橋梁施工監(jiān)控綜述_第1頁
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文檔簡介

1、橋梁施工監(jiān)控綜述摘要:隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程越來越快,橋梁的建設(shè)也越來越現(xiàn)代化,橋梁結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,為了保證橋梁結(jié)構(gòu)安全、提高施工質(zhì)量,必須在整個(gè)施工過程中采用各種手段對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測與控制。本文深入地探討了監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)在橋梁施工及事故分析中的應(yīng)用,詳細(xì)的闡述了橋梁施工監(jiān)測與監(jiān)控對于降低橋梁事故發(fā)生率,提高橋梁施工安全性等方面的重要作用。關(guān)鍵詞:橋梁施工;監(jiān)測;控制一、 前言近幾年來,國內(nèi)的交通運(yùn)輸量增長速度驚人,許多跨度橋梁應(yīng)運(yùn)而生,在這當(dāng)中懸索橋最引人注目,比如青馬大橋,虎門大橋。懸索橋的跨度大,造型優(yōu)美,材料節(jié)約,已經(jīng)逐步成為了橋梁建設(shè)的重要選擇。橋梁跨度自幾百米至三千余米,跨度不斷增大

2、,其柔性也相對增大,對風(fēng)的作用也特別敏感,很多國家都曾發(fā)生過一些橋梁垮塌事件,導(dǎo)致比較嚴(yán)重的后果。為了確保橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)的安全,必須要充分了解它的變形以及受力的具體情況。當(dāng)橋跨結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形和應(yīng)力時(shí),監(jiān)測工作就顯得非常重要了。由于橋梁建設(shè)的技術(shù)相對較為復(fù)雜,并且要求也非常高,所以在施工的過程當(dāng)中必須要控制好它的質(zhì)量,同時(shí)也要避免出現(xiàn)裂縫等問題,以確保施工安全性。因此,做好橋梁施工過程當(dāng)中的監(jiān)控工作是具有重要意義的。本文根據(jù)以往的橋梁建設(shè)以及相關(guān)的研究資料,主要研究了幾種橋梁監(jiān)測監(jiān)控的具體方法以及具體要求,從而提出相關(guān)的監(jiān)控依據(jù),可以更好地提高橋梁建設(shè)的監(jiān)控水平,更好地確保橋梁建設(shè)的質(zhì)量。二、 橋梁

3、施工監(jiān)控的重要性橋梁施工監(jiān)測與控制是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分,它以設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)為實(shí)現(xiàn)目標(biāo),在整個(gè)施工過程中,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)和環(huán)境狀況,獲得橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的差距,運(yùn)用現(xiàn)代控制理論對差異進(jìn)行識別、調(diào)整、預(yù)測,使橋梁施工狀態(tài)最大限度的接近理想狀態(tài),從而保證橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全,最終達(dá)到橋梁結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài),滿足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。橋梁施工監(jiān)控不僅是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分,而且也是實(shí)施難度相對較大的部分。對于不同體系、不同環(huán)境、不同施工方法、不同建設(shè)材料等的橋梁,其施工監(jiān)控技術(shù)要求也不盡相同。1. 避免橋梁事故發(fā)生橋梁建設(shè)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是安全保證。橋梁建設(shè)的安

4、全需要依靠橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控作為保證,為提高橋梁建設(shè)的安全可靠性,就要加強(qiáng)對施工控制重要性的認(rèn)識。施工監(jiān)控不只是橋梁建設(shè)中的安全系統(tǒng),也是監(jiān)測橋梁后期使用過程中安全耐久性的一個(gè)綜合系統(tǒng),因此對橋梁施工的整個(gè)過程實(shí)施監(jiān)測和監(jiān)控是非常有必要的。建立橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng),就可以在各施工階段,采取監(jiān)測手段獲得橋梁結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力有關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)而對橋梁施工進(jìn)展進(jìn)行掌控。在橋梁施工的各個(gè)階段,應(yīng)該利用監(jiān)測手段全面的監(jiān)測結(jié)構(gòu)的真實(shí)內(nèi)力以及變形情況,若監(jiān)測值與計(jì)算預(yù)計(jì)值具有較大的差距時(shí),施工不能進(jìn)行下去,應(yīng)該停止,并且進(jìn)行必要的檢查,查出誤差產(chǎn)生的原因,對施工設(shè)備、施工技術(shù)或者施工材料進(jìn)行全面檢查分析,找出原因

5、并及時(shí)的處理,防止后期問題越來越大,造成不可彌補(bǔ)的過失,引發(fā)安全事故。位于加拿大的魁北克橋,計(jì)者庫帕陶醉于自己的設(shè)計(jì)中,忘乎所以的把大橋從500米加長到600米,當(dāng)工作人員正在考察為大橋剪彩時(shí),大橋的整個(gè)結(jié)構(gòu)突然垮塌墜落,19000噸鋼材和86名施工人員落入水中,只有11人生還,釀成了一場悲劇。分析其中的原因就是因?yàn)殍旒芴L直接導(dǎo)致中間的下弦桿承受了非常大的壓力,引起了下弦桿不再穩(wěn)定,導(dǎo)致了全桁架損害嚴(yán)重。如果在加拿大魁北克橋建設(shè)施工中,如果有必要的監(jiān)控手段,在橋梁的建設(shè)中,對內(nèi)應(yīng)力相對較大的桿件,布置一些監(jiān)控點(diǎn),對其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,那么這場悲劇也不會發(fā)生。因此一座橋梁是否能按時(shí)按質(zhì)的完成,同

6、時(shí)避免施工事故的發(fā)生,就必須加強(qiáng)橋梁施工中監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù),尤其是對造價(jià)昂貴的大跨度橋梁,監(jiān)控措施是必不可少的。不斷發(fā)展的交通事業(yè),不斷提高的交通流量、荷載等級等因素,以及不可預(yù)測的自然破壞力都將對橋梁安全構(gòu)成一定威脅,如監(jiān)控了橋梁建設(shè)施工過程,并將觀測點(diǎn)長期預(yù)留,都會對橋梁安全監(jiān)測創(chuàng)造有利條件,進(jìn)而為橋梁使用及養(yǎng)護(hù)提供重要參考數(shù)據(jù),以確保橋梁安全。橋梁在使用過程中的監(jiān)測系統(tǒng)需要具有長期有效性,橋梁養(yǎng)護(hù)部門可結(jié)合橋梁實(shí)際應(yīng)用情況采取必要的維護(hù)措施,而不只是采用外觀檢查等方法獲得參考依據(jù)以進(jìn)行相應(yīng)養(yǎng)護(hù)。要對橋梁養(yǎng)護(hù)的目前情況進(jìn)行改變,就要對橋梁各部位使用情況進(jìn)行主動(dòng)客觀地預(yù)報(bào),在橋梁施工過程中采用

7、施工控制系統(tǒng),監(jiān)測橋梁使用過程,以保證投入較大資金建設(shè),關(guān)系到國計(jì)民生的橋橋梁更加安全耐久。因此,在橋梁工程施工中,根據(jù)實(shí)際情況,在相應(yīng)的位置預(yù)留橋梁長期監(jiān)控點(diǎn),以便后期對橋梁進(jìn)日常的維護(hù)和保養(yǎng),延長其使用壽命,并為橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測的條件。當(dāng)然,若想更好的監(jiān)測和監(jiān)控橋梁施工,就必須不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,對監(jiān)測監(jiān)控人員進(jìn)行定期的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。全面提高我國在施工中的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù),促進(jìn)我國建筑施工行業(yè)的快速發(fā)展。2. 為橋梁安全施工提供重要參考依據(jù)對橋梁項(xiàng)目施工建設(shè)過程實(shí)施有效的監(jiān)測和監(jiān)控對施工方案和加荷程序及時(shí)調(diào)整,為橋梁質(zhì)量及安全建設(shè)提供重要參考數(shù)據(jù),對橋梁施工的進(jìn)度和質(zhì)量安全有著非常重

8、要的意義。監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)不僅可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)橋梁施工中潛在的問題,對施工方案進(jìn)行調(diào)整、完善,及時(shí)的亡羊補(bǔ)牢;同時(shí),還可以給橋梁安全施工提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對橋梁的質(zhì)量和安全具有非常重要的意義。在鋼管混凝土拱橋的施工時(shí),由于拱肋受力情況比較復(fù)雜多變,需要在主橋拱的結(jié)構(gòu)上多次變化受力方向和體系,致使施工難度大,對橋梁的施工質(zhì)量安全提出了更高的要求。所以,必須在空鋼管合攏之后,對于橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測監(jiān)控。杜絕由于各種難以預(yù)計(jì)的因素,讓主拱肋局部應(yīng)力出現(xiàn)超限,甚至是失穩(wěn)的情況,通過這樣減少由于橋面的變形從而產(chǎn)生的事故。在施工的整個(gè)過程中,通過實(shí)時(shí)的對橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測,得到建設(shè)過程中數(shù)據(jù),并

9、且根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù),及時(shí)的對施工過程的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),可以把已經(jīng)建成,但是結(jié)構(gòu)已經(jīng)偏離控制的工程,在下一階段的施工過程中,進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整,這樣就可以保證結(jié)構(gòu)線形的平順,同時(shí),對實(shí)際內(nèi)力分布進(jìn)行全面的監(jiān)控,這樣就可以讓橋梁一直處于安全的承受范圍以內(nèi)。一般來說,注混凝土到鋼管拱肋內(nèi)是非常危險(xiǎn)的一個(gè)施工階段。所以,為了保證橋梁建設(shè)的安全,任何一篇拱肋在注入混凝土的時(shí)候,都應(yīng)該對拱肋內(nèi)力和拱腳位移一直進(jìn)行監(jiān)測。整個(gè)監(jiān)測的重點(diǎn),應(yīng)該是是拱頂L/2、L/4以及3L/4截面的上邊和下邊的監(jiān)測點(diǎn)的變化值。對L/2截面的監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)該由其關(guān)注上緣產(chǎn)生的拉力變化,并且及時(shí)的通知建設(shè)單位改變配重值,減少“冒頂

10、”的損壞;同時(shí),對于L/4和3L/4的截面,應(yīng)該更多的關(guān)注2個(gè)截面測點(diǎn)的對稱值。嚴(yán)格的控制壓注的速度,這樣才能保持兩端的混凝頂面同步上升,達(dá)到防止其中一側(cè)的混凝土標(biāo)高上升的速度過快。橋梁的監(jiān)測和監(jiān)控在解決施工中出現(xiàn)的疑難問題方面,可以依靠數(shù)據(jù),提供非常可靠的分析。比如,山東的某座橋梁,設(shè)計(jì)為一座下承式的拱橋,總體布置為三跨的結(jié)構(gòu),橋梁中孔為跨徑達(dá)到80.80m的下承式預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱,橋梁的邊孔是混凝土的T字型的梁,大約為30m,整個(gè)橋的橋長接近150m。橋梁的張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的控制模式,是雙控模式,通過油壓,以及張拉伸長進(jìn)行控制。在橋梁上張拉系梁上的某處鋼絞線的時(shí)候,通過監(jiān)測顯示油壓控制指

11、標(biāo)可以滿足預(yù)定的要求,但是張拉伸長量卻不能達(dá)不到要求。在橋梁的1L/6,2L/6,3L/6,4L/6,5L/6等五個(gè)位置的截面里面埋設(shè)內(nèi)部含有鋼筋計(jì),對鋼絞線的張拉進(jìn)行有效的監(jiān)測。根據(jù)理論,張拉是兩頭進(jìn)行的張拉,中間截面應(yīng)力以及軸力增量不可能達(dá)到最大,所以鋼絞線的中間一定存在一些問題。并且根據(jù)有效的數(shù)據(jù)分析,判斷鋼絞線一定是在中間的某個(gè)位置卡住了。之后,通過把整個(gè)鋼絞線抽出進(jìn)行必要的檢查。終于發(fā)現(xiàn)鋼絞線中間一段有非常明顯的混凝土粘過的地方。因此推斷可能是在進(jìn)行澆梁工作的時(shí)候,很有可能混凝土不小心流入了波紋管。因此,導(dǎo)致鋼絞線被粘住,所以在張拉的時(shí)候被卡在鋼絞線的某一段沒法動(dòng)不了。根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果

12、,并且經(jīng)過實(shí)踐,得出分析判斷是完全正確的。這有效的證明了橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控完全可以為橋梁施工出現(xiàn)的疑難問題,需要分析的情況,提供有效的依據(jù)。在橋梁建設(shè)過程中,應(yīng)該盡可能多考慮到施工中引起幾何形狀及內(nèi)力狀況改變的各種因素,為施工的有序進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在施工前設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和橋梁的實(shí)際施工特點(diǎn),盡管已經(jīng)對施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了全面的考慮,但是由于施工條件(周圍環(huán)境、季節(jié)氣候、施工技術(shù)、人力物力)的復(fù)雜多變性,在設(shè)計(jì)時(shí)難以估計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài),有可能對施工的進(jìn)度和質(zhì)量造成一定程度的影響。所以,為了及時(shí)解決或者避免施工過程中所有會出現(xiàn)的不良狀況,確保施工的正常進(jìn)度和橋梁的質(zhì)量安全,就必須

13、提高橋梁施工過程中的監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù),杜絕各種難以預(yù)計(jì)的因素對施工過程造成不必要的損害。在橋梁施工過程中,采取先進(jìn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù),獲得橋梁施工中各種參數(shù)的數(shù)據(jù),及時(shí)對施工過程的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整;同時(shí),做好每個(gè)環(huán)節(jié)的施工數(shù)據(jù)記錄,在確保已經(jīng)建成單項(xiàng)工程質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上,結(jié)合下一階段施工工程的實(shí)際特點(diǎn),適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用上階段監(jiān)測的數(shù)據(jù),并不斷的進(jìn)行調(diào)整。這樣不僅可以保證橋梁的質(zhì)量和工程結(jié)構(gòu)線性的平滑,還大大縮短了施工的周期,提高了橋梁施工的進(jìn)度和質(zhì)量。同時(shí),對實(shí)際內(nèi)力分布進(jìn)行全面的監(jiān)控,使橋梁施工一直處于安全的承受范圍。例如在某座大橋施工過程中,發(fā)現(xiàn)其張拉噸位不能與鋼絞線伸長量相平衡,始終不能達(dá)到預(yù)

14、測的設(shè)計(jì)值。監(jiān)測人員通過監(jiān)測與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用油壓控制和張拉伸長量控制,在張拉系橋梁上的一處鋼絞線時(shí),油壓控制指標(biāo)滿足,但是張拉伸長量達(dá)不到設(shè)計(jì)值,推斷可能是張拉時(shí)卡在了中間某一段不能動(dòng)了。根據(jù)監(jiān)測和監(jiān)控的數(shù)據(jù),及時(shí)快速的解決了問題,保證了施工的進(jìn)度和質(zhì)量。3. 積累技術(shù)資料近年來,人們對橋梁不僅有交通運(yùn)輸?shù)膶?shí)用價(jià)值,還有審美價(jià)值。在國內(nèi)現(xiàn)在的橋梁設(shè)計(jì)上,很多都采用了新穎的結(jié)構(gòu)體系,在整個(gè)的施工過程中靜定、超靜定體系需要比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換,變成了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力,也具有多變的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),甚至有的時(shí)候和建成后的運(yùn)行狀態(tài)相比,更加不利。采用施工監(jiān)測與監(jiān)控方法可有效驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論、方法及

15、相應(yīng)計(jì)算結(jié)果,為橋梁設(shè)計(jì)施工的安全性積累重要的基礎(chǔ)資料。諸如某箱形截面系桿拱橋的施工過程中,監(jiān)測監(jiān)控橋梁時(shí)可發(fā)現(xiàn)腹板混凝土澆筑時(shí),對拉斷的拉筋、局部變形腹板、局部焊縫發(fā)生撕裂等情況,其主要原因就是由于沒有足夠的拉筋而導(dǎo)致的。結(jié)合監(jiān)測此類型橋梁的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在監(jiān)測和監(jiān)控另一特大跨徑鋼管混凝土系桿拱橋施工中,對其腹板對拉筋沒有達(dá)到足夠數(shù)量而及時(shí)發(fā)現(xiàn),因此,可提出將腹板對拉筋數(shù)量增加的處置方法,將腹板對拉筋數(shù)量增加,以確保橋梁繼續(xù)順利施工。諸如監(jiān)測監(jiān)控某大跨度鋼管混凝土系桿拱橋施工時(shí),發(fā)現(xiàn)拱腳幾天就位移了60-68mm,這對于橋梁的施工是非常不利的。監(jiān)測人員通過監(jiān)測和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該情況的主要原因,

16、并不是突然變化的橋面荷載,而是因系桿原來自然下垂,采用工字鋼將其進(jìn)行了20mm的抬高,支承在橋面上的系桿由下垂懸鏈線向水平直線變化,導(dǎo)致拱腳外移幅度較大。監(jiān)測到此情況后應(yīng)及時(shí)向施工單位通報(bào),以采取張拉系桿的措施,以免發(fā)生不良后果。若只結(jié)合荷載變化對拱腳位移進(jìn)行關(guān)注,而對監(jiān)測沒有引起重視將可能發(fā)生不利后果。因此通過監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù),及時(shí)的發(fā)現(xiàn)橋梁施工中存在的問題并解決,為橋梁施工積累了更多的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)橋梁施工安全順利進(jìn)行。三、 橋梁施工監(jiān)測1. 橋梁施工監(jiān)測方法1) 幾何形態(tài)監(jiān)測無論采用什么施工方法,橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中都會或多或少的發(fā)生變形,這種變形會受到各種因素的影響,使得橋梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際過

17、程中的實(shí)際位置(立面標(biāo)高,平面位置)狀態(tài)偏離預(yù)期狀態(tài),使橋梁難以順利合攏,所以必須對橋梁實(shí)施幾何監(jiān)控。幾何形態(tài)監(jiān)測的目的主要是獲取(識別)已形成的結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何形態(tài),其內(nèi)容包括高程、跨度、結(jié)構(gòu)或纜索的線形、結(jié)構(gòu)變形或位移等。它對施工控制、預(yù)報(bào)非常關(guān)鍵。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)監(jiān)測的主要儀器包括測距儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等。對需全過程跟蹤監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測通過指定控制點(diǎn)的位置坐標(biāo)監(jiān)測加以體現(xiàn)。對需定期監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測是指對那些無需全過程監(jiān)測的控制量進(jìn)行的定期復(fù)核性的監(jiān)測。目的是了解諸如橋墩(塔)、拱座、錨碇等有無超出設(shè)計(jì)范圍的異常變形或變位,屬于結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測。這些監(jiān)測

18、通常采用精密水準(zhǔn)儀、精密傾角儀等進(jìn)行量測。為保證幾何控制目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn),每道工序的幾何控制誤差允許范圍也需要事先研究并確定下來。通常采用測距精度和測角精度不低于規(guī)定值如±(2mm+2m)和±2的全站儀并結(jié)合固定高度發(fā)光體照準(zhǔn)目標(biāo)作為需要全過程跟蹤監(jiān)測的三維幾何形態(tài)參數(shù)(如懸索橋索塔位置、主索鞍位置、主纜索和加勁梁線形、索夾位置等;斜拉橋索塔位置、斜拉索錨固位置、加勁梁平面位置等;拱橋軸線線形、拱上結(jié)構(gòu)位置等;連續(xù)剛構(gòu)橋墩位、懸臂施工箱梁的平面位置等)的監(jiān)測手段;采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼水準(zhǔn)尺聯(lián)測、活動(dòng)砧標(biāo)視準(zhǔn)線法觀測和精密電子傾角儀傾角測量等作為一般高程、變形(位)等的監(jiān)測手段

19、。對需全過程跟蹤監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測通過指定控制點(diǎn)的位置坐標(biāo)監(jiān)測加以體現(xiàn)。下面僅列出兩種主要橋梁常見施工控制標(biāo)準(zhǔn),供參考。懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁、連續(xù)剛構(gòu)橋誤差限值(mm)a)成橋后線形(標(biāo)高)±50。b)合龍相對高度30±c)軸線按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)執(zhí)行。混凝土斜拉橋誤差限值(mm-索塔a)軸線偏位:10b)傾斜度:H/2500且30(或設(shè)計(jì)要求)(H為橋面以上塔高)c)塔頂高程:±101)。一般系在結(jié)構(gòu)溫度趨于恒定的時(shí)間區(qū)段內(nèi)(一般為夜間10:00至次日凌晨6:00),利用橋址附近的施工平面和高程控制網(wǎng),采用全站儀并以

20、安裝在各控制點(diǎn)的高亮度發(fā)光體和測距棱鏡作為照準(zhǔn)目標(biāo),進(jìn)行多測回觀測的極坐標(biāo)和三角高程測量獲取控制測點(diǎn)三維大地坐標(biāo)的測量,并通過坐標(biāo)變換求出控制測點(diǎn)的施工設(shè)計(jì)位置坐標(biāo)。在進(jìn)行控制點(diǎn)位置坐標(biāo)監(jiān)測時(shí),應(yīng)同時(shí)對結(jié)構(gòu)溫度進(jìn)行監(jiān)測,只有在結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定后,所觀測到的控制點(diǎn)位置坐標(biāo)方可作為監(jiān)測結(jié)果。對于結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)問題,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可定為:若以結(jié)構(gòu)構(gòu)件同一斷面上的表面測點(diǎn)平均溫度作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面測試溫度,則構(gòu)件長度方向測試斷面的最大溫差|t|應(yīng)不超過2,在同一測試斷面上測點(diǎn)溫度的最大溫差|t|應(yīng)不超過1。對需定期監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測,是指對那些無需全過程監(jiān)測的控制測量進(jìn)行的定期復(fù)核性的監(jiān)測,

21、目的是了解諸如橋墩(塔)、拱座、錨碇等有無超出設(shè)計(jì)范圍的異常變形或變位,屬于結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測。這些監(jiān)測通常采用精密水準(zhǔn)儀、精密傾角儀等進(jìn)行觀測。對于定期監(jiān)測的數(shù)據(jù),按照不同等級水準(zhǔn)測量的國家規(guī)范等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外業(yè)成果記錄整理方法,采用手工記錄、現(xiàn)場外業(yè)手簿計(jì)算水準(zhǔn)聯(lián)測閉合差、測量中誤差以及觀測點(diǎn)的變位或變位值。對于全過程動(dòng)態(tài)跟蹤的幾何參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù),首先對在現(xiàn)場手工記錄的角度、距離等原始觀測值進(jìn)行100%的檢查,在觀測數(shù)據(jù)滿足有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限差的前提下,對觀測成果進(jìn)行必要的改正(如棱鏡常數(shù)、氣象條件),然后進(jìn)行觀測點(diǎn)的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(一般需轉(zhuǎn)換至施工設(shè)計(jì)位置坐標(biāo))。為確保橋梁施工放樣和幾何控

22、制的精度,施工現(xiàn)場一般都建立有高精度的施工平面和高程控制網(wǎng)。在上述控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測工作的可實(shí)現(xiàn)性和現(xiàn)場操作便利性要求,在進(jìn)行局部控制網(wǎng)優(yōu)化處理后,便可形成監(jiān)測控制網(wǎng),并以此作為結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測的控制基準(zhǔn)。由于幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測結(jié)果將直接反饋給施工控制系統(tǒng),所以,不但要求其結(jié)果具有準(zhǔn)確性,同時(shí)還要求數(shù)據(jù)整理要及時(shí)。2) 結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力監(jiān)測結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力(包括混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力等)監(jiān)測是施工監(jiān)測的主要內(nèi)容之一,它是施工過程的安全預(yù)警系統(tǒng),無論是拱橋、梁(剛構(gòu))橋,還是斜拉橋和懸索橋,其結(jié)構(gòu)某指定點(diǎn)的應(yīng)力也同其幾何位置一樣,隨著施工的推進(jìn),其值是不斷變化的。橋

23、梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過程中以及在成橋狀態(tài)的受力情況是否與設(shè)計(jì)相符合是施工監(jiān)控要明確的一個(gè)重要問題。通過結(jié)構(gòu)應(yīng)力的檢測來了解實(shí)際應(yīng)力狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)與理論(計(jì)算)應(yīng)力狀態(tài)的差別超限就要進(jìn)行原因查找和調(diào)控,使之在允許范圍內(nèi)變化。不管是哪種橋梁,拱橋或者是斜拉橋,它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的應(yīng)力位置基本都是一樣的,而隨著橋梁施工的不斷推進(jìn),它們的數(shù)值也在跟隨著變化。在同一個(gè)時(shí)間段,它們的應(yīng)力值也應(yīng)該是與所預(yù)測的數(shù)值相同的。安全范圍是否在規(guī)定的范圍之內(nèi),是施工控制的一個(gè)關(guān)鍵因素,而唯一可以有效解決的方法是做好監(jiān)測工作。如果在監(jiān)測過程當(dāng)中出現(xiàn)了異常情況,應(yīng)馬上停工進(jìn)行處理,并且查找其中的原因進(jìn)行及時(shí)解決。一般情

24、況下,橋梁建設(shè)的周期都較長,因此,這種監(jiān)測方法就需要長期性連續(xù)作業(yè)。目前應(yīng)力監(jiān)測主要是采用電阻應(yīng)變儀法、鋼弦式傳感器法等。對于要求適合于現(xiàn)場的復(fù)雜情況、連續(xù)時(shí)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,其主要原因是鋼弦式傳感器具有良好的穩(wěn)定性,具有應(yīng)變累積功能,抗干擾能力較強(qiáng),數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是其體積仍然較大,且由于通常要埋于結(jié)構(gòu)內(nèi),容易在施工時(shí)被損壞而失效;且從實(shí)際情況看,鋼弦式傳感器雖然較其它傳感器優(yōu)越,但總還是存在溫度漂移和零點(diǎn)漂移等問題。對應(yīng)力控制的項(xiàng)目和精度還沒有明確的規(guī)定,需根據(jù)實(shí)際情況確定,主要包括:1)結(jié)構(gòu)在自重下的應(yīng)力(實(shí)際應(yīng)

25、力與設(shè)計(jì)相差宜控制在+5%)。2)結(jié)構(gòu)在施工荷載下的應(yīng)力(實(shí)際應(yīng)力與設(shè)計(jì)應(yīng)力相差宜控制在+5%)3)結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力:結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力除對張拉力實(shí)施雙控(油表控制和伸長量控制,伸長量誤差允許在±6%以內(nèi))外,還必須考慮管道摩阻影響(對于后張結(jié)構(gòu))。3) 索力監(jiān)測大跨橋梁采用斜拉橋、懸索橋等纜索承重結(jié)構(gòu)越來越廣泛,特別是跨徑在500m以上時(shí)基本是斜拉橋、懸索橋。斜拉橋的斜拉索、懸索橋主纜索及吊索索力是設(shè)計(jì)的重要參數(shù),也是施工監(jiān)控實(shí)施中需要監(jiān)測與調(diào)整的施工控制參數(shù)之一。索力量測效果將直接對結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和施工狀態(tài)產(chǎn)生影響。要在施工過程中比較準(zhǔn)確地了解索力實(shí)際狀態(tài),選擇適當(dāng)?shù)牧繙y方法和儀器,并設(shè)法

26、消除現(xiàn)場量測中各種誤差因素的影響非常關(guān)鍵。可供現(xiàn)場量測的方法目前主要有3種。(1)壓力表量測法目前,索結(jié)構(gòu)通常使用液壓千斤頂張拉,由于千斤頂?shù)膹埨透字械囊簤汉蛷埩τ兄苯拥年P(guān)系,所以,只要測定張拉油缸的壓力就可求得索力。使用0.30.5級的精密壓力表,并事先通過標(biāo)定,求得壓力表所示液壓和千斤頂張拉力之間的關(guān)系,則利用壓力表測定索力的精度也可達(dá)到1%2%。(2)壓力傳感器量測法:該法是指在懸索橋主纜索股或斜拉橋斜拉索等錨下安裝壓力傳感器,通過二次儀表讀取拉索索力。這種方法量測的準(zhǔn)確性高,穩(wěn)定性較好,易于長期監(jiān)測,選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鞒凉M足施工控制監(jiān)測需要外,還可用于橋梁使用過程中的索力量測。振動(dòng)頻率

27、量測法是利用索力與索的振動(dòng)頻率之間存在對應(yīng)關(guān)系的特點(diǎn)。在已知索的長度、兩端約束情況、分布質(zhì)量等參數(shù)時(shí)通過測量索的振動(dòng)頻率,進(jìn)而計(jì)算出索的拉力。橋梁結(jié)構(gòu)中的索并不處于絕對靜止?fàn)顟B(tài),而是時(shí)刻發(fā)生著環(huán)境隨機(jī)振動(dòng),且各階頻率混在一起,要用精密的檢振器才能感受,通過頻譜分析,根據(jù)功率譜圖上的峰值才能判定其各階頻率。頻率得到后即可據(jù)以求算索力?,F(xiàn)有的儀器及分析手段使頻率測定精度可達(dá)0.005Hz。當(dāng)索的端部約束不明顯時(shí),通常需經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定相應(yīng)的換算長度。振動(dòng)頻率法在實(shí)施中要求現(xiàn)場操作人員有一定的經(jīng)驗(yàn)。在監(jiān)測中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用最為合適的測試方法。為確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性,最好是上述兩種或三種方法同時(shí)并用,互為

28、校驗(yàn),在掌握了某種關(guān)系和規(guī)律后,也可采用以某種方法為主,以其他方法作為校核的方式進(jìn)行大批量監(jiān)測。(3)振動(dòng)頻率量測法這種方法是利用索力與索的振動(dòng)頻率之間存在對應(yīng)關(guān)系的特點(diǎn),在已知索的長度、兩端約束情況、分布質(zhì)量等參數(shù)時(shí)通過測量索的振動(dòng)頻率,進(jìn)而計(jì)算出索的拉力。根據(jù)弦振動(dòng)理論,當(dāng)張緊索抗彎剛度可忽略時(shí)(即柔性索),其動(dòng)力平衡方程:mg×2yt2-T2yx2=0(1)式中:y為橫向坐標(biāo)(垂直于索的長度方向);x為縱向坐標(biāo)(沿索的長度方向);m為單位長度的質(zhì)量;g為重力加速度;T為索的張力;t為時(shí)間。若索的兩端為鉸接時(shí),可得:T=4mL2n2g×f2n(2)式中:fn為索的第n階

29、自振頻率;L為索的計(jì)算長度;n為振動(dòng)階數(shù)。當(dāng)索的抗彎剛度不能忽略(即剛性索),且索的兩端為鉸接時(shí),同樣可根據(jù)動(dòng)力平衡條件得到:T=4mL2n2g×f2n-n2EIL2(3)式中:EI為索的抗彎剛度。橋梁結(jié)構(gòu)中的索并不處于絕對靜止?fàn)顟B(tài),而是隨著環(huán)境變化隨機(jī)振動(dòng),且各階頻率混在一起,要用精密的檢振器才能感受,通過頻譜分析,根據(jù)功率譜圖上的峰值才能判定其各階頻率,頻率得到后即可據(jù)以求索力?,F(xiàn)有的儀器及分析手段使頻率測定精度可達(dá)0.005Hz。當(dāng)索的端部約束不明顯時(shí),通常需經(jīng)現(xiàn)場確定相應(yīng)的換算長度。振動(dòng)頻率法要求現(xiàn)場操作人員有一定的經(jīng)驗(yàn)。在監(jiān)測中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用最為合適的測試方法。為確保監(jiān)

30、測的準(zhǔn)確性,最好是上述2種或3種方法同時(shí)并用,互為校驗(yàn),在掌握了某種關(guān)系和規(guī)律后,也可采用某種方法作校核的方式進(jìn)行大批量監(jiān)測。4) 預(yù)應(yīng)力監(jiān)測預(yù)應(yīng)力水平監(jiān)測方法這種方法是控制橋梁施工的一種重要的監(jiān)測措施。預(yù)應(yīng)力水平是影響預(yù)應(yīng)力橋梁(如連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋等)施工控制的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的主要因素之一。在監(jiān)測中主要是對預(yù)應(yīng)力筋的張拉真實(shí)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力管道摩阻損失及其永存預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行監(jiān)測。對于前者,通常在張拉時(shí)通過在張拉千斤頂與工作錨板之間設(shè)置壓力傳感器測得。對于后兩者,可在指定截面的預(yù)應(yīng)力筋上貼電阻應(yīng)變片測其應(yīng)力,張拉應(yīng)力與測得的應(yīng)力之差即為該截面的預(yù)應(yīng)力管道摩阻損失值。5) 溫度溫度監(jiān)測對于大跨度橋,特別是

31、斜拉橋、懸索橋等,其溫度效應(yīng)是十分明顯的。如斜拉橋斜拉索在溫度變化時(shí)將相應(yīng)伸長或縮短,直接影響主梁高程;懸索橋主纜索線形矢高將隨溫度的改變而變化, 如果溫度發(fā)生了改變,其索塔也會跟隨改變,出現(xiàn)變位,這些都會對主纜的架設(shè)、吊桿下料長度等產(chǎn)生很大影響;懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)(梁)橋高程也將隨溫度的變化發(fā)生上(下)撓。由于在進(jìn)行懸臂施工時(shí),它的連續(xù)剛構(gòu)標(biāo)高會跟隨溫度有所變化,所以,在進(jìn)行橋梁施工時(shí)必須要控制好結(jié)構(gòu)的溫度,從而才能掌握好合理的架設(shè)以及立模時(shí)間,準(zhǔn)確測量出橋梁結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng),這對于監(jiān)控橋梁施工是十分重要的。因此,在大跨度橋梁施工過程中對結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行監(jiān)測尋求合理的立模、架設(shè)等時(shí)間,修正實(shí)測的結(jié)

32、構(gòu)狀態(tài)的溫度效應(yīng),對橋梁按目標(biāo)施工和實(shí)施施工監(jiān)控是十分重要的。目前,結(jié)構(gòu)溫度的測量方法較多,包括輻射測溫法、電阻溫度計(jì)測溫法、熱電偶測溫法等。每種方法的測量范圍、精度和測量儀器的體積及測量繁雜程度都有所不同,通常應(yīng)選用體積小、附著性好、性能穩(wěn)定、精度高且可進(jìn)行長距離傳輸監(jiān)測結(jié)果的測溫元件。對于懸索橋主纜架設(shè)期間的溫度監(jiān)測,其重點(diǎn)應(yīng)放在基準(zhǔn)索股和一般索股上。通常沿跨長方向選擇多點(diǎn)(斷面)進(jìn)行測量,每一斷面則沿索股周長上、下和左、右對稱布置溫度傳感器,并使其緊貼于索股表面股絲之間,確保所測溫度是索股表面股絲的真實(shí)溫度,在基準(zhǔn)索股線形觀測的同時(shí)對各斷面溫度進(jìn)行監(jiān)測。在一般索股架設(shè)時(shí)對基準(zhǔn)索股和欲調(diào)一

33、般索股同時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)測。根據(jù)基準(zhǔn)索股和欲調(diào)索股的相對溫差計(jì)算其間的相對高差修正值。在監(jiān)測懸索橋架設(shè)溫度時(shí),必須要放到一般以及基準(zhǔn)索股上,這也是一個(gè)重點(diǎn)。在一般情況下,進(jìn)行測量時(shí)可以沿跨長的方向進(jìn)行多點(diǎn)的選擇,對于每一個(gè)斷面都可以沿著索股進(jìn)行布置。再應(yīng)用溫度傳感器測量,同時(shí)要緊貼在索股和股絲之間,這樣才能保證測量的溫度具有準(zhǔn)確性。架設(shè)一般索股時(shí),可以對一般以及基準(zhǔn)索股同時(shí)監(jiān)測,再根據(jù)它們的溫差進(jìn)行有效的修正,計(jì)算出準(zhǔn)確值。對斜拉橋斜拉索、懸索橋主纜等成纜結(jié)構(gòu)的溫度狀態(tài)確定正確與否,將直接影響其主梁立模標(biāo)高的確定和加勁梁吊裝架設(shè)的控制計(jì)算。由于鋼絲間的空隙影響,纜索橫截面內(nèi)的溫度場分布很不均勻,根

34、據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),對直徑較小的纜索,其平均溫度可取主纜表面測點(diǎn)溫度的平均值,但對直徑超過60cm的纜索,應(yīng)對其表面測點(diǎn)的平均溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦拚拍茏鳛槠淦骄鶞囟?即計(jì)算溫度取用值)。對連續(xù)剛構(gòu)梁體、斜拉橋和懸索橋索塔等混凝土結(jié)構(gòu)的溫度測量包括表面溫度測量和體內(nèi)溫度測量兩方面。對結(jié)構(gòu)表面溫度采用表面溫度點(diǎn)測計(jì)測量,點(diǎn)測計(jì)測量靈活性大,可對任意點(diǎn)處的表溫進(jìn)行測量;對體內(nèi)溫度測量通常是將選好的溫度傳感器貼在鋼筋上,在作防潮和防機(jī)械損傷處理后埋入指定截面的混凝土體內(nèi)并引出導(dǎo)線,通過溫度測量顯示儀讀取溫度值。由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)溫度是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)變量,它與橋梁所處的地理位置、方向、自然條件(如環(huán)境氣溫

35、、當(dāng)時(shí)風(fēng)逵風(fēng)向、日照輻射強(qiáng)度)、組成構(gòu)件的材料等因素有著密切的關(guān)系,設(shè)計(jì)中很難預(yù)計(jì)施工期間的結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度。一般情況下,橋梁的結(jié)構(gòu)溫度會隨時(shí)發(fā)生改變,也是相對復(fù)雜的,與它的自然條件以及地理位置、構(gòu)成材料以及方向等各個(gè)方面都有著一定的聯(lián)系。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中很難判斷出它的具體溫度,所以,為保證大橋施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求的內(nèi)力狀態(tài)和線形,必須對結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測,監(jiān)測時(shí)要特別注意對結(jié)構(gòu)局部溫度與整體溫度相結(jié)合的測量,只有準(zhǔn)確掌握了施工結(jié)構(gòu)整體溫度分布狀態(tài)才能有效地克服溫度對施工結(jié)構(gòu)行為的影響,并且在進(jìn)行監(jiān)測時(shí)必須要注意到它的結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了改變,要把局部與整體的溫度相結(jié)合進(jìn)行監(jiān)測,必須要準(zhǔn)確地掌握橋梁的整

36、體溫度,以及它的分布狀態(tài),從而進(jìn)一步掌握施工結(jié)構(gòu)是否受到了溫度的作用,可以及時(shí)做好調(diào)整。因此,為保證大橋施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求的內(nèi)力狀態(tài)和線形,必須對結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測。監(jiān)測時(shí)要特別注意對結(jié)構(gòu)局部溫度與整體溫度相結(jié)合的測量,只有準(zhǔn)確掌握了施工結(jié)構(gòu)整體溫度分布狀態(tài)才能有效地克服溫度對施工結(jié)構(gòu)行為的影響。6) 穩(wěn)定監(jiān)控:橋梁的穩(wěn)定性得到越來越多的重視,但主要還是注重于橋梁建成后的穩(wěn)定計(jì)算。對施工過程中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象還沒有可靠的檢測手段,尤其是隨著橋梁跨徑的增長、受動(dòng)荷載或突發(fā)情況的影響,還沒有快速反應(yīng)系統(tǒng)。為此,應(yīng)建立一套完整的穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)。目前主要通過穩(wěn)定分析計(jì)算(穩(wěn)定安全系統(tǒng)),并結(jié)合結(jié)構(gòu)

37、應(yīng)力、變形情況來綜合評定、控制其穩(wěn)定性。7) 安全監(jiān)控:橋梁施工過程中的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控是橋梁施工控制的重要內(nèi)容,只有保證了施工過程中的結(jié)構(gòu)安全,才談得上其他控制與橋梁的建成。其實(shí),橋梁施工安全控制是上述變形控制、應(yīng)力控制、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)、上述各項(xiàng)得到了控制,安全也得到了控制(由于橋梁施工質(zhì)量問題引起的安全問題除外)。四、 橋梁施工控制施工控制的目的,就是建立以施工為中心且擁有實(shí)用的測試技術(shù)和現(xiàn)場計(jì)算分析技術(shù)的施工監(jiān)測和控制技術(shù)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測各施工階段的主要控制參數(shù),并通過計(jì)算分析及時(shí)預(yù)測得出各施工階段的主要控制參數(shù),指導(dǎo)和控制施工,確保橋梁線形,控制施工內(nèi)力及變形,保證橋梁正常使用的安全性。

38、大型橋梁的施工控制是一個(gè):施工量測識別修正預(yù)報(bào)施工的循環(huán)過程,施工控制的最基本要求是確保施工中結(jié)構(gòu)物的安全,其次必須保證結(jié)構(gòu)物的外形和內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。施工監(jiān)測的方法很多,具體應(yīng)根據(jù)監(jiān)測對象、監(jiān)測目的、監(jiān)測頻度、監(jiān)測時(shí)間長短等情況選定方便、可靠的監(jiān)測方法。1. 橋梁施工控制的內(nèi)容(1) 結(jié)構(gòu)變形控制橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的控制是施工控制的基本要求。但結(jié)構(gòu)在施工形成過程中均要產(chǎn)生變形,加之施工過程中各種誤差的累積,因此任何一個(gè)結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到與設(shè)計(jì)尺寸完全的吻合,故要盡量減少結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的偏差,并將其降到允許的程度。橋梁施工中對結(jié)構(gòu)的最終誤差應(yīng)按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-89)的規(guī)定,把

39、尺寸偏差控制在一定范圍內(nèi)。(2) 結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制好與壞,在外觀檢查時(shí)不易發(fā)現(xiàn)。但是,如果結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)應(yīng)力狀態(tài)不符,將會對結(jié)構(gòu)造成危害,并較之結(jié)構(gòu)變形的影響為大,所以,在對橋梁進(jìn)行施工控制時(shí),尤其要注意對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控。1) 施加預(yù)應(yīng)力的一般規(guī)定張拉機(jī)具與錨具應(yīng)在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗(yàn),以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。所用壓力表的精度不宜低于1.5級;校驗(yàn)千斤頂用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)的精度不得低于±2%。預(yù)應(yīng)力鋼材用應(yīng)力控制方法張拉時(shí),應(yīng)以伸長值進(jìn)行校核,實(shí)際伸長值與理論值之差應(yīng)控制在6%以內(nèi)。2) 其它橋梁體系內(nèi)力控制除預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

40、主要控制預(yù)加力外,其它橋梁體系的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)應(yīng)力狀態(tài)相符,若產(chǎn)生偏差,其偏差不超過±5%。斜拉橋復(fù)測斜拉索張拉力允許偏差為±5%;懸索橋主纜索和吊桿拉力允許偏差為±5%。(3) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定關(guān)系到橋梁的安全,它與橋梁的強(qiáng)度有同等重要的意義。世界上曾經(jīng)有過不少橋梁在施工過程中,由于失穩(wěn)而導(dǎo)致全橋破壞的例子,最典型是加拿大的Quebec橋。該橋南側(cè)錨碇架快完工時(shí),由于懸臂端下弦桿的腹板翹曲而發(fā)生突然崩塌墜落。我國四川州河大橋也因懸臂體系的主梁在吊裝主跨中段時(shí)承受過大的軸力而失穩(wěn)破壞。因此,橋梁施工過程中不僅要嚴(yán)格控制變形和應(yīng)力,而且要嚴(yán)格控

41、制施工各階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部和整體穩(wěn)定。(1) 鋼橋鋼橋在施工架設(shè)過程中應(yīng)保證橫向和縱向的傾覆穩(wěn)定性,穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3。結(jié)構(gòu)單肢長細(xì)比應(yīng)小于規(guī)范容許值。 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,應(yīng)按軸心受壓公式計(jì)算。當(dāng)細(xì)長比大于規(guī)范所列數(shù)值時(shí),可按臨界力控制穩(wěn)定,其穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于45。考慮到施工過程時(shí)間短,其穩(wěn)定安全系數(shù)至少大于3。2. 影響橋梁施工控制的因素結(jié)構(gòu)參數(shù)是指施工控制中結(jié)構(gòu)施工模擬分析的基本資料,其準(zhǔn)確性直接影響分析結(jié)果。結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括下列內(nèi)容。(1) 材料容重:是引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的重要因素,例如混凝土材料及鋼筋含量對鋼筋混凝土容重的取值有很大影響。在

42、計(jì)算中,由于假定的容重的數(shù)值和實(shí)際的容重是存在差異的,施工控制中必須對其進(jìn)行準(zhǔn)確識別。(2) 結(jié)構(gòu)部件截面尺寸:任何施工都存在誤差,這種誤差值將直接導(dǎo)致截面特性誤差,從而影響了結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的分析結(jié)果。截面尺寸誤差通常控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。(3) 材料彈性模量:材料彈性模量和結(jié)構(gòu)變形有直接的關(guān)系,施工成品的彈性模量與設(shè)計(jì)采用值是不一致的,所以在施工過程中,要根據(jù)施工進(jìn)度經(jīng)常性地進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際抽樣試驗(yàn),作必要的修正。(4) 材料的熱膨脹系數(shù):熱膨脹系數(shù)的準(zhǔn)確與否也將對施工控制帶來影響,例如合攏段施工等,尤其對鋼結(jié)構(gòu)要特別注意。(5) 施工荷載:施工荷載取值誤差,對內(nèi)力和變形均有影響,故不能忽視(

43、6) 預(yù)加應(yīng)力:索力梁的預(yù)應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形控制的重要參數(shù),施工控制要對其誤差作合理控制。面對斜拉橋、斜拉索力的控制直接影響梁的標(biāo)高和塔的傾斜值,因而預(yù)應(yīng)力或索力是梁和斜拉橋控制的主要因素。施工因素?zé)o論怎樣優(yōu)秀的施工單位,即使是掌握了先進(jìn)的施工技術(shù)和新穎的施工設(shè)備以及良好的施工管理,也不可避免地存在施工誤差,例如構(gòu)件制作、安裝誤差等。這些誤差直接影響了施工控制,反過來,使這些誤差均控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi),優(yōu)化在調(diào)試的控制之中,最終實(shí)施的結(jié)果才能符合理想的結(jié)構(gòu)形態(tài)要求。3. 橋梁施工控制的分析方法1)前進(jìn)分析:前進(jìn)分析的目的在于確定成橋結(jié)構(gòu)及各施工階段的受力狀態(tài)。這種計(jì)算的特點(diǎn)是:

44、隨著施工階段的推進(jìn),結(jié)構(gòu)形式、邊界約束、荷載形式在不斷改變,前期結(jié)構(gòu)發(fā)生突變和幾何位置的改變,因而,前一階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)將是本次施工階段結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ),前進(jìn)分析的計(jì)算可按有限元方法進(jìn)行。(2)倒退分析:倒退分析的基本思想是假定時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足前進(jìn)分析時(shí)刻的結(jié)果,線形滿足設(shè)計(jì)軸線。在此初始狀態(tài)下,按照前進(jìn)分析的逆過程,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆,分析每次卸除一個(gè)施工段對剩余結(jié)構(gòu)的影響,在一個(gè)階段內(nèi)分析得到的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力便是理想施工狀態(tài)。(3)誤差分析:為了能及時(shí)有效地將實(shí)測數(shù)據(jù)(體系本身的變化、撓度、應(yīng)力、現(xiàn)場氣溫等)、調(diào)整參數(shù)信息、誤差信息反饋到實(shí)際施工控制中,指導(dǎo)現(xiàn)場施工作業(yè),可編制基于現(xiàn)代控制論中的

45、隨機(jī)最優(yōu)控制理論和有限元法的計(jì)算程序,建立現(xiàn)場計(jì)算機(jī)工作站(EWS),將實(shí)測結(jié)構(gòu)控制參數(shù)輸入,得出有效調(diào)整量,獲得最優(yōu)調(diào)整方案,同時(shí)預(yù)告下階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)。4. 橋梁施工控制的方法橋梁施工控制技術(shù),就是把現(xiàn)代控制理論應(yīng)用在橋梁施工過程中,確保在施工過程中,橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形一直處于允許的安全范圍內(nèi),確保最終的實(shí)際橋梁變形和內(nèi)力符合設(shè)計(jì)理想的變形和內(nèi)力的要求。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),參數(shù)的選取(如材料特性、密度、截面特性等)、施工狀況的確定(施工荷載、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失、溫度、濕度、時(shí)間等參數(shù))和結(jié)構(gòu)分析模型等諸多因素的影響,以及混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性,大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、T型剛結(jié)構(gòu)、連續(xù)剛結(jié)構(gòu)等梁橋施工過程中結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)很難完全吻合。因此在橋梁施工過程中,必須對施工預(yù)拱度、主梁體內(nèi)的應(yīng)力等進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。目前施工控制方法主要有三種: 一是采用糾偏終點(diǎn)控制法; 二是應(yīng)用現(xiàn)代控制理論中的自適應(yīng)控制法; 三是設(shè)計(jì)時(shí)給予主梁標(biāo)高和內(nèi)力最大的誤差容許值控制法。(1) 糾偏終點(diǎn)控制糾偏終點(diǎn)控制的方法,即在施工過程中,對產(chǎn)

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