測點的布置布置圖儀器 人員安排(共10頁)

1、測點的布置(bzh) 和對應(yīng)布置圖的繪制 相關(guān)儀器(yq)的投入 人員(rnyun)安排 圖1 全橋總體布置示意圖9.施工監(jiān)測施工監(jiān)測就是通過在施工現(xiàn)場設(shè)立的實時測量體系，對施工過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移（線型）、索力和溫度進行現(xiàn)場實時跟蹤測量，為施工監(jiān)控工作提供實測數(shù)據(jù)，以保證主梁施工過程結(jié)構(gòu)的安全及為監(jiān)控計算提供實測結(jié)構(gòu)參數(shù)和核校。也就是說，通過對這些測量數(shù)據(jù)進行計算、分析和比較以判斷結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計的要求，結(jié)構(gòu)的狀態(tài)是否和監(jiān)控的目標相一致，結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)，并根據(jù)需要對結(jié)構(gòu)的狀態(tài)及監(jiān)控目標作出必要的調(diào)整。9.1 實際材料的物理力學(xué)參數(shù)9.2 實際施工中的荷載參數(shù)9.2.1恒載1）主梁自重

2、（一期恒載）： 2）二期恒載：根據(jù)設(shè)計資料與現(xiàn)場調(diào)查相結(jié)合，并采用現(xiàn)場測試的材料參數(shù)加以計算。9.2.2 施工機具及臨時荷載根據(jù)施工組織設(shè)計資料，經(jīng)現(xiàn)場核對，確定在主梁施工過程中施工機具荷載的大小及作用位置。臨時荷載大小應(yīng)從施工單位統(tǒng)計獲得。主要包括：施工機具荷載的改變（如掛籃和主塔爬模設(shè)施等）；在主梁上堆放較長時間的機具、材料等；施工過程中對結(jié)構(gòu)體系的臨時約束。93 幾何測量為保證橋梁線型符合設(shè)計要求，必須在主梁和主塔施工過程中進行幾何測量和控制。根據(jù)大橋(d qio)設(shè)計圖紙和施工要求，結(jié)合實際，幾何測量主要有以下內(nèi)容：a. 主梁高程(gochng)測量b. 主梁軸線(zhu xin)偏位

3、測量c. 主塔頂空間坐標測量參照國內(nèi)其它橋梁施工監(jiān)控的經(jīng)驗，幾何測量工作需要由施工單位、監(jiān)理單位、監(jiān)控單位三方共同完成并互相校核，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。93.1測量方法與原理a、主梁高程測量主梁標高測量的儀器為自動安平水準儀，事先在每節(jié)段主梁距離前端15cm處布置三個測點，如圖2，從各墩頂基準點引測得主梁測點高程?；鶞庶c高程是由大橋控制點引測得到的，為保證測量數(shù)據(jù)準確，首先要保證測量基準點高程準確，因此定期對高程基準點進行復(fù)核。圖2 標高測點布置示意圖施工過程中，一般在每個節(jié)段施工完成后，對前端3個梁段標高進行測量，同時根據(jù)監(jiān)控需要定期對全橋進行測量。由于線型對溫度、日照較敏感，所以測量時間應(yīng)選

4、在日出之前溫度較恒定的時段內(nèi)進行。另外，在合龍前進行一次線型和溫度的24小時連續(xù)測量，測量時間間隔一般為1小時（溫度變化大的時段間隔0.5小時），以了解溫度場對合龍高程的影響。b、主梁軸線偏位測量主梁軸線系指由每段主梁前端頂面中心點所構(gòu)成的實際中線。由于受各種因素影響，將導(dǎo)致梁體偏離理論橋梁中心線方向。為了控制主梁中線偏差，保證順利合龍，必須進行中線測量。在主梁前端中心點處架設(shè)棱鏡，利用全站儀測出其平面坐標，與設(shè)計值進行對比，便可以得出實際偏差值。c、主塔空間坐標(zubio)測量主塔高24.5米，采用(ciyng)鋼筋混凝土獨柱實心矩形截面，順橋向長3米，橫橋向?qū)?米，布置在中央(zhngy

5、ng)分隔帶上，并與主梁固接。為保證索塔的穩(wěn)定和受力安全，需準確確定橋塔的空間位置，因此采用坐標法進行測量。儀器架設(shè)在一個基準點，后視另一基準控制點，再對準橋塔上的棱鏡，測出塔頂測點的三維坐標。每一測試工況下的變位即為測試值與初始值的差值。初始值為塔封頂后在氣溫恒定、無日照影響時自由狀態(tài)下的測量值。圖2 塔頂空間坐標測點布置示意圖94 索力測試斜拉橋拉索索力是設(shè)計中重要參數(shù)，索力大小，直接影響到主梁的線型、主梁內(nèi)力分布以及主塔的偏位和扭轉(zhuǎn)。所以在施工過程中，準確地測量索力值并把它調(diào)整到設(shè)計要求的范圍以內(nèi)，是保證斜拉橋結(jié)構(gòu)安全及施工的關(guān)鍵。94.1索力測試原理及方法采用頻譜分析法和小型錨索計相結(jié)

6、合進行索力測試。頻譜分析法是利用緊固在纜索上的高靈敏度傳感器，拾取纜索在環(huán)境振動激勵下的振動信號，經(jīng)過濾波、放大、譜分析，得出纜索的自振頻率，根據(jù)自振頻率與索力的關(guān)系，來確定索力，這是一種間接的測量方法。索力與頻率的關(guān)系，可以推導(dǎo)如下：在纜索上取一微元，平衡方程為： (1)其中: EI為纜索(ln su)的彎曲剛度; P為索力； m 為纜索(ln su)單位長度的質(zhì)量； Y 為纜索(ln su)的振幅； X 為沿纜索方向的坐標；在纜索兩端鉸支的情況下，（1）式的解為： P=4ml2fk2/k2 - k2 2 EI/l2 (2)其中：l 為纜索的計算長度； k 為纜索自振頻率的階數(shù)； fk 為纜

7、索的第 k 階自振頻率；由于EI/l2相對很小，（2）式即可簡化為: P=4ml2fk2/k2 (3)對于同一根纜索，P恒定時，fK2/k2是一恒值，則有： 亦有：f1: f2: f3: : fk = 1:2:3: ：k即: f2 f1 = f3 f2 = fk - fk -1= f1 反映在頻譜圖上，各階頻率是等間距的，其間距值大小即等于基頻f1。在實際測量過程中，可以充分利用這個特性，來判斷是否為纜索自振的頻譜，凡與纜索振動的頻譜特征一致的頻譜圖，才確認為纜索振動的頻譜圖，否則要分析原因，檢查儀器，重新測量，這樣才能確保測試結(jié)果的正確性。測試分析流程圖如下：A/D轉(zhuǎn)換、計算機分析系統(tǒng)高靈敏

8、傳感器動態(tài)信號放大器94.2索力測試的儀器 a. 加速度傳感器；b. 電荷放大器；c. A/D轉(zhuǎn)換卡；d. 筆記本電腦；e. 信號(xnho)分析軟件。f. 小型(xioxng)錨索計943測試(csh)工況（1）每安裝及張拉一對斜拉索，對已安裝斜拉索及相鄰三對斜拉索索力進行測量；（2）主梁施工過程中，調(diào)索前后均進行全橋（調(diào)索影響敏感區(qū)域的斜拉索）的索力測量；（3）合龍前后進行全橋的索力測量；（4）鋪裝后成橋索力測量。95 應(yīng)力測量由于設(shè)計計算時采用的各項物理力學(xué)或時間參數(shù)和實際工程中的相應(yīng)參數(shù)值不可能完全一致，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)力與設(shè)計計算預(yù)期的結(jié)果存在一定差異。因此有必要在施工階段對梁體控制

9、截面進行施工應(yīng)力監(jiān)控測試，為設(shè)計、施工控制提供參考數(shù)據(jù)，以確保大橋安全、優(yōu)質(zhì)建成。951測量方法及原理影響混凝土主梁和橋塔應(yīng)力測試的因素很復(fù)雜，除荷載作用引起的彈性應(yīng)力應(yīng)變外，還與收縮、徐變、溫度有關(guān)。目前國內(nèi)外混凝土梁和主塔的應(yīng)力測試一般通過應(yīng)變測量換算應(yīng)力值，即： 彈=E彈 （4）式中：彈為荷載作用下混凝土的應(yīng)力； E為混凝土彈性模量；彈為荷載作用下混凝土的彈性應(yīng)變。實際測出的混凝土應(yīng)變則是包含溫度收縮、徐變變形影響的總應(yīng)變。即：=彈+無應(yīng)力 （5）式中：彈為彈性應(yīng)變；無應(yīng)力為無應(yīng)力應(yīng)變。為了補償混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)變并消除收縮、徐變影響，在布置應(yīng)力測點時同時埋設(shè)工作應(yīng)變計和無應(yīng)力計。分別測得

10、混凝土應(yīng)變和無應(yīng)力應(yīng)變無應(yīng)力，按式（5）即可得到彈性應(yīng)變彈。95.2測量儀器及元件應(yīng)力測試與主梁、橋塔施工同時進行，現(xiàn)場條件差，使用時間長，因而要求測試元件必須具備長期(chngq)穩(wěn)定性好、抗損傷性能好、埋設(shè)定位容易及對施工干擾小等性能。通過以前測試經(jīng)驗和對國內(nèi)元件及儀器綜合分析比較，決定測試元件選用JMZX-215A型鋼弦式應(yīng)變計?？芍苯訙y出混凝土梁及混凝土橋塔的實際應(yīng)變，再根據(jù)(gnj)各自的彈性模量和公式（5）計算應(yīng)力。同時為了在施工過程中實時監(jiān)測梁、塔的應(yīng)力狀態(tài)，最大程度地降低由于傳統(tǒng)方法測試時間長而造成環(huán)境等因素對應(yīng)力測試的影響，同時當(dāng)出現(xiàn)(chxin)不利應(yīng)力狀態(tài)時能及時預(yù)警，本

11、橋施工監(jiān)測擬采用自動化綜合測試系統(tǒng)。由上位機（計算機）、采集單元、系統(tǒng)軟件等組成。系統(tǒng)采用移動GPRS 無線手機數(shù)據(jù)通訊模式，將手機模塊、單片機控制電路、電源控制電路設(shè)計組成一個標準的無線數(shù)據(jù)終端，并將GPRS 無線數(shù)據(jù)終端嵌入無線收發(fā)儀和現(xiàn)場采集單元的密封箱中，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)與監(jiān)控室遠程無線數(shù)據(jù)傳送。由于使用移動無線網(wǎng)絡(luò)，所以只要有移動GPRS信號覆蓋的地區(qū)均能將各地（無論距離有多遠）現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)傳送到控制室的數(shù)據(jù)測控中心。圖3 JMZX-215A型鋼弦式應(yīng)變傳感器圖4 JMZX-256 自動化綜合測試系統(tǒng)(xtng)（發(fā)射端）9.53測量斷面(dun min)及測點布置根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點，選擇

12、關(guān)鍵截面進行(jnxng)應(yīng)力測試，具體斷面及測點布置見圖5。對于主梁，主要在1/4 、1/2、塔墩根部布置順橋向測試斷面，在部分斷面布置了較多的測點以分析截面的剪滯效應(yīng)。 對于塔、墩，主要在墩底和頂部及塔柱下部布置測試斷面。 圖5 主梁、主墩、塔及過渡(gud)墩應(yīng)力(yngl)測點布置圖96 溫度場測量(cling)溫度場是指橋梁結(jié)構(gòu)在橋位處各種環(huán)境因素的影響下，橋梁結(jié)構(gòu)各部位的溫度狀態(tài)，其主要體現(xiàn)在長期季節(jié)溫差和短期體系溫差兩種形式的作用上。由于結(jié)構(gòu)為多次超靜定結(jié)構(gòu)，且其主要組成部分索、梁、塔均為空間非線性結(jié)構(gòu)，兩種形式的溫差均將對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及線型產(chǎn)生重要影響，因而在施工過程中須對索、梁

13、、塔的溫度場進行長期測量。961 主塔、主梁溫度測量目前一般的溫度測試元件均大多采用熱敏電阻或點溫計，測量電阻的變化，是通過溫度和電阻的變化關(guān)系來換算溫度值，屬于模擬信號元件。其中熱敏電阻需要進行嚴格的標定，在實際操作時，由于元件老化、導(dǎo)線電阻變化等原因，精度往往無法保證。手持式點溫計一般精度較低，只能控制在1。這兩種測試手段都需要進行人工巡檢，既需要消耗大量的人力，也無法實現(xiàn)同步測量。我們在充分的調(diào)研后，在大型橋梁結(jié)構(gòu)溫度測試系統(tǒng)中引進了美國Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器無線測控儀采集接收系統(tǒng)。該溫度測試系統(tǒng)由于采用數(shù)字信號采集傳輸，數(shù)據(jù)不會失真，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，同

14、時大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，更保證了溫度測量的同步性，且感溫元件的制作精度高，傳感器也無須另外標定。通過多座大型項目的實踐檢驗，該溫度測試方法具有精度高、性能穩(wěn)定、測試方便快捷等優(yōu)點。索塔、主梁溫度測試斷面和測點布置分別見圖6。 圖6 主梁、主墩、塔及過渡(gud)墩溫度測點布置圖962 斜拉索溫度(wnd)測量由于索表面溫度(wnd)與索內(nèi)心溫度不同，應(yīng)先制作2 米長的實驗索，在其內(nèi)部和表面均勻布置感溫元件，測出其表面和內(nèi)部溫度以及平均溫度的關(guān)系曲線，在實橋拉索表面測量其表面溫度，利用試驗段的標定結(jié)果換算索的內(nèi)部溫度及平均溫度。我公司經(jīng)多個橋試驗索的實際測試基本掌握了斜拉索表面溫度與內(nèi)部溫度的

15、關(guān)系，因此在現(xiàn)場利用點溫計直接測PE管表面溫度，推測斜拉索內(nèi)部溫度，從而完成斜拉索溫度的測量。97豎向預(yù)應(yīng)力損失測量豎向預(yù)應(yīng)力損失會影響梁體的抗剪能力，導(dǎo)致腹板裂縫產(chǎn)生。本橋豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋鋼，長度短，預(yù)應(yīng)力損失相對較大，在施工監(jiān)控中應(yīng)進行重點監(jiān)測其效應(yīng)和損失量。971豎向預(yù)應(yīng)力損失測量方法采用小型穿心式壓力傳感器進行測量。試驗時在預(yù)應(yīng)力鋼筋兩端的工作錨與錨墊板之間各安裝一個穿心式壓力荷載傳感器，張拉至設(shè)計值后，分別測量兩端傳感器錨固前和錨固后的數(shù)值，換算成對應(yīng)的荷載，兩端傳感器各自錨固前、后測得的荷載差值即為豎向預(yù)應(yīng)力損失值。表1 擬投入的主要設(shè)備名稱 數(shù)量單位用途自動安平水準儀1個測標高棱鏡若干個測坐標全站儀1臺加速度傳感器；若干個索力測試電荷放大器若干個 A/D轉(zhuǎn)換卡若干個 筆記本電腦1臺 信號分析軟件1個小型錨索計若干個JMZX-215