點(diǎn)位進(jìn)行變形觀測，實(shí)時監(jiān)控掛籃在加載過程中的安全狀況， 根據(jù)觀測結(jié)果決定是否進(jìn)行下一級荷載的加載或是否調(diào)整加載方案，并在加載完成后 根據(jù)測量資料繪制加載等級與變形曲線圖，為施工監(jiān)控立模提供依據(jù)。 6、在掛籃靜力試驗(yàn)完成后對掛籃行走進(jìn)行考察。 4.114.11 預(yù)應(yīng)力損失實(shí)驗(yàn)預(yù)應(yīng)力損失實(shí)驗(yàn) 本項(xiàng)目的上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼筋張拉力控制等有嚴(yán)格的要求，預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力的大 小與箱梁設(shè)計(jì)有效預(yù)應(yīng)力水平相關(guān)。為了獲得準(zhǔn)確的有效預(yù)應(yīng)力，需要針對各階段箱 梁的

58、實(shí)際工藝過程及施工狀況，進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)，了解預(yù)應(yīng)力張拉過程的各項(xiàng)損失，以 達(dá)到準(zhǔn)確控制箱梁有效預(yù)應(yīng)力的目的。通過試驗(yàn)取得各種預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)，可為箱梁 進(jìn)一步施工提供預(yù)應(yīng)力張拉控制參數(shù)。 4.11.14.11.1 預(yù)應(yīng)力損失實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)應(yīng)力損失實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 預(yù)應(yīng)力損失的原因有很多，本橋采用的是為后張法施工的預(yù)應(yīng)力體系，根據(jù)現(xiàn)場 實(shí)際情況，結(jié)合以往同類橋梁的施工監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)及預(yù)應(yīng)力損失項(xiàng)目測試的技術(shù)要求，擬 在各橋上部結(jié)構(gòu)縱向預(yù)應(yīng)力張拉過程中選擇 2 個斷面、每個斷面選擇 2 束鋼束進(jìn)行以 下項(xiàng)目的測試： 1、錨口損失值，即在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時，在錨口位置產(chǎn)生的摩擦損失值； 2、錨具壓縮量，即在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉錨

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