懸澆梁橋施工監(jiān)控

1、施工監(jiān)控的意義、原則、方法和依據(jù)2.1 施工監(jiān)控的意義橋梁懸臂施工中，由于施工荷載的變化、新澆筑混凝土重量的誤差、結(jié)構(gòu)彈性模量的變化、掛籃的重量和移動的位置、溫度的變化、結(jié)構(gòu)體系調(diào)整以及混凝土的收縮與徐變等均會影響結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力，而這眾多的因素在設(shè)計階段是無法準(zhǔn)確確定的，這些因素的改變均可能引起橋梁結(jié)構(gòu)線形與內(nèi)力的改變，影響施工質(zhì)量，甚至危及橋梁安全。為了使施工能按照設(shè)計意圖進(jìn)行，確保施工安全并最終達(dá)到設(shè)計的理想狀態(tài)，通過對箱梁實施施工全過程的跟蹤監(jiān)控監(jiān)測，對控制參數(shù)進(jìn)行實時調(diào)整，以確保施工中結(jié)構(gòu)的安全、箱梁最終線形平順、內(nèi)力分布合理，使成橋狀態(tài)的外形和內(nèi)力符合設(shè)計要求，確保橋梁施工安全和正

2、常運營。對于懸臂施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)來說，施工控制就是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進(jìn)行施工階段的結(jié)構(gòu)仿真分析，確定出每個懸臂澆筑階段的立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果對誤差進(jìn)行分析、預(yù)測下一節(jié)段立模標(biāo)高及進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以此來保證成橋后橋面線形、合龍段兩懸臂端標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值。同時監(jiān)測平面線形是否滿足有關(guān)規(guī)范的要求，并在施工過程中監(jiān)測結(jié)構(gòu)應(yīng)變是否在設(shè)計及規(guī)范允許的范圍內(nèi)，保證結(jié)構(gòu)安全。施工監(jiān)控的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）設(shè)計圖紙的要求是施工的目標(biāo)，在為實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)而必須經(jīng)歷的施工過程中，通過施工監(jiān)控，可對施工狀態(tài)進(jìn)行實時識別（監(jiān)測）、調(diào)整（糾偏）、預(yù)測，使

3、施工處于有效的控制之中，確保設(shè)計目標(biāo)安全、順利實現(xiàn)是至關(guān)重要的。2）通過對橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)受力、變形及穩(wěn)定進(jìn)行監(jiān)測控制，使施工中的結(jié)構(gòu)處于最優(yōu)狀態(tài)。施工監(jiān)控是施工質(zhì)量控制體系的重要組成部分，是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要手段，是對橋梁建設(shè)質(zhì)量的宏觀調(diào)控，是橋梁施工質(zhì)量控制的補充與前提。3）監(jiān)控單位配合監(jiān)理，輔助業(yè)主，指導(dǎo)施工，解決橋梁施工質(zhì)量控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題。4）通過施工監(jiān)控，可取得在成橋后無法得到的橋梁部分“參數(shù)”，建立檔案，為后期橋梁的管理與養(yǎng)護，提供依據(jù)。5）將施工監(jiān)控與橋梁荷載試驗結(jié)合起來，可以得到僅靠荷載試驗無法取得的橋梁恒載應(yīng)力，為科學(xué)地評價橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)提供更全面的資料。6

4、）通過嚴(yán)格管理，加強保護，使施工監(jiān)控中埋設(shè)的大量應(yīng)力計存活下來，在橋梁通車運營后，可以通過定期測量這些應(yīng)力計的應(yīng)力情況，與成橋時進(jìn)行比較，可以分析評估橋梁的現(xiàn)狀。2.2 施工監(jiān)控的原則橋梁施工控制采取理論計算預(yù)測按預(yù)測進(jìn)行階段施工作業(yè)階段施工作業(yè)完成后實測反饋根據(jù)實測反饋進(jìn)行參數(shù)分析、評估和優(yōu)化進(jìn)行下一施工階段理論計算預(yù)測的循環(huán)次序進(jìn)行。其主要工作內(nèi)容包括階段施工前的預(yù)測計算、階段施工過程中的控制測量、實測結(jié)果與計算預(yù)測結(jié)果的偏差分析及優(yōu)化分析三個方面。橋梁施工控制體系如圖2-1所示。圖2-1 橋梁施工控制體系主橋施工控制按“雙控”原則進(jìn)行，即變形控制和內(nèi)力控制，對主梁撓度和控制截面應(yīng)力進(jìn)行實

5、時跟蹤監(jiān)測反饋，以主梁標(biāo)高控制為主，應(yīng)力控制為輔，確保全橋控制截面應(yīng)力和成橋線形滿足設(shè)計要求。施工控制中，通過調(diào)整主梁節(jié)段立模標(biāo)高來控制線形，立模標(biāo)高控制采用相對高差控制，以追求橋面線形的平順為目標(biāo)。施工監(jiān)測中如發(fā)現(xiàn)根據(jù)實測修正后反饋的應(yīng)力結(jié)果或線形偏差較大，則應(yīng)暫停施工，查明原因，及時糾正，采取改進(jìn)措施，盡可能保證主梁豎向線形偏差和橫向偏移不超過容許范圍，施工過程中主梁應(yīng)力偏差不超過容許范圍，使施工狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)最大程度吻合。1）線形要求嚴(yán)格控制主梁的每一節(jié)段的橫向偏移及豎向撓度是線形控制的主要原則。為了使下一節(jié)段更為精確地施工，在偏差比較大的時候要立即進(jìn)行誤差分析且進(jìn)行調(diào)整(調(diào)整前首先要確

6、定好調(diào)整的方法)。只有把主梁的線形(變形)控制好了才能確保主梁的局部平順性和整體標(biāo)高(通常是長期變形穩(wěn)定后)。其次，實際軸線與理論軸線的偏差應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求和設(shè)計的要求。2）應(yīng)力要求所謂應(yīng)力控制是指監(jiān)測主梁截面和墩身截面的應(yīng)力，包括施工過程中以及成橋后特別是合攏階段的應(yīng)力。施工控制所要明確的非常重要的問題便是橋梁結(jié)構(gòu)在成橋狀態(tài)以及施工過程中的受力的情況是否與設(shè)計符合。兩者的差別如果超過了允許范圍則結(jié)構(gòu)很可能就會破壞，因此兩者的差別一旦超限就要馬上進(jìn)行調(diào)控和查找原因。一定要保證應(yīng)力滿足規(guī)范要求以及在安全范圍之內(nèi)。3）調(diào)控策略主梁立模標(biāo)高的調(diào)整是調(diào)整主梁線形最直接的手段，根據(jù)本階段的實測撓度和

7、理論計算的差值，對誤差原因進(jìn)行合理分析，對模型參數(shù)進(jìn)行修正，對下一階段的立模標(biāo)高進(jìn)行及時修正。調(diào)整的方式一般為通過額外壓重和對預(yù)應(yīng)力張拉力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。2.3 施工監(jiān)控的方法施工監(jiān)控方法有開環(huán)控制法、閉環(huán)控制法和自適應(yīng)控制法三種。自適應(yīng)控制法也稱作參數(shù)識別法，是指控制開始時，施工階段實際結(jié)構(gòu)狀態(tài)不可能與理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)嚴(yán)格一致，造成控制系統(tǒng)的一些設(shè)計參數(shù)（如截面幾何特性、材料重度、混凝土彈性模量、混凝土收縮徐變等）與實際參數(shù)有偏差，致使系統(tǒng)的輸出結(jié)果與實際結(jié)果不符，在各施工階段實時修正設(shè)計參數(shù)，將設(shè)計輸出結(jié)果用于下一施工階段結(jié)構(gòu)分析，如此重復(fù)循環(huán)，經(jīng)過若干施工階段磨合后，系統(tǒng)模型參數(shù)取值趨于真實合

8、理，從而主動降低參數(shù)誤差，讓控制系統(tǒng)自動適應(yīng)實際情況的控制。該法的重點在于對主要設(shè)計參數(shù)（對結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力影響較大的參數(shù)）的識別，一般只要及時地對主要設(shè)計參數(shù)進(jìn)行修正，實測值與預(yù)測值的吻合度就較好。自適應(yīng)控制的基本原理如圖2-2所示。圖2-2 自適應(yīng)控制的基本原理1 施工控制的基本原理和方法4.1 施工監(jiān)控的原理橋梁施工監(jiān)控是一個預(yù)告監(jiān)測識別修正預(yù)告的循環(huán)過程。施工監(jiān)控最重要的目的是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，具體表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)內(nèi)力合理，結(jié)構(gòu)變形控制在允許范圍內(nèi)，并保證有足夠的穩(wěn)定性。本合同段主橋大跨徑變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工監(jiān)控的原則是“線形控制為主、應(yīng)力監(jiān)測為輔，確保成橋線形符合設(shè)計要求，

9、確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全”。 4.2 施工監(jiān)控的方法大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的施工采用分階段逐步完成的懸臂施工方法時，結(jié)構(gòu)的最終形成必須經(jīng)歷一系列的施工過程，而在每一個施工過程中已經(jīng)完成的節(jié)段其實際狀態(tài)已經(jīng)形成，在施工過程中施工荷載會發(fā)生變化，施工進(jìn)度也會由于天氣原因、施工人員、施工機具和施工材料的影響會和計劃的有出入等等原因，為保證施工后成橋的線形和結(jié)構(gòu)安全，在施工前和施工過程中均須對結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的計算分析，對施工過程中每個階段進(jìn)行詳細(xì)的變形計算和受力分析，這是橋梁施工控制最基本的內(nèi)容之一，也是本橋梁施工控制的方法核心。在施工前應(yīng)根據(jù)施工方提供的施工方案進(jìn)行初期的結(jié)構(gòu)分析計算，在施工過程中應(yīng)根據(jù)控

10、制監(jiān)測的實際數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析。施工前期的計算是根據(jù)前期施工單位提供的施工方案對施工過程中每個階段進(jìn)行詳細(xì)的變形計算和受力分析，確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每個階段在受力和變形的理想狀態(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。施工過程中的結(jié)構(gòu)計算是根據(jù)施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析處理，分析現(xiàn)階段狀態(tài)與理論狀態(tài)之間的偏差原因，對計算數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)識別、修正，使計算模型逐步與實際狀態(tài)接近，誤差能控制的設(shè)計容許的范圍內(nèi)，根據(jù)此模型計算預(yù)測下一施工節(jié)段的立模高程。施工過程中的結(jié)構(gòu)計算分析是一個不斷對結(jié)構(gòu)計算參數(shù)進(jìn)行識別、進(jìn)行修正的過程，貫穿于整個施工過程中。目前橋梁計算分析方法主要包括：正裝分析法、倒裝分析

11、法和無應(yīng)力分析法。正裝分析法是指為了計算出橋梁結(jié)構(gòu)成橋后的受力狀態(tài)，根據(jù)實際結(jié)構(gòu)配筋情況和施工方案設(shè)計逐步逐階段地進(jìn)行計算，最終得到成橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。這種計算方法的特點是:隨著施工階段的推進(jìn)，結(jié)構(gòu)形式、邊界約束、荷載形式在不斷地改變。倒裝計算法（倒退分析法）是按照橋梁實際加載的逆過程進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，可以獲得橋梁結(jié)構(gòu)各施工階段理想的立模標(biāo)高，指導(dǎo)施工，控制結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。本橋施工過程分析擬采用正裝分析和倒裝分析相結(jié)合的方法。分析中把0#塊施工完成時的工況作為正裝計算起點，成橋狀態(tài)作為倒裝計算的起點，對掛籃前移就位、混凝土澆筑完成和預(yù)應(yīng)力束張拉完成等工況作靜力分析，得出相應(yīng)工況下控制截面的應(yīng)力和節(jié)

12、段截面變形。以倒裝計算結(jié)果作為施工預(yù)拱度控制的依據(jù)，以正裝計算結(jié)果作為應(yīng)力和變形監(jiān)控的依據(jù)。計算成果：計算成果包括設(shè)計參數(shù)識別、各施工階段的應(yīng)力及撓度及后續(xù)施工的控制預(yù)報。設(shè)計參數(shù)識別：在本橋施工控制中，對于設(shè)計參數(shù)誤差的識別就是通過量測施工過程中實際結(jié)構(gòu)的行為，分析結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差，用誤差分析理論來確定或識別引起這種偏差的主要設(shè)計參數(shù)，經(jīng)過修正設(shè)計參數(shù)，來達(dá)到控制橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差的目的。首先，要確定引起橋梁結(jié)構(gòu)偏差的主要設(shè)計參數(shù)，對于本橋來說主要是截面特性參數(shù)、收縮及徐變參數(shù)、荷載參數(shù)及砼的彈性模量等；其次，運用卡爾曼濾波或最小二乘法等理論和方法來識別這些設(shè)計

13、參數(shù)誤差；最后，要得到設(shè)計參數(shù)的正確估計值，通過修正設(shè)計參數(shù)，使橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)相一致。施工階段的應(yīng)力與撓度分析：不可能通過監(jiān)測得到全橋各斷面的應(yīng)力，只能得到一些代表性斷面的數(shù)據(jù)，故需要通過計算得出各施工階段其它部位的應(yīng)力。通過比較應(yīng)力、撓度的實測值與計算值，調(diào)整設(shè)計參數(shù)，使得計算結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果一致，則可認(rèn)為計算能反映實際結(jié)構(gòu)。2 橋梁施工控制方案5.1 施工控制的主要內(nèi)容本標(biāo)段橋梁施工監(jiān)控包括以下主要內(nèi)容：1）對施工單位的0#塊和1#塊支架、邊跨直線段支架、施工掛籃懸澆、合龍段施工等施工方案提出建議；2）根據(jù)施工圖紙、施工方案，建立平面或空間仿真計算模型，根據(jù)施工過程進(jìn)行分析計算

14、；3）提出計算分析報告，給出各施工階段的位移值、應(yīng)力值；4）編制施工監(jiān)控實施細(xì)則，作為施工監(jiān)控指導(dǎo)性文件；5）收集橋梁施工過程中的技術(shù)參數(shù)及資料；6）0#塊支架搭設(shè)完畢后，布設(shè)支架變形測點；7）0#塊施工支架堆載預(yù)壓前后，測量支架上測點的變形值，分析確定支架預(yù)設(shè)拱度量，結(jié)合理論計算，給出0#塊的立模標(biāo)高，下達(dá)監(jiān)控指令；8）0#塊（或1#塊）鋼筋綁扎過程中埋設(shè)應(yīng)力傳感器、位移測點、溫度傳感器，在混凝土澆注前，測量其初始值；9）在0#塊混凝土澆注后、預(yù)應(yīng)力張拉后，測量溫度、應(yīng)力、線形，同時測量0#塊頂高程點的標(biāo)高； 10）施工掛籃拼裝好后，分析確定掛籃的荷載變形曲線，給出2#塊的立模標(biāo)高，下達(dá)監(jiān)控

15、指令；11）在2#塊混凝土灌注前后、預(yù)應(yīng)力張拉前后，測量掛籃實際變形、塊段前方測點的變形和應(yīng)力，進(jìn)行參數(shù)識別，分析確定3#塊的立模標(biāo)高，下達(dá)監(jiān)控指令；12）重復(fù)11內(nèi)容，直至懸澆塊段施工結(jié)束；13）在合龍前，選擇日照較強的一天，進(jìn)行連續(xù)24小時觀測，得出梁體溫度線形曲線，下達(dá)監(jiān)控指令，提出合龍段施工指令；14）在合龍段壓重、勁性骨架安裝、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉、體系轉(zhuǎn)換前后，進(jìn)行應(yīng)力、線形的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，提出橋面系施工指令；15）橋面系施工完成后，測量成橋階段應(yīng)力、線形；16）若施工過程中出現(xiàn)異常，及時進(jìn)行預(yù)警；17）編制監(jiān)控總結(jié)報告。5.5 施工托架預(yù)壓、掛籃靜載測試5.5.1 托架預(yù)

16、壓箱梁墩頂0#塊、1#塊和邊跨直線段采用支架現(xiàn)澆的施工方法。支架在自重和其他施工荷載作用下將發(fā)生變形，這種變形包括彈性變形和非彈性變形，通過預(yù)壓消除托架的非彈性變形。預(yù)壓試驗的方案由施工單位自行設(shè)計，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理審批。5.5.2 掛籃靜載測試掛籃安裝好后，應(yīng)對掛籃進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓試驗采用分級加載的方法。加載噸位不低于梁段實際重量，記錄荷載與掛籃變形數(shù)據(jù),繪制荷載-變形曲線。 1）掛藍(lán)荷載測試的目的 在掛籃正式使用前，通過對掛籃加載消除掛籃的非彈性變形； 驗證掛籃的承載力； 實測掛籃的彈性變形，與理論值進(jìn)行比較，為計算掛籃立模標(biāo)高提供依據(jù)。2）變形觀測點設(shè)置 在掛籃左右側(cè)后錨橫梁上各設(shè)置一個變形觀

17、測點。 在掛籃左右側(cè)前支點處各設(shè)置一個變形觀測點。 在掛籃前上、下橫梁頂各設(shè)置一個變形觀測點。3）掛籃檢測內(nèi)容 掛籃兩側(cè)主軌道中心是否與設(shè)計中線（測量放線）吻合，兩側(cè)主軌道的標(biāo)高是否一致，軌道錨固裝置是否已安裝好； 掛籃兩側(cè)主桁架標(biāo)高是否一致，間距是否與設(shè)計相符； 掛籃所有栓接點，螺栓是否有遺漏，螺帽（含墊圈）是否都已安裝、擰緊到位； 掛籃前支點是否已與軌道頂面密貼并參與工作，軌道底面是否與箱梁頂面抄平、抄實； 掛籃主桁架是否已調(diào)成水平（通過前支點抄墊和后錨蹬筋張拉進(jìn)行調(diào)節(jié)）； 掛籃后錨系統(tǒng)是否都已安裝到位，螺栓是否已緊固； 臨時工作平臺搭設(shè)完成。搭設(shè)施工人員上、下掛籃前上橫梁、后門聯(lián)的工作平

18、臺，以便進(jìn)行變形觀測和掛籃檢查；在主吊帶與前上橫梁錨固處搭設(shè)工作平臺，以方便工作人員安裝張拉設(shè)備；底模后下橫梁處搭設(shè)工作平臺，以方便工作人員安裝張拉設(shè)備； 4) 掛藍(lán)加載試驗注意事項： 加載前應(yīng)設(shè)置好各變形觀測點，觀測人員和觀測儀器同步就位； 觀測儀器使用前應(yīng)進(jìn)行校核，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性； 加載過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員要認(rèn)真檢查掛籃主桁、吊帶、錨固點的變化，發(fā)現(xiàn)異常及時停止加載，排除問題后方能繼續(xù)作業(yè)； 加載應(yīng)逐級進(jìn)行，荷載量施加應(yīng)均勻，重量要準(zhǔn)確； 加載時及時記錄觀測結(jié)果；5.6 箱梁立模標(biāo)高的確定主橋箱梁的每個節(jié)段的立模標(biāo)高均以監(jiān)控指令的形式體現(xiàn)。預(yù)告各階段結(jié)構(gòu)立模標(biāo)高，通過施工過程結(jié)構(gòu)的仿

19、真計算，并結(jié)合現(xiàn)場試驗實測影響橋梁施工控制的主要參數(shù)，預(yù)告箱梁的立模標(biāo)高。在主梁的懸臂澆筑過程中，梁段立模標(biāo)高的合理確定，是關(guān)系到主梁的線形是否平順，是否符合設(shè)計的一個重要問題，如果在確定立模標(biāo)高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較好。否則，最終橋面線形會與設(shè)計線形有較大的偏差。立模標(biāo)高其計算公式如下：式中： 施工i梁段時i梁段的立模標(biāo)高（立模標(biāo)高） i梁段設(shè)計標(biāo)高（設(shè)計標(biāo)高）f 施工i梁段后續(xù)施工階段在i梁段引起的總撓度（軟件自動算出） 施工i梁段掛籃的變形值(可根據(jù)掛籃加載試驗，繪制出掛籃荷載撓度曲線，進(jìn)行內(nèi)插得到)及調(diào)整值。5.7 結(jié)構(gòu)有限元仿真分析基本內(nèi)容根據(jù)

20、施工圖設(shè)計文件擬定的結(jié)構(gòu)尺寸、配筋情況及施工單位上報的施工順序，采用大型商業(yè)軟件Midas civil 2012空間有限元程序?qū)κ┕み^程進(jìn)行仿真分析計算，同時運用軟件橋梁博士程序?qū)Ψ治鼋Y(jié)果進(jìn)行復(fù)核。計算內(nèi)容考慮結(jié)構(gòu)恒載、預(yù)應(yīng)力張拉、分階段施工流程、溫度變化、混凝土收縮徐變、施工荷載、體系轉(zhuǎn)換、二期恒載和活載效應(yīng)，計算結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應(yīng)力分布狀況。在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的懸臂施工中，掛籃、模板及機具設(shè)備的重量對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形的影響很大，所以在計算分析中，必須考慮施工荷載（主要是掛籃）的影響。一般說來在現(xiàn)澆1號段混凝土?xí)r掛籃設(shè)備的靜載全部落在墩頂上的0號段上，但是，在懸臂澆筑過程中，混凝土的

21、重量不斷增加，使掛籃設(shè)備上的伸臂發(fā)生彈性變形，它使底模板前端的標(biāo)高也發(fā)生同樣的變形，類似的變形將同樣的發(fā)生在以后各階段的施工中，這種變形在掛籃拆除后卻不能得到恢復(fù)。因此在各節(jié)點的預(yù)拱度值中，均應(yīng)計入這個影響，也可以通過調(diào)整吊帶來解決。由于掛籃具有一定的靜載，尤其在大跨度橋梁的懸臂施工中，掛籃設(shè)備的重心距離懸臂梁的根部的力臂較大，使結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，但在掛籃拆除后，又使原來的變形得到恢復(fù)。故在計算時，應(yīng)充分考慮施工荷載的影響，準(zhǔn)確計算由施工荷載引起的變形。故在計算中應(yīng)增加掛籃的安裝和拆除、以及掛籃前進(jìn)的工況，掛籃的重量按照施工單位上部結(jié)構(gòu)施工方案中提供的重量計算。在施工階段對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形影響較大的

22、參數(shù)主要有：梁自身靜載、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力、材料的彈性模量E和剪切模量G、施工臨時荷載掛籃重量、混凝土的收縮與徐變變形的性能、混凝土加載齡期的變化。在進(jìn)行計算時這些參數(shù)的取值應(yīng)力求與實際相符合。在橋梁懸臂施工的控制中，最困難的任務(wù)之一就是施工撓度的計算與控制。在計算時應(yīng)根據(jù)不同階段的受力狀態(tài)考慮混凝土的收縮徐變影響、預(yù)加力的影響、溫度變化的影響以及支座沉降的影響，其中混凝土收縮徐變的計算還應(yīng)考慮各階段混凝土應(yīng)力變化的影響，在預(yù)應(yīng)力損失的計算中，對每個階段內(nèi)每個截面上的每組鋼束都應(yīng)進(jìn)行計算。懸臂橋梁施工時結(jié)構(gòu)的總撓度計算包括短期彈性撓度和已發(fā)生的徐變撓度變形。具體為：預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力產(chǎn)

23、生的上拱度、梁段自身靜載（即一期恒載）產(chǎn)生的下?lián)隙取冶凼┕r的臨時施工荷載產(chǎn)生的下?lián)隙?、混凝土隨齡期增大的徐變產(chǎn)生的下?lián)隙鹊寞B加。對于橋梁長期荷載作用下的總撓度的計算，還必須考慮二期恒載和活載的作用所產(chǎn)生的撓度。綜合考慮施工及成橋狀態(tài)下各種因素后，將各影響參數(shù)輸入結(jié)構(gòu)計算軟件中，由軟件自動算出各施工階段每一梁段的撓度、合龍時的撓度、合龍后二期恒載作用下的撓度，以及活載作用下的撓度。5.8 大跨橋梁監(jiān)控參數(shù)誤差分析和識別監(jiān)控參數(shù)誤差是引起橋梁施工誤差的主要因素之一。監(jiān)控參數(shù)誤差，就是在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)理論分析時所采用的理想設(shè)計參數(shù)值與結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)所具有的相應(yīng)設(shè)計參數(shù)值的偏差。由于這種設(shè)計參數(shù)誤差的

24、存在，使通過結(jié)構(gòu)分析而得到的橋梁結(jié)構(gòu)的理想狀態(tài)與施工后的結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)之間存在誤差。在施工監(jiān)控過程中，對設(shè)計參數(shù)誤差的調(diào)整就是通過量測施工過程中實際結(jié)構(gòu)的行為分析結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)和理想狀態(tài)的偏差，用誤差分析理論來確定或識別引起這種偏差的主要設(shè)計參數(shù)誤差，來達(dá)到控制橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差，使結(jié)構(gòu)的成橋狀態(tài)與設(shè)計相一致。因此，在橋梁施工監(jiān)控過程中，必須對結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行識別和修正。主要的設(shè)計參數(shù)包括以下幾個方面：1）結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)主要是指橋梁結(jié)構(gòu)的跨徑、線形，它們表征了結(jié)構(gòu)的形狀和結(jié)構(gòu)最初的狀態(tài)。2）截面特征參數(shù)截面主要特征參數(shù)包括：箱梁的截面抗彎慣性矩、抗扭慣性矩和截面

25、面積，這些參數(shù)對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化和結(jié)構(gòu)變形都有較大的影響。3）與時間相關(guān)的參數(shù) 溫度和混凝土齡期、收縮、徐變是隨時間而變化的設(shè)計參數(shù)。溫度的變化對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有較大的影響?；炷潦湛s徐變與結(jié)構(gòu)的形成歷程有著密切的關(guān)系，在混凝土結(jié)構(gòu)中，收縮徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變形都有明顯的影響。4）荷載參數(shù)在橋梁施工監(jiān)控過程中，荷載參數(shù)主要指結(jié)構(gòu)構(gòu)件容重、施工臨時荷載和預(yù)加力。5）材料特性參數(shù)材料特性參數(shù)主要指材料的彈性模量、材料強度等。對于混凝土材料而言，彈性模量和材料強度都有一定的波動，在施工監(jiān)控中應(yīng)對其進(jìn)行識別。6）施工誤差 施工中構(gòu)件尺寸、安裝精度和預(yù)應(yīng)力施工誤差等。7）監(jiān)測誤差施工監(jiān)測因為測試儀器、

26、測試元件安裝、測量方法、數(shù)據(jù)采集等方面的誤差，造成對監(jiān)測結(jié)果評判的影響，影響施工控制。進(jìn)行參數(shù)識別有兩種方法或手段，一是通過現(xiàn)場量測來確定，這主要是針對結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)、材料特性和溫度變化等來說；二是通過結(jié)構(gòu)計算來確定。為了辨別對結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響相對較大的設(shè)計參數(shù)需要通過參數(shù)敏感性分析來確定，當(dāng)某個設(shè)計參數(shù)發(fā)生一定幅度的變化后，引起結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的變化，根據(jù)各設(shè)計參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響的大小，就可確定主要設(shè)計參數(shù)和次要設(shè)計參數(shù)。參數(shù)識別是先確定主要設(shè)計參數(shù)，然后運用誤差調(diào)整理論及方法來分析和識別這些參數(shù)，得到設(shè)計參數(shù)的正確估計值，將修正后的設(shè)計參數(shù)帶入控制計算模型中，重新算出施工階段結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力的理

27、論期望值，用以消除設(shè)計參數(shù)誤差引起的施工控制誤差，使結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)與實際狀態(tài)一致。確定了主要設(shè)計參數(shù)后，運用誤差調(diào)整理論和方法來估計修正這些參數(shù)，從而得到設(shè)計參數(shù)的正確估計值，采用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)識別，最小二乘法的基本思想是未知量最可能是這樣一個值，它使得實踐值與計算值的差的平方乘以精度后所求得的和最小。5.9 施工監(jiān)控程序施工監(jiān)控采用事前預(yù)測、現(xiàn)場監(jiān)測控制的方法，其基本步驟如下：1）首先以設(shè)計的成橋狀態(tài)為目標(biāo)，以施工單位提供的實施方案中進(jìn)度安排、施工荷載、臨時支撐等為依據(jù)，按照規(guī)范規(guī)定的各項設(shè)計參數(shù)取值，計算每一施工步驟的結(jié)構(gòu)理論狀態(tài)，并建立施工過程跟蹤分析程序；2）施工過程中，根據(jù)監(jiān)控的需

28、要，測量實際結(jié)構(gòu)在各工況下的結(jié)構(gòu)空間變位與應(yīng)力等數(shù)據(jù)；3）根據(jù)實測的數(shù)據(jù)分析和調(diào)整各設(shè)計參數(shù)，預(yù)測并調(diào)整下一階段結(jié)構(gòu)的施工；4）通過全過程對結(jié)構(gòu)的跟蹤監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，逐步實現(xiàn)施工監(jiān)控的目標(biāo)。在施工過程中，誤差的產(chǎn)生是不可避免的。當(dāng)結(jié)構(gòu)的空間變位、應(yīng)力等誤差在每一工況均能控制在精度范圍之內(nèi)時，則不必對下一階段的施工做出調(diào)整。當(dāng)這種誤差超出控制精度范圍或各工況的累計誤差已超出控制范圍時，則必須對下一階段的施工做出調(diào)整。3 施工監(jiān)測的內(nèi)容和方法6.1 變形監(jiān)測6.1.1 箱梁豎向變形及軸線監(jiān)測（1）水準(zhǔn)基點和強制對中點的設(shè)立高程控制網(wǎng)點一般設(shè)在橋梁兩岸的大地上，為了利用這些控制網(wǎng)點，通常用后方交匯的

29、測量方法，將水準(zhǔn)后視點引至橋墩0#塊頂面，設(shè)立高程固定觀測點。在施工0#塊時，在箱梁頂預(yù)埋高程控制基準(zhǔn)點和強制對中點，本橋水準(zhǔn)基點和強制對中點布置在10#墩和11#墩0#塊箱梁頂面橫隔板上。高程控制基準(zhǔn)點采用直徑20 mm二級鋼筋在垂直方向與頂板的上層和下層鋼筋點焊牢固，并要求豎直，鋼筋露出箱梁混凝土表面23 cm，共設(shè)4個，測頭磨成半球狀并用紅油漆標(biāo)記，作為測量高程的水準(zhǔn)基點，編號分別為BM1、BM2，周圍用鋼筋設(shè)小圍欄保護，在監(jiān)控的過程中，各墩頂基準(zhǔn)點應(yīng)互相校核。強制對中點采用普通強制對中螺絲，強制對中點編號為ZD。高程基準(zhǔn)點和強制對中點布置如圖 6所示。施工單位要嚴(yán)格做好對墩頂水準(zhǔn)基點和

30、強制對中點的保護工作，監(jiān)理單位、監(jiān)控單位和施工單位定期對水準(zhǔn)基點和強制對中點進(jìn)行復(fù)測，及時將復(fù)測后的結(jié)果作為后續(xù)節(jié)段施工的基準(zhǔn)值。圖 61 0#塊頂部測點布置示意圖（單位：cm）（2）各節(jié)段高程測點的設(shè)立預(yù)應(yīng)力連續(xù)連續(xù)梁主梁撓度變化比較復(fù)雜，撓度的變化可歸納為三種類型：一是施工荷載引起的，如移動掛籃、澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力束和其他施工荷載，這類撓度隨施工進(jìn)程的變化而變化，與時間歷程關(guān)系不大；二是混凝土收縮徐變引起的，隨時間按指數(shù)曲線趨勢變化，前期變化快后期變化緩慢；三是溫度變化引起的，變化具有一定周期性，且波動大變化幅度較大。這三類撓度受外界因素影響很大，撓度實測值很難與理想狀態(tài)一致，而撓度的

31、變化對后續(xù)節(jié)段的施工和監(jiān)控具有一定的指導(dǎo)作用。因此對主梁實際撓度進(jìn)行觀測，找出撓度變化的規(guī)律，再根據(jù)實際情況對模型進(jìn)行修正，逐步減小撓度實測值和理論計算值的偏差，對梁體標(biāo)高進(jìn)行控制具有重要意義。在每一梁段懸臂端前端梁頂設(shè)立3個標(biāo)高觀測點，它們既是撓度測點也是箱梁頂面高程測點，分別為離箱梁上下游邊緣約375cm處2個點和箱梁中線處1個點，如圖6-2所示。測點采用20鋼筋在垂直方向與頂板的上下層鋼筋點焊牢固，并要求豎直，鋼筋露出箱梁混凝土表面約2cm，測點距節(jié)段前端10cm，測頭磨平并用紅油漆標(biāo)記；施工單位做好嚴(yán)格保護措施。測點的高程變化值作為該節(jié)段箱梁在各施工階段撓度變化值，同時是確定箱梁底板高

32、程的間接測量值。圖6-2 箱梁高程測點布置示意圖（3）撓度、線形和軸線測量1）測量方法 撓度、線形測量方法：采用Leica NA2自動安平水準(zhǔn)儀+FS1測微器，精度級別S1，配備使用2m的銦鋼尺，按三等水準(zhǔn)測量進(jìn)行閉合測量。用測點的標(biāo)高減去鋼筋露出混凝土表面的高度即得到相應(yīng)工況下箱梁頂面相應(yīng)位置的標(biāo)高，同時也可確定箱梁頂面橫坡值；同一撓度測點在不同的施工狀態(tài)下標(biāo)高的變化值就為每一節(jié)段在這一施工工況下的撓度。用全站儀和吊錘等，對節(jié)段軸線進(jìn)行觀測，進(jìn)而確定模板的橫向偏移量，使模板軸線與基準(zhǔn)軸線較好的吻合。監(jiān)控單位和施工單位按各節(jié)段施工次序，每一節(jié)段按澆筑混凝土后、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后兩個工況對箱梁撓度

33、和線形進(jìn)行平行獨立測量，相互校核，測試時盡量采用同一把標(biāo)尺、同一人立尺。軸線測量方法：在箱梁施工過程中必須對每一個節(jié)段進(jìn)行軸線控制測量。測量方法：用鋼尺測出當(dāng)前施工節(jié)段前端的橫向中點并做好標(biāo)記，將全站儀架設(shè)在墩頂梁面強制對中點上，后視另一墩頂梁面強制對中點，用坐標(biāo)放樣法定出當(dāng)前施工節(jié)段前端理論橫向中心點的位置，用鋼尺量出理論橫向中心點與實際橫向中心點的距離，鋼尺讀數(shù)即為軸線偏差值。2）測量時間 測量和觀測應(yīng)在梁體溫度比較均勻的時段進(jìn)行，早上8：00左右或之前和下午5：00以后進(jìn)行。監(jiān)控單位在測量過程中，除考慮工序進(jìn)展必須對每一工況進(jìn)行例行測量外，還要對溫度變化引起的撓度進(jìn)行測量。為了找出溫度變

34、化引起主梁撓度變化的規(guī)律，對于一些重點工況，在工況不變的情況下，分別在早晨6：00左右（即溫度較低）和中午12：3014：30（即溫度較高）間對其撓度進(jìn)行測量，找出溫差變化較大時撓度變化的極值，從而為確定待施工各節(jié)段預(yù)拱提供較為可靠的依據(jù)。（4）箱梁節(jié)段立模標(biāo)高的測量調(diào)控箱梁節(jié)段立模標(biāo)高是控制箱梁頂面高程和確保橋梁線形的重要環(huán)節(jié)，在節(jié)段立模過程中，當(dāng)空掛籃前移就位后，監(jiān)控人員按施工控制指令對立模標(biāo)高進(jìn)行測量，并且在節(jié)段鋼筋綁扎完畢后，混凝土澆筑前進(jìn)行復(fù)測。立模標(biāo)高允許偏差為±5mm。1）測點布置 立模標(biāo)高控制的測點位置如圖6-3所示，即頂模四個測點（1、2、3、4），底模板兩個測點（

35、5、6）。圖6-3 箱梁節(jié)段前端立模標(biāo)高測點位置示意圖 2）測量方法 用精密水準(zhǔn)儀對節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行測量和調(diào)控。3）測量時間 空掛籃前移后，在箱梁上下表面溫差較小的時段，監(jiān)控人員與施工人員和監(jiān)理人員對掛籃底模和頂模進(jìn)行測量調(diào)控，并在節(jié)段鋼筋綁扎完畢混凝土澆筑前進(jìn)行復(fù)測。（5）對高程控制網(wǎng)和墩頂水準(zhǔn)基點高程復(fù)核每兩個月對高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核測量，每個月對墩頂水準(zhǔn)基點高程進(jìn)行一次復(fù)測，及時用復(fù)測后的基點高程替代原來的基點高程，以指導(dǎo)后續(xù)施工監(jiān)測與控制。（6）同跨兩邊對稱截面相對高差的直接測量當(dāng)兩邊施工節(jié)段相同時，對稱截面的相對高差可直接進(jìn)行測量和分析比較。在測量過程中，同一對稱截面可測多點，根據(jù)其橫

36、坡取其平均值，可得到對稱截面的對點的相對高差。（7）多跨線形的通測除了保證各跨線形在控制范圍內(nèi)以外，對箱梁全程線形應(yīng)定期或不定期進(jìn)行通測，確保全橋線形的協(xié)調(diào)性。（8）結(jié)構(gòu)幾何形狀測量采用抽查的方式，不定期對箱梁上下表面的寬度、腹板厚度、頂板和底板的厚度、箱梁截面高度以及箱梁施工節(jié)段的長度等進(jìn)行測量。（9）合攏段的相對高差合龍段合龍前監(jiān)控人員對合龍口底板和頂板相對高差進(jìn)行了測量。（10）成橋線形在主橋合攏預(yù)應(yīng)力束全部張拉完畢，施工荷載全部卸載后，對箱梁頂面高程進(jìn)行了全面測量。測量過程中，按每一施工節(jié)段劃分測量截面，每一截面測3點即上游點、中線點和下游點，上游和下游測點分別離箱梁翼板邊緣0.5m，

37、考慮斷面1.5%橫坡，將上下游點高程換算成箱梁頂中線處高程，取三個高程值的平均值，得到箱梁頂中線高程。6.1.2 監(jiān)測工況a) 混凝土澆筑前； b) 凝土澆筑后； c) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前；d) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后； e) 掛籃走行前； f) 掛籃走行就位后。6.1.3 注意事項（1）橋梁施工變形及變位監(jiān)測工作貫穿于施工的全過程，其特點是理論計算與施工實施緊密相連。因而需要監(jiān)控、施工和監(jiān)理各方面密切合作，各司其職完成工作。（2）施工中嚴(yán)格按照平衡施工的要求進(jìn)行，控制梁段上的施工堆積物并及時清理箱梁中的施工垃圾，以避免由于施工荷載和橋面雜物的不平衡引起安全問題及測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。（3）施工中應(yīng)按照施工

38、規(guī)范要求組裝模板，避免由于混凝土超方過大造成施工監(jiān)控的困難。（4）變形測量主要由施工單位完成，監(jiān)理單位對施工單位測量結(jié)果簽字確認(rèn)。監(jiān)控單位不定期復(fù)核變形測試數(shù)據(jù)，測量工作應(yīng)定人、定儀器進(jìn)行觀測，避免由于人為因素引起誤差。（5）施工控制組要在掌握設(shè)計文件要求基礎(chǔ)上，結(jié)合施工組織設(shè)計和施工現(xiàn)場情況，認(rèn)真仔細(xì)收集、分析實測資料，使施工控制工作順利進(jìn)行。（6）為了從總體上控制主梁線性使主梁施工按設(shè)計預(yù)定的計劃進(jìn)行，考察大氣溫度對主梁線型的影響是非常必要的，以便監(jiān)控人員根據(jù)大氣溫度影響規(guī)律，正確確定施工段的主要技術(shù)參數(shù)。6.2 應(yīng)力監(jiān)測6.2.1 應(yīng)力測試斷面及應(yīng)力測點布置為了掌握各施工階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變

39、化情況及其與計算結(jié)果的符合程度，保證在施工過程中結(jié)構(gòu)各控制截面內(nèi)不致出現(xiàn)過大應(yīng)力而危及結(jié)構(gòu)安全，對各施工階段結(jié)構(gòu)各控制截面的應(yīng)變或應(yīng)力增量進(jìn)行準(zhǔn)確測試顯得極具意義。應(yīng)力測試斷面及測點選擇的依據(jù)：能監(jiān)控懸臂施工階段最大計算應(yīng)力斷面應(yīng)力水平、能充分反映墩、主梁中應(yīng)力的分布規(guī)律、區(qū)分重點控制斷面及普通參照控制斷面、兼顧橋梁動靜試驗對斷面及測點布置的要求、能充分且必要地形成主體結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。結(jié)合初步計算分析結(jié)果，對測試斷面及測點布置進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，選取結(jié)構(gòu)受力最不利處進(jìn)行監(jiān)測，擬定該橋需監(jiān)測主梁懸臂端根部在各懸臂施工工況中的應(yīng)力變化。為了了解合龍口應(yīng)力分布及應(yīng)力變化，在合龍口設(shè)應(yīng)力測試斷面。（

40、1）測試元件的選擇結(jié)合本大橋?qū)嶋H情況，考慮到應(yīng)力的長期監(jiān)測，全橋的箱梁混凝土應(yīng)力測試元件均采用長沙金碼實業(yè)有限公司的振弦式應(yīng)變計。（2）測試斷面的選取本橋應(yīng)力測試斷面共計9個，分別位于10#、11#墩墩頂主梁懸臂端根部（B、C、G和H截面）、邊跨1/2（A、I截面）、中跨1/4（D截面）、3/4（F截面）、中跨跨中（E截面），如圖6-4所示。圖6-4 箱梁應(yīng)力測試斷面面示意圖（單位：cm）（3）應(yīng)力測試斷面?zhèn)鞲衅鞑贾每紤]到箱梁應(yīng)力測試的離散性、應(yīng)力的滯后性和剪力滯等影響因素，在箱梁每個應(yīng)力測試截面上布置56個測點，全橋布置應(yīng)力測試傳感器共計49個。應(yīng)力測點位置如圖6-5。鋼弦應(yīng)變計固定在縱向主

41、筋上，測試導(dǎo)線引至橋面，并作好標(biāo)記做好保護。所布置的鋼弦式應(yīng)變計可同時作為施工監(jiān)控、成橋靜力荷載試驗以及運營工程中的長期觀測的傳感元件。 a) 主梁根部應(yīng)力測試斷面 b) 其他應(yīng)力測試斷面圖6-5 箱梁斷面應(yīng)力測點布置示意圖（4）應(yīng)力測試方法本橋懸臂施工按下述三個工序循環(huán)推進(jìn)：1）掛籃前移立模；2）混凝土澆筑；3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉?？紤]到施工的連續(xù)性，重點對2）、3）兩個工況及特殊情況下的應(yīng)力進(jìn)行跟蹤測試。由于混凝土應(yīng)變滯后的原因，應(yīng)力測試時間選定在相應(yīng)工況結(jié)束后8小時左右，同時在每一施工階段，各工況測量的時的溫度變化不能太大。 應(yīng)變傳感器埋置及應(yīng)力傳感器導(dǎo)線布置（1）應(yīng)變傳感器的埋設(shè)對箱梁結(jié)構(gòu)的縱向應(yīng)力測試最重要。箱梁節(jié)段鋼筋綁扎完畢后混凝土澆筑前，在控制截面用扎絲將鋼弦應(yīng)變計捆扎固定在箱梁上下緣縱向鋼筋上。埋設(shè)傳感器之前，需預(yù)先對傳感器進(jìn)行處理，首先估算埋設(shè)所需導(dǎo)線長度，按用多股銅芯屏蔽線將傳感器導(dǎo)線接長至所需長度，在導(dǎo)線接頭處用絕緣膠布反復(fù)包扎，再用704乳膠進(jìn)行密封，然后用萬用電表測量有無斷路，在導(dǎo)線末端粘