普立懸索橋施工監(jiān)測方案總結(jié)

1、普立懸索橋施工監(jiān)測方案總結(jié)目錄 TOC z o 1-3 u h HYPERLINK l _Toc391624157 1 項目概況3 HYPERLINK l _Toc391624158 1.1 地理位置3 HYPERLINK l _Toc391624159 1.2 橋梁設(shè)計概況3 HYPERLINK l _Toc391624160 2 施工監(jiān)控基本原則3 HYPERLINK l _Toc391624161 2.1 監(jiān)控的目標3 HYPERLINK l _Toc391624162 2.2 監(jiān)控與設(shè)計、監(jiān)理、制作、施工的關(guān)系3 HYPERLINK l _Toc391624163 2.3 施工監(jiān)控的范

2、圍、手段3 HYPERLINK l _Toc391624164 3 監(jiān)控參數(shù)收集與獲取3 HYPERLINK l _Toc391624165 3.1 監(jiān)控所需參數(shù)及分類3 HYPERLINK l _Toc391624166 3.2 監(jiān)控參數(shù)的獲取方法及要求3 HYPERLINK l _Toc391624167 3.3 監(jiān)控參數(shù)精度的檢驗3 HYPERLINK l _Toc391624168 3.4 監(jiān)控要求的主纜施工條件3 HYPERLINK l _Toc391624169 3.5 加勁梁重量的確定3 HYPERLINK l _Toc391624170 4 監(jiān)控總體計算3 HYPERLINK

3、l _Toc391624171 4.1 總體計算的目的3 HYPERLINK l _Toc391624172 4.2 總體計算的內(nèi)容3 HYPERLINK l _Toc391624173 4.3 懸索橋主纜理論線形及計算方法3 HYPERLINK l _Toc391624174 5 結(jié)構(gòu)監(jiān)控測試與監(jiān)控測量3 HYPERLINK l _Toc391624175 5.1 橋塔的應(yīng)力與溫度場監(jiān)測3 HYPERLINK l _Toc391624176 5.2 吊索力監(jiān)測3 HYPERLINK l _Toc391624177 5.3 主纜錨跨索股張力監(jiān)測3 HYPERLINK l _Toc3916241

4、78 5.4 主梁應(yīng)力的監(jiān)測3 HYPERLINK l _Toc391624179 5.5 溫度的監(jiān)測3 HYPERLINK l _Toc391624180 5.6 監(jiān)控測量3 HYPERLINK l _Toc391624181 6 施工異常情況的對策及質(zhì)保體系3 HYPERLINK l _Toc391624182 6.1 施工異常情況對策3 HYPERLINK l _Toc391624183 6.2 監(jiān)控實施組織3 HYPERLINK l _Toc391624184 6.3 監(jiān)控質(zhì)量及安全保證措施31項目概述1.1地理位置埔里特大橋位于云南省埔里(云貴邊界)至宣威公路。埔里(云貴邊境)至宣威

5、公路是國家公路網(wǎng)(“7918”網(wǎng))中的杭昆瑞麗(口岸)公路的一段。是連接中國東部和西南地區(qū)，通往南亞東南亞的公路通道，也是云南省“9210”干線公路。路線自東北向西南分布于曲靖市宣威市境內(nèi)，起于杭瑞高速公路畢節(jié)(川黔界)至六盤水段(即與云南北盤江大橋相接)，止于宣威市板橋，與擬建的宣威至天生橋高速公路相接。本項目的建設(shè)將完善國家公路網(wǎng)規(guī)劃，充分發(fā)揮國道的作用；建設(shè)國際通道，發(fā)展對外經(jīng)貿(mào)合作；加快實施云南省公路網(wǎng)規(guī)劃，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展；完善區(qū)域路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)，提高綜合運輸服務(wù)水平；它對促進旅游業(yè)的發(fā)展和保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要作用。1.2橋梁設(shè)計概述普利橋位于云南省宣威市普利鄉(xiāng)，云貴高原西

6、北部，毗鄰貴州省六盤水市。屬于凍雨頻繁的地區(qū)。全年和日溫差較大，尤其是凍雨發(fā)生時，氣溫變化劇烈。埔里特大橋橫跨埔里大溝深峽谷，全長1040m，全寬28.5m，橋面至谷底深度388m。它是普宣高速公路的控制性工程之一。主橋為628米單跨簡支鋼箱加勁梁懸索橋(橋梁布置見圖1)，主纜邊跨166米。兩側(cè)分別采用隧道錨和重力錨錨固。拉索為門式框架結(jié)構(gòu)，采用直塔柱和群樁。引橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，標準跨度為40m。普利岸引橋長度為168米，宣威岸引橋長度為244米。圖1-1 628米雙塔單跨懸索橋平面布置圖圖1-2加勁梁的標準橫截面圖2施工監(jiān)控的基本原則2.1監(jiān)控目標對于普利大橋，施工監(jiān)控的

7、具體目標是:1)橋梁建成后，加勁梁橋面平整，滿足公路路面平整度的設(shè)計要求；2)成橋后，主索股錨跨張力均勻，單股索股索力最大偏差小于平均值的10%，誤差均方根小于平均值的5%；3)吊索力接近設(shè)計狀態(tài)，單吊點吊索力最大誤差不超過設(shè)計值的10%；4)基準索股的架設(shè)精度應(yīng)控制在以下范圍內(nèi):中跨40mm，邊跨30mm空纜外形標高誤差應(yīng)控制在40mm以內(nèi)；5)橋梁成橋后，主纜跨的投標高度接近設(shè)計狀態(tài)，上升誤差應(yīng)小于L/10000 (L為中跨主纜跨)；6)成橋時，塔位接近設(shè)計狀態(tài)。當塔高H在200m以下時，沿橋向設(shè)計位置至塔頂?shù)钠钫`差不大于h/3000且不大于30mm(h為樁頂至塔頂?shù)母叨龋瑔挝粸閙)；7

8、)在架設(shè)階段，確保主纜和加勁梁的線形、橋塔的偏移等。接近理論計算，保證施工過程中所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全；施工中和施工后，結(jié)構(gòu)內(nèi)力滿足設(shè)計要求，結(jié)構(gòu)整體變形和位移不超過設(shè)計文件規(guī)定的數(shù)值；線形結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。8)精度控制和誤差調(diào)整措施不會對工期產(chǎn)生實質(zhì)性不利影響。影響懸索橋成橋線形的主要因素是隨機的。根據(jù)這些參數(shù)的隨機分布規(guī)律，可以計算出實現(xiàn)基準索股形狀、空索形狀和成品形狀各種控制精度的可靠性，但實現(xiàn)過高精度的可靠性很低。本指南設(shè)定可靠性不小于2，以確定控制精度要求。2.2監(jiān)測與設(shè)計、監(jiān)理、生產(chǎn)和施工的關(guān)系在建設(shè)單位的領(lǐng)導(dǎo)下，在設(shè)計、生產(chǎn)、施工單位的密切配合下，向監(jiān)理提交監(jiān)測聯(lián)系單或監(jiān)測指令，并通

9、過監(jiān)理下發(fā)到生產(chǎn)、施工單位。同時，重要的監(jiān)測指令或根據(jù)監(jiān)測要求需要的施工方案的重大變更，應(yīng)得到設(shè)計單位的批準。在大跨度懸索橋的施工監(jiān)控計算中，必須考慮施工中已經(jīng)發(fā)生的誤差的影響，準確計入臨時荷載的各種影響，分析后續(xù)施工中可能出現(xiàn)的誤差對成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的影響，確定控制參數(shù)(標高、安裝內(nèi)力等。)施工期間根據(jù)施工溫度等條件。設(shè)計是根據(jù)理想狀態(tài)、設(shè)定的參考溫度等條件對結(jié)構(gòu)的理論狀態(tài)進行計算。目的是保證結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中的強度、剛度和穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。計算出的控制目標是設(shè)計條件下的理論值。監(jiān)測是為了保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，應(yīng)由監(jiān)理單位和施工單位共同監(jiān)督和管理。施工監(jiān)測服務(wù)于結(jié)構(gòu)施工，應(yīng)在合理的施工方案

10、下進行；同時，在制定施工方案的過程中，施工監(jiān)控應(yīng)從保證質(zhì)量、增強施工安全性等方面提出意見和建議。監(jiān)控量測實際上是保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和提供定量控制參數(shù)所需要做的工作。它是獲取監(jiān)測計算參數(shù)的直接手段，是監(jiān)理獲取定量質(zhì)量控制參數(shù)的重要途徑，是以施工測試和測量為基礎(chǔ)的檢查和復(fù)核工作。2.3施工監(jiān)控的范圍和手段上部結(jié)構(gòu)施工的監(jiān)測范圍包括橋塔、貓道、主纜、加勁梁和橋面鋪裝的施工應(yīng)力和變形監(jiān)測。大跨度懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控以監(jiān)控計算為主，監(jiān)控試驗和測量為輔。3監(jiān)測參數(shù)的收集和獲取3.1監(jiān)控所需的參數(shù)和分類大跨度懸索橋施工監(jiān)控所需的參數(shù)至少包括表3.1中所列的參數(shù)；各參數(shù)對結(jié)構(gòu)施工控制的敏感性可參照表3.1確定。大

11、跨度懸索橋施工監(jiān)控所需的參數(shù)可分為幾何參數(shù)、材料性能參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。幾何參數(shù)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何尺寸；材料特性參數(shù)主要是指與材料力學(xué)性能相關(guān)的參數(shù)，如彈性模量、體積密度、線膨脹系數(shù)等。環(huán)境參數(shù)是指與施工過程相關(guān)的溫度、臨時荷載、臨時支撐和約束。在這些參數(shù)中，有些對施工監(jiān)控敏感，而有些影響不大。表3.1列出了懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控所需的參數(shù)，并根據(jù)其對結(jié)構(gòu)施工敏感性的影響將其分為三個等級。敏感度等級為1的參數(shù)表示該參數(shù)有影響，但不突出，其參數(shù)變化對受影響范圍(或?qū)ο?不敏感。即使參數(shù)采用理論值，達到控制目標也是可以接受的。敏感性等級為3級的參數(shù)是指該參數(shù)對所涉及的受影響對象非常敏感，因此在施工監(jiān)

12、測中必須獲得實際參數(shù)，監(jiān)測工作必須以實際參數(shù)為基礎(chǔ)，否則監(jiān)測目標難以實現(xiàn)；靈敏度等級2在1到3之間，其參數(shù)至少要經(jīng)過理論和經(jīng)驗的修正。表3.1大跨度懸索橋施工監(jiān)控參數(shù)和靈敏度分類表構(gòu)件參數(shù)名稱影響范圍(或影響對象)敏感水平評論錨定塊錨平面坐標錨點位置一個主纜錨長調(diào)整量松弛索鞍的中心坐標主纜架設(shè)跨度三施工線形控制錨地沉降橋梁線形、橋塔內(nèi)力三塔架頂部和底部的彎矩錨具縱向滑動橋梁線形、橋塔內(nèi)力三塔架頂部和底部的彎矩錨固基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)橋梁線形、橋塔內(nèi)力三塔架頂部和底部的彎矩橋塔結(jié)構(gòu)尺寸變形量和應(yīng)力一個橋塔頂部的推壓剛度和壓力彈性模量變形量2橋塔頂部的推壓剛度和壓力溫度標高、垂直和水平位移、應(yīng)力三塔頂坐標收縮

13、、徐變和基礎(chǔ)沉降變形量三塔頂預(yù)高毛島結(jié)構(gòu)重量塔頂水平力平衡三塔頂縱向偏移升高貓線形，塔頂平衡狀態(tài)三承重索的彈性模量承重索的制造長度和變形三長度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計車座結(jié)構(gòu)尺寸施工變形及施工方案一個施工階段塔緣與纜索的相對關(guān)系建筑標高線性和橋接目標2施工線形和橋梁線形預(yù)偏置設(shè)置電纜對準和頂升控制三結(jié)構(gòu)重量鞍座自承和錨跨張力控制一個松弛的電纜鞍座主干電纜鋼絲直徑電纜重量和面積三橋梁纜索和橫梁的標高鋼絲的彈性模量無應(yīng)力長度一個橋梁纜索和橫梁的標高抗腐蝕部分自重和線性內(nèi)力2線脹系數(shù)安裝對準控制一個施工線形控制纜索股的彈性模量橋梁形狀三主纜跨度安裝對準調(diào)整2主纜垂度無應(yīng)力長度2線束和電纜溫度無應(yīng)力長度和線性判

14、斷2夾具和吊索夾具加工尺寸安裝位置一個夾鉗重量橋梁形狀控制一個吊索區(qū)域彈性變形2吊索的彈性模量彈性變形2吊索的制造長度加強梁對準和吊索力三加勁梁截面尺寸重量和長度一個光束重量和線性橋塔頂部的縱向位置。三建設(shè)方案有人值守模式2溫度龍和線形一個護欄和橋面鋪裝路面厚度結(jié)構(gòu)對齊和內(nèi)力三重量結(jié)構(gòu)對齊和內(nèi)力三建設(shè)方案和變形、局部應(yīng)力一個3.2監(jiān)測參數(shù)的獲取方法和要求大跨度懸索橋施工監(jiān)控參數(shù)應(yīng)通過以下方法獲取:實際現(xiàn)場測量對于與結(jié)構(gòu)的實際坐標、沉降和變形、幾何尺寸等相關(guān)的參數(shù)。，應(yīng)采用現(xiàn)場實測的方法來獲得。對于大地測量獲得的數(shù)據(jù)，應(yīng)以國家一等控制網(wǎng)為基準，根據(jù)工程具體情況布設(shè)二等水準控制網(wǎng)。對于結(jié)構(gòu)塔和錨的

15、測量，應(yīng)采用二等水準控制網(wǎng)，以達到二等水準控制精度。3.2.2實驗室和工廠的測量材料的彈性模量等參數(shù)應(yīng)通過實驗室測量獲得；鋼絲直徑、鋼絞線彈性模量、吊索彈性模量等參數(shù)。應(yīng)在加工過程中進行測量和試驗，并進行統(tǒng)計，提出統(tǒng)計確定的參數(shù)；吊索長度、加勁梁截面重量等。，應(yīng)按規(guī)范或設(shè)計及監(jiān)理要求在加工廠進行計量或稱重。3.2.3通過現(xiàn)場試驗進行識別有些參數(shù)不能通過現(xiàn)場測量直接獲得，也不能在實驗室或工廠獲得，只能通過間接方法獲得，如測試、實驗、計算分析、參數(shù)識別等。如橋塔頂部實際縱向推力剛度、主纜溫度場等。3.3監(jiān)測參數(shù)精度的檢驗對于現(xiàn)場測量得到的參數(shù)，應(yīng)通過復(fù)測和誤差檢驗，確認數(shù)據(jù)準確可靠，誤差在允許范圍

16、內(nèi)；對于通過實驗室試驗和工廠測量得到的參數(shù)，應(yīng)通過數(shù)據(jù)檢驗排除異常數(shù)據(jù)，選擇可靠性高的數(shù)據(jù)作為采用數(shù)據(jù)；對于通過現(xiàn)場試驗進行參數(shù)識別的方法獲得的參數(shù)，應(yīng)進行原因分析和反試算，以檢查識別數(shù)據(jù)的可靠性。3.4監(jiān)測所需的主纜施工條件3.4.1無溫差修正的條件懸索橋主纜施工中不進行溫差修正的基本條件是:待調(diào)整索股長度方向溫差小于2，待調(diào)整索股與基準索股平均溫差小于0.5，待調(diào)整索股與其下層索股平均溫差小于0.5；3.4.2未滿足溫度條件的修正當不能滿足3.4.1的條件時，應(yīng)測量縱向溫度場和各層鋼絞線的溫度，監(jiān)測計算應(yīng)考慮縱向溫度場的影響，并給出不同縱向測點的控制值。調(diào)索應(yīng)在同一檔距內(nèi)，考慮溫度修正后至

17、少應(yīng)比較三點。3.4.3主纜施工對風(fēng)環(huán)境的要求索調(diào)股所在的橋頂和橋中間風(fēng)速應(yīng)小于12m/s。3.4.4主纜截面溫度場的確定對于主纜的橫向溫度場，在條件允許的情況下，應(yīng)在野外環(huán)境下制作主纜節(jié)段，并與主纜施工同步架設(shè)鋼絞線。應(yīng)封閉該段兩端，并測量中間段的溫度場，作為主纜段實際溫度場的參考。同時，應(yīng)在實際主纜段布置適當?shù)臏y點，以便與測溫電纜進行對比。也可以在實際主纜上布置表面測點進行連續(xù)測量，然后利用參考熱物性參數(shù)，以表面測量作為邊界輸入，利用有限元法分析主纜內(nèi)部溫度場。3.5加勁梁重量的確定由于加勁梁重量的變化對實現(xiàn)線形控制精度的可靠性有很大影響，所以要對加勁梁重量(包括橋面鋪裝重量)進行稱重。4

18、監(jiān)控整體計算4.1總體計算的目的監(jiān)控的目的是檢查設(shè)計參數(shù)，提供各施工階段的理想狀態(tài)線形和內(nèi)力數(shù)據(jù)，對比分析各施工階段的實測值和理論值，識別和調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，預(yù)測和反饋成橋狀態(tài)，提供必要的控制數(shù)據(jù)。懸索橋的各個構(gòu)件一旦架設(shè)完成，出現(xiàn)誤差調(diào)整的可能性相對較小。為了使最終的完成狀態(tài)接近設(shè)計目標狀態(tài)，只能調(diào)整構(gòu)件后面構(gòu)造的構(gòu)件的參數(shù)。為了保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計線形和內(nèi)力能夠?qū)崿F(xiàn)，在開展具體的監(jiān)測工作之前，需要在理論參數(shù)和可能的施工方案的基礎(chǔ)上，對被監(jiān)測的結(jié)構(gòu)進行全面、準確的計算，從而綜合確定結(jié)構(gòu)各部分的理論數(shù)據(jù)，作為后期監(jiān)測的控制目標。在施工過程中，根據(jù)理論數(shù)據(jù)、收集的已安裝構(gòu)件的施工誤差和后續(xù)待施工構(gòu)件的設(shè)計

19、參數(shù)進行監(jiān)測和計算是懸索橋監(jiān)測最重要的手段。4.2總體計算的內(nèi)容總體監(jiān)測計算包括以下幾個方面:4.2.1設(shè)計評審和監(jiān)控目標狀態(tài)的確定監(jiān)控至少包括以下內(nèi)容:1)理論成橋狀態(tài)的審查(1)計算每個部件的理論重量和幾何特征；(2)吊索理論張力計算；(3)主纜成橋線形計算；(4)計算成橋狀態(tài)下橋塔上各鞍座的相對位置；2)理論空纜狀態(tài)檢查(1)理論空纜線形計算；(2)理論預(yù)偏差的計算；(3)理論錨跨張力的計算；3)理論無應(yīng)力尺寸審查(1)吊索理論無應(yīng)力長度的計算；(2)主纜理論無應(yīng)力長度的計算；(3)鋼梁無應(yīng)力制造長度的計算；(4)橋塔預(yù)高計算；4)驗算主纜的錨固調(diào)整?？紤]主纜的恒載誤差、彈性模量誤差、面

20、積誤差和制造長度誤差等因素，對主纜的影響參數(shù)和誤差進行分析，校核主纜錨碇的可調(diào)長度是否足夠。設(shè)計單位的計算側(cè)重于橋梁成橋狀態(tài)的分析，從結(jié)構(gòu)施工到最終成橋狀態(tài)的跟蹤計算和誤差調(diào)整主要由監(jiān)控單位完成。監(jiān)理單位接管設(shè)計圖紙后，應(yīng)對設(shè)計圖紙進行必要的審查，目的是了解設(shè)計圖紙，理解設(shè)計意圖，收集設(shè)計參數(shù)，檢查設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否能滿足擬定施工方案的要求；如果計算出的參數(shù)與設(shè)計一致，則進行計算分析，并與設(shè)計結(jié)果進行比較，看是否一致，因為監(jiān)測目標是設(shè)計的成橋狀態(tài)。如果監(jiān)測的目標成橋狀態(tài)與設(shè)計不一致，監(jiān)測就會偏離方向。4.2.2上部結(jié)構(gòu)理想施工全過程模擬分析以設(shè)計審查中建立的原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計提出的施工工藝或

21、施工單位確定的施工方案，建立上部結(jié)構(gòu)施工過程計算機仿真分析系統(tǒng)，計算加勁梁段的吊裝過程。根據(jù)結(jié)構(gòu)在理論施工狀態(tài)(無施工誤差)下各階段的施工參數(shù)，計算各施工階段的內(nèi)力、變形和監(jiān)控目標參數(shù)的理論值，提出相應(yīng)的施工建議，確定明確的安全措施，預(yù)測各階段結(jié)構(gòu)的形態(tài)。模擬計算應(yīng)至少提供以下結(jié)果:1)各施工階段主纜線形(各主跨八點標高；每個季度的標高)；2)各梁段安裝階段加勁梁的線形、內(nèi)力和應(yīng)力；3)各施工階段橋塔的偏差、內(nèi)力和應(yīng)力；4)鞍座頂升階段的布置，每個頂升階段的頂升量和最大頂升力；5)各階段主纜錨跨張力；6)恒載作用下加勁梁的內(nèi)力和應(yīng)力；7)恒載下的吊索力；8)恒載下橋塔的收縮、徐變和彈性壓縮；4

22、.2.3確定加勁梁的理論制造對準。在理論計算的基礎(chǔ)上，根據(jù)加勁梁的恒載設(shè)計內(nèi)力狀態(tài)，確定加勁梁的現(xiàn)場組裝線形。根據(jù)現(xiàn)場拼裝線形，考慮焊接要求和焊接變形的影響，確定加勁梁的工廠制造線形。4.2.4橋塔監(jiān)控計算1)確定橋塔的控制指標。建立詳細的橋塔實體分析模型，計算橋塔抗推剛度、塔頂預(yù)留沉降量、容許縱向位移和容許扭轉(zhuǎn)變形，確定橋塔后期施工的安全指標。計算中，控制橋塔頂部在不平衡力作用下向橋身方向的變形，以橋塔截面應(yīng)力不超過下列值為宜:一般情況下，橋塔柱截面不應(yīng)有拉應(yīng)力；考慮施工階段風(fēng)和塔頂不平衡力的共同作用，橋梁塔柱截面拉應(yīng)力應(yīng)不大于0.5MPa；在不超過一節(jié)梁吊裝和風(fēng)荷載組合的極短條件下，橋塔柱

23、截面的拉應(yīng)力不應(yīng)超過所用混凝土抗拉強度設(shè)計值的0.7倍。2)橋塔在截面不均勻溫度場作用下的撓度分析。在陽光和風(fēng)的作用下，塔的橫截面上各點可能出現(xiàn)溫差。在截面非均勻溫度場的作用下，橋塔會發(fā)生偏移和扭曲。在監(jiān)測中，需要建立詳細的橋塔實體分析模型，在實測溫度場的作用下，計算橋塔三維幾何狀態(tài)的變化，從而為橋塔的實際施工位置和受荷載影響的實際撓度提供識別參數(shù)。3)制定推鞍方案。主鞍座頂升方案的原則是:主鞍座頂升前后，鞍座兩側(cè)索力的水平分力差不應(yīng)使橋塔柱截面拉應(yīng)力超過控制值；主鞍座推前推后，鞍座兩側(cè)1.65倍的索力差不應(yīng)大于主纜在鞍座內(nèi)的靜摩擦力，以保證主纜不在鞍座內(nèi)滑動。根據(jù)橋塔的應(yīng)力和變形指標，在保證

24、橋塔和主纜在鞍座內(nèi)不滑移的前提下，確定鞍座的頂升階段、各頂升階段的頂升量、最大頂升力等。決心已定。4.2.5主纜監(jiān)控計算1)主纜制造長度的計算對于PPWS法施工的懸索橋，需要根據(jù)鋼絲材料的實際面積和彈性模量計算索股的制作加工長度。應(yīng)給出參考溫度下兩個錨頭前端面之間以及圖4.1所示標記點之間的鋼絞線無應(yīng)力長度。無應(yīng)力長度是PPWS法制作鋼絞線的基準參數(shù)，必須準確可靠。為了保證主纜無應(yīng)力長度計算的準確性，應(yīng)采用不同的方法校核中心索股的長度。如果沒有其他可靠的方法，至少應(yīng)進行以下檢查方法:利用繪圖軟件，根據(jù)設(shè)計的成橋狀態(tài)的主纜線形，畫出包括鞍形曲線在內(nèi)的主纜線形，然后測量主纜錨固點之間的長度，從而得

25、到主纜的近似線形長度S。根據(jù)主纜的安全系數(shù)要求，主纜的彈性應(yīng)變一般應(yīng)該在3左右，所以可以用這個數(shù)據(jù)來測試彈性伸長量。因此，主纜無應(yīng)力長度S0應(yīng)為0.997S左右，若與檢驗長度相差較大，則應(yīng)重新計算。2)主纜索鞍預(yù)撓度和中心線形計算鞍座預(yù)撓度的計算原則是:保證索股安裝時，每跨主纜相對于鞍座固定點的無應(yīng)力長度等于成橋設(shè)計值；鞍座兩側(cè)的索力差在給定的投影方向上等于零或給定值。索鞍的預(yù)變形對應(yīng)于電纜的安裝對準。施工監(jiān)控一般是根據(jù)獲得的橋塔和錨固點的位置和標高的施工誤差數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)應(yīng)在貓道架設(shè)前詳細放樣并標記)、主索股面積和彈性模量的誤差數(shù)據(jù)、橋塔的預(yù)高度(恒載彈性壓縮和收縮徐變變量)計算每個索鞍的預(yù)

26、撓度。然后，在實際預(yù)撓度的基礎(chǔ)上，計算各種溫度和跨度變化下主纜中心的架設(shè)線形(跨度中點的縱向位置和標高)。3)確定主纜股架設(shè)的合理層間距大跨度懸索橋主纜股的架設(shè)應(yīng)通過量化層間間距來完成。鋼絞線的層間距可按以下方法計算:假設(shè)鋼絞線的實際形狀為近視圓形截面，按空隙率22% 25%計算鋼絞線直徑。在施工和架設(shè)過程中，鋼絞線的層間距離應(yīng)按鋼絞線直徑加1 2mm控制，使層間距離固定在參考溫度。調(diào)整股線時，根據(jù)層間溫差計算影響，修正層間距離。4)基準索股安裝線形的監(jiān)測和計算根據(jù)主纜架設(shè)時主纜中心股的線形和層間距，并考慮主纜各點傾角的影響，計算基準股的監(jiān)控標高，確定主纜基準股的架設(shè)線形。溫度和跨距的變化會對

27、基準索股的排列產(chǎn)生影響。監(jiān)測計算應(yīng)給出各種溫度和跨度變化下的線形控制表或試驗公式或計算程序，供施工單位使用。5)相對基準索股架設(shè)的監(jiān)控計算從第二層開始，直立層的最外面的線股作為相對參考線股。根據(jù)主纜架設(shè)時的股間距和擬架設(shè)層的相對股與相鄰層的已架設(shè)基準(或相對基準)股之間的溫差，計算擬架設(shè)層的相對基準股相對于相鄰層的已架設(shè)基準(或相對基準)股的高度差，并基于相鄰層的已架設(shè)基準(或相對基準)股的線形調(diào)整擬架設(shè)層相對于基準股的線形。6)一般索股架設(shè)計算每層鋼絞線應(yīng)以該層相對基準鋼絞線為尺子，考慮待架設(shè)鋼絞線與相對基準鋼絞線溫差引起的高差調(diào)整量，計算相對于相對基準鋼絞線的高差進行施工調(diào)整。7)主纜錨固

28、張力計算計算纜索吊裝階段各種溫度變化下主纜每股索的錨固點張力，提供索股現(xiàn)場吊裝軟件或Excel計算表。8)主纜股架設(shè)過程中的抗滑計算在纜索股架設(shè)過程中，在溫度變化、橋塔偏移等作用下。，鞍座兩側(cè)的主索股會有索力差，應(yīng)檢查這種索力差是否會導(dǎo)致主索股在鞍座槽內(nèi)滑移。在極端情況下，抗滑安全系數(shù)應(yīng)不小于1.25。9)計算最不利條件下索鞍的最大水平支撐反力。在纜索股架設(shè)過程中，需要在精確預(yù)偏后臨時固定松弛的索鞍和主索鞍，以限制它們的縱向滑動。在施工控制和仿真分析系統(tǒng)中，可以計算出最大溫度變化和最大風(fēng)荷載下的松鞍座和主鞍座的臨時支撐反力，以便施工單位設(shè)計臨時支撐構(gòu)件。10)確定拆除松散鞍座支架的合理階段。通

29、過計算、分析和校核，確定了拆除松套支座的合理階段。計算和測量表明，如果在索股架設(shè)過程中對松鞍座進行固結(jié)，隨著索股架設(shè)的增加，在溫度變化的作用下，松鞍座的固結(jié)反力會變得很大，可能導(dǎo)致松鞍座臨時支座的強度失效。還可能導(dǎo)致主纜股逆著與鞍槽的摩擦力滑動，導(dǎo)致錨跨張力不均勻。因此，松索鞍的臨時支撐應(yīng)在后期滿足松索鞍自立和跨錨索股張力的條件下拆除。4.2.6主纜收緊后的參數(shù)識別及架設(shè)精度分析主纜索股架設(shè)張拉后，監(jiān)測單元利用每股索股表面溫度和主纜截面溫度場的測試數(shù)據(jù)，識別參數(shù)，確定主纜實際平均溫度；利用實際平均溫度、實測跨度和反饋計算的線性數(shù)據(jù)，確定主纜架設(shè)的實際無應(yīng)力長度；分析主纜的架設(shè)精度?？紤]主纜安裝

30、誤差、加勁梁重量誤差和第二階段恒載誤差，針對最終加勁梁線形調(diào)整加勁梁安裝預(yù)拱度。4.2.7電纜夾安裝位置的計算計算不同溫度下索夾的安裝位置和塔架的偏移量。4.2.8吊索下料長度的計算確定實際空纜形狀后，需要重新計算吊索長度。懸索橋加勁梁的形狀主要由空纜形狀、吊索長度和加勁梁上的恒載決定。一旦纜索股豎立起來，空纜索的形狀就確定了；吊索架設(shè)后，加勁梁的對準已經(jīng)確定；可見，懸索橋線形控制的關(guān)鍵在于控制主纜的架設(shè)線形和確定已完成空纜線形上的吊索長度。吊索長度確定后，不可能調(diào)整到橋形，就是可以調(diào)整，也可以稍微調(diào)整。以理論加勁梁線形為目標狀態(tài)，利用主纜實際架設(shè)線形、加勁梁精確的一級恒載和二級恒載，并考慮主

31、纜架設(shè)誤差，在施工監(jiān)控和仿真分析系統(tǒng)中計算吊索下料長度。由監(jiān)測單位計算調(diào)整后的吊索長度，經(jīng)設(shè)計計算確認后，將移交給制造商，并在施工安裝前通過嚴格的監(jiān)督達到吊索的制造精度。4.2.9貓道變化計算對貓道改造進行模擬監(jiān)控計算，得到貓道改造過程中橋塔的偏移和主纜的線形，并對貓道改造需要放松的長度調(diào)整進行分析，與實測結(jié)果進行對比。4.2.10加勁梁架設(shè)階段的監(jiān)控計算(1)索鞍頂升方案的修改通過以上理論分析，初步確定了索鞍頂升方案。在吊裝加勁梁之前，應(yīng)考慮各種誤差和施工設(shè)備、臨時機具的重量，然后重新計算，以確定是否需要調(diào)整頂升階段和頂升量。(2)加勁梁吊裝過程計算以已完成的橋面線形為目標狀態(tài)，在考慮各種施

32、工誤差的基礎(chǔ)上，根據(jù)加勁梁吊裝過程，考慮各種臨時荷載，重新計算主纜線形、加勁梁線形、索塔偏移、主纜股張力變化等。在每個階段，對4.2.3中加勁梁的制造線形進行適當調(diào)整，以確定加勁梁的實際吊裝線形。同時，在施工階段驗算風(fēng)荷載和溫度變化下的結(jié)構(gòu)安全性。(3)加勁梁合攏過程的計算根據(jù)合攏方案，對加勁梁的合攏過程進行模擬分析，計算合攏前后線形的變化，計算合攏施工所需的合理空間，并提出施工控制建議。合攏期間檢查臨時結(jié)構(gòu)和永久結(jié)構(gòu)的安全性。(4)無纜區(qū)加勁梁體系轉(zhuǎn)換計算。根據(jù)施工方法(臨時支撐或臨時吊索)，擬定無纜區(qū)加勁梁體系轉(zhuǎn)換方案，對體系轉(zhuǎn)換過程進行模擬分析，并對體系轉(zhuǎn)換過程中臨時結(jié)構(gòu)和永久結(jié)構(gòu)的安全

33、性進行校核；提出施工步驟和線形控制指令。(5)二期恒載及成橋線形計算根據(jù)橋面鋪裝機械設(shè)備情況和擬定的施工工藝，根據(jù)實際鋪裝容重和鋪裝工藝，計算鋪裝階段橋塔和加勁梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，提出施工控制建議。4.3懸索橋主纜理論線形及計算方法當不考慮鋼絲、鋼絲組成的索股和主纜的抗彎剛度時，懸索橋主纜可以簡化為理論索進行分析。根據(jù)對主纜自重分布方式的不同假設(shè)，理論索可分為拋物線理論和懸鏈線理論，懸鏈線理論比拋物線理論具有更高的計算精度。超大跨度懸索橋的監(jiān)控計算宜采用分段懸鏈線理論；對于跨度大于1500m或主纜直徑大于90cm的懸索橋，應(yīng)考慮主纜抗彎剛度對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的影響。成橋狀態(tài)下主纜線形的計算是設(shè)計

34、和監(jiān)控計算的基礎(chǔ)。在相同基準條件下，監(jiān)測計算結(jié)果應(yīng)與設(shè)計基本一致。成橋狀態(tài)線形計算前，應(yīng)首先設(shè)計主跨吊索力的分布狀態(tài)，滿足加勁梁的受力要求，并在施工過程中通過模擬試驗確認合理可行。將設(shè)計恒載張力、吊索自重、索夾和錨具自重作為作用在吊索中心的集中力，將主纜自重如繞絲自重作為沿主纜弧長的分布荷載，將主跨主纜作為分段懸鏈線。建立懸索橋主纜分段懸鏈線計算模型，以主跨指定點高程為設(shè)計值，迭代計算成橋線形。在計算線形和主纜長度時，要有可靠的方法考慮主纜鞍形曲線對主纜線形計算的影響。計算邊跨或非主跨線形時，應(yīng)以主跨計算確定的主纜水平力(或拉力)作為控制值，非主跨線形按相應(yīng)的力控制條件按分段懸鏈線法計算。1)

35、分段懸鏈線的計算理論和方法纜繩的理論自重實際上是沿纜繩長度均勻分布的。此時，對于纜索結(jié)構(gòu)，線形和載荷之間的平衡方程建立如下:(4.1)當兩端的高度差為C時，方程的解可以表示為懸鏈線:(4.2)中中公式(5.1)表示的曲線是一族懸鏈線，與拋物線的情況相同。如果在給定的曲線上任意一點的坐標值，整條曲線都可以完全確定。當兩個支座高度相等時，c=0(4.3)對于懸索橋主纜，其自重、纏結(jié)和保護重量可視為沿索長均勻分布，索夾重量、通過索夾傳遞的吊索重量和加勁梁恒載可視為作用在索夾點的集中力， 從而可以將主纜的精確計算模型簡化為分段懸鏈線模型:在兩個索夾之間，主纜的線形為懸鏈線，索夾點為每段懸鏈線的分界點，

36、分界點處的曲線。對于分段懸鏈線計算模型，在已知荷載、跨度、兩端高差以及索上任意一點相對于端點的位置后，可采用迭代法進行計算。一般根據(jù)設(shè)計圖紙中的線路要求確定主纜成橋狀態(tài)的理論頂點、錨固點和矢跨比(或中點位置和標高)，根據(jù)施工過程的分析可以確定吊索傳遞的加勁梁恒載。有了這些數(shù)據(jù)，參考圖5.2建立線性迭代計算過程:圖4.2主跨主纜線形計算步驟計算主跨線形，確定主跨恒載水平分力后，對于邊跨，一般要求主纜水平分力與主跨相等，這樣索力水平分力已知，邊跨線形可根據(jù)通過支撐點的條件確定，通過迭代計算確定。在得到各跨主纜線形后，根據(jù)懸鏈線理論計算主纜各索段的無應(yīng)力長度、伸長量、內(nèi)力和切線角，從而得到主纜的無應(yīng)

37、力設(shè)計長度，作為后續(xù)施工計算的基準。2)分段電纜考慮彎曲剛度的影響由于大跨度懸索橋主纜直徑較大，因此需要分階段進行內(nèi)力和線形分析。在基準索股的架設(shè)階段，可以采用不考慮抗彎剛度影響的懸鏈線，按照解析法計算基準索形，最終形成主纜。在加勁梁吊裝階段，宜將主纜簡化為一根考慮抗彎剛度影響的索，按照考慮抗彎剛度的節(jié)段索方法建立有限元計算模型，同時考慮主鞍座、松鞍座和錨具跨索曲線的影響，采用精細化方法進行分析。5結(jié)構(gòu)監(jiān)控試驗和監(jiān)控量測5.1橋塔應(yīng)力和溫度場監(jiān)測設(shè)備選擇橋塔應(yīng)力監(jiān)測主要用于了解橋塔在施工過程中，尤其是上部結(jié)構(gòu)施工過程中各控制部位的受力狀態(tài)，而溫度監(jiān)測則用于掌握橋塔結(jié)構(gòu)的整體溫度和截面的溫度場。

38、對于鋼筋混凝土橋塔，應(yīng)盡可能采用能同時測量應(yīng)變和溫度的傳感器作為測試元件，并盡可能考慮后期監(jiān)測或成橋荷載測試的需要。建議使用嵌入式鋼(或混凝土)應(yīng)變儀，表面應(yīng)變儀僅作為最后手段使用。對于鋼橋塔，建議采用應(yīng)變傳感器，溫度測試可采用獨立的溫度傳感器。布局原則由于索塔應(yīng)力的實測值與理論值之差不能滿足誤差分析或參數(shù)識別的要求，所以測試截面不宜過多，原則是能反映塔的控制應(yīng)力和溫度在截面和高度上的變化。一般來說，傳感器可以布置在兩側(cè)每個橋塔的一個塔柱上。試驗段位置應(yīng)由控制段選在塔底，控制段選在下橫梁上方，控制段選在橋塔頂部附近。測量點的布置對于鋼筋混凝土橋塔，應(yīng)沿每個試驗段外圍布置4 8個傳感器。5.2吊

39、索力的監(jiān)控設(shè)備選擇吊索力測試宜采用振弦式索力計的方法，有條件時可采用力傳感器。索力是懸索橋施工的主要監(jiān)控指標之一。目前平行鋼絲懸索索力的測量方法主要有兩種:強力傳感器和振動弦索力計，通過測量振動頻率可以反算出索力。力傳感器具有精度高、測試速度快、受環(huán)境干擾小等優(yōu)點，但價格相對較高，安裝拆卸復(fù)雜，適用于懸索橋吊索的力傳感器較少。振動式索力計測試速度慢，精度低，受環(huán)境干擾大，但價格便宜，安裝拆卸方便，在許多懸索橋和斜拉橋的施工監(jiān)控中應(yīng)用廣泛。對于地錨式懸索橋的吊索力，振弦式索力計可用于施工監(jiān)控中的測試。對于結(jié)構(gòu)安裝需要張拉的吊索，應(yīng)在張拉設(shè)備上安裝直接力傳感器，以控制錨固時的張力，并采用振動試驗方

40、法進行檢測。5.2.2監(jiān)測試驗?zāi)康暮蜏y點選擇索力監(jiān)測的主要目的是: =1 * GB3防止意外情況導(dǎo)致安裝索力過大； =2 * GB3為施工控制的誤差分析和參數(shù)識別提供實測參數(shù)； =3 * GB3用于估算加勁梁和相鄰吊索的內(nèi)力狀態(tài)。測試安裝在安裝梁段附近的五對吊索；對于遠離已安裝梁段的吊索，應(yīng)對已安裝電纜的40%進行取樣。5.3跨索股主纜錨的張力監(jiān)測設(shè)備選擇主索股張拉時，應(yīng)采用張拉設(shè)備控制張力，錨固后的測量應(yīng)采用振弦式索張力計結(jié)合力傳感器的方法進行。主錨跨索股張力是懸索橋施工中最重要的監(jiān)控指標之一。主錨跨纜受力試驗分為張拉階段試驗和后期試驗。張拉階段試驗是指監(jiān)測被張拉的索股；已經(jīng)錨固的索股會因為

41、溫度的變化而發(fā)生變化，對它們的監(jiān)測就變成了事后檢測。張拉時，應(yīng)在張拉設(shè)備下安裝測壓元件，直接測量張拉力，同時用振弦式拉索張力計進行對比測量，確定拉索的計算參數(shù)。在條件允許的情況下，應(yīng)在索股錨下安裝少量力傳感器，作為長期監(jiān)測和校準頻率測試參數(shù)的元件。5.3.2測試線的選擇和測試頻率長期以來，每3天應(yīng)在每個主播室內(nèi)抽取5%且不少于5股進行檢測。在主要或特殊的工作條件下，建議對所有鋼絞線進行一般測試。對于用于長期監(jiān)測的電纜，能夠反映溫度變化影響的代表性電纜、松動的電纜外殼(或松動的電纜套管)位移等。應(yīng)進行選擇，并應(yīng)均勻分布在錨室內(nèi)的電纜中。對于有松座的懸索橋，一般很難精確控制張拉力，因為在松座可以自

42、由移動之前，張拉的索股很少，跨錨的索股張力受溫度影響很大。在松鞍座能自由移動后，宜根據(jù)鞍座位置計算張拉索股的理論索力，測試實際索力，計算兩者無應(yīng)力長度的相對差值，調(diào)整索股長度，使實際索力盡可能與理論值一致。對于有松索套的懸索橋，在松索套安裝完畢并能自由移動后，應(yīng)根據(jù)理論值和實際測試值調(diào)整主錨跨的索力。跨鋼絞線主錨的張力監(jiān)控有以下主要目的: =1 * GB3確保錨固張力的準確性； =2 * GB3為施工控制的誤差分析和參數(shù)識別提供實測參數(shù)； =3 * GB3它用于計算錨跨鋼絞線安裝無應(yīng)力長度和主纜錨跨張力的合力?；谒髁ΡO(jiān)測的目的及其具體情況，拉力測試只能測試已張拉的索股和相鄰索股。5.3.3提

43、高振動法索力測試精度的措施為了提高測試精度，應(yīng)采用帶傳感器的張拉設(shè)備對吊索和錨跨鋼絞線進行張拉，采用振動法測試鋼絞線在相應(yīng)拉力下的振動頻率，并建立不同邊界條件的有限元模型。通過比較幾組試驗結(jié)果和計算結(jié)果，首先要確定合適的邊界約束條件。然后調(diào)整索段的抗彎剛度，通過試算確定索段的抗彎剛度，由多組試驗數(shù)據(jù)確定平均值。在確定邊界條件和截面抗彎剛度后，改變計算模型的索力，計算索力與振動頻率的關(guān)系曲線。在以后的測試中，可以通過測試振動頻率直接查表計算出索力，克服了公式計算中各參數(shù)誤差太大的缺點。影響振動法測試跨股吊索和主纜錨拉力準確性的主要因素有三個:(1)索截面抗彎剛度的影響；(2)索股邊界條件的影響；

44、(3)用于張力計算的鋼絞線長度。采用多種方法，準確識別上述三種影響，可以提高振動法索力測量的精度。5.4主梁應(yīng)力監(jiān)測對于采用梁段吊裝后鉸支，整體吊裝完成(或施加第二階段恒載)，然后剛性化的施工方法施工的懸索橋，一般不需要監(jiān)測加勁梁的應(yīng)力。5.5溫度監(jiān)控設(shè)備選擇溫度測量應(yīng)采用電子溫度傳感器，其測量精度一般為0.5。如果有特殊要求，要選擇精度更高的溫度傳感器。5.5.2布局原則對于基準索股，應(yīng)布置能反映縱向溫度變化的溫度測點，測點應(yīng)布置在橋塔兩側(cè)。對于一般鋼絞線，測點應(yīng)布置在相對基準鋼絞線和調(diào)整鋼絞線的每個跨距上；對于橫截面，測量點應(yīng)以統(tǒng)一的方式布置。由于溫度對結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力影響明顯，溫度對結(jié)構(gòu)的

45、影響可分為均勻溫度影響和非均勻溫度影響。溫度影響均勻是指整個結(jié)構(gòu)處于同一溫度場，溫度不均勻是指由于太陽光或?qū)崴俣鹊挠绊?，結(jié)構(gòu)各部分的溫度不一致。均勻溫度場的溫度變化對結(jié)構(gòu)的影響很小，因此懸索橋的施工控制總是在結(jié)構(gòu)各部分溫度盡可能接近的情況下進行。5.5.3測量點的總體布局基準股縱向測溫點的縱向布置見圖5.1。每個測點配備三個智能溫度傳感器，每個塔柱陰陽兩側(cè)各配備一個溫度傳感器。主纜表面內(nèi)外溫度存在差異，主纜越粗，內(nèi)外溫度差異越大。為了準確確定主纜截面的平均溫度，需要知道主纜截面的溫度場分布。在主纜上選擇一段布置溫度傳感器，確定主纜表面的內(nèi)外溫差和溫度場。圖6.1是橫截面溫度測量點布置的示意圖

46、。圖5.1主纜段溫度場測點布置圖5.6監(jiān)控測量5.6.1監(jiān)視和測量標準監(jiān)測應(yīng)符合國家和交通部頒布的相關(guān)計量標準。包括:1)中華人民共和國交通部公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2004)2)中華人民共和國國家標準:國家一、二等水準測量規(guī)范，GB/T 12897-2006；3)中華人民共和國行業(yè)標準:建筑變形測量規(guī)范(JGJ/T 8-97)4)中華人民共和國國家標準:工程測量規(guī)范(GB50026-93)5)中華人民共和國國家標準:GPS測量規(guī)范，GB/T 18314-20016)中華人民共和國行業(yè)標準:公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范，JTJ/T 06698，5.6.2監(jiān)視和測量內(nèi)容5.6.

47、2.1上部結(jié)構(gòu)施工前的監(jiān)控量測工作內(nèi)容1)建立上部結(jié)構(gòu)施工測量和監(jiān)控測量的局部控制網(wǎng)。上部結(jié)構(gòu)施工前，應(yīng)建立上部結(jié)構(gòu)施工測量和監(jiān)控測量的局部控制網(wǎng)。超大型懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工是懸索橋施工過程中工序最多、施工技術(shù)最復(fù)雜的關(guān)鍵階段，需要大量的施工測量和監(jiān)控測量。這些施工測量和監(jiān)控測量的基準應(yīng)是地面布設(shè)的穩(wěn)定、便捷、高精度的測量控制網(wǎng)。因此，上部結(jié)構(gòu)施工前，應(yīng)在橋梁施工測量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，加密上部結(jié)構(gòu)施工局部測量控制網(wǎng)。局部測量控制網(wǎng)應(yīng)為三維網(wǎng)，便于上部結(jié)構(gòu)施工測量和監(jiān)控測量。建立的控制網(wǎng)應(yīng)按工程測量二等平面和高程控制網(wǎng)的精度等級進行測量。當?shù)仄矫婵刂凭W(wǎng)可采用GPS靜態(tài)測量建立，當?shù)馗叱炭刂凭W(wǎng)可采用常

48、規(guī)水準測量和跨河水準測量相結(jié)合的方法建立。橋梁上部結(jié)構(gòu)施工局部控制網(wǎng)的主要功能是:(1)懸索橋基準索股和主纜絕對垂度測量控制和線形監(jiān)控的基準；(2)監(jiān)測懸索橋橋塔位移和跨度變化的基準；(3)懸索橋主梁線形監(jiān)控的基準；(4)懸索橋纜索夾位置放樣基準；(5)懸索橋橋塔和錨碇基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)測基準；(6)懸索橋錨碇基礎(chǔ)水平位移監(jiān)測基準。2)索塔頂標高和平面位置受溫度影響36 48小時的靜態(tài)變形監(jiān)測。至少應(yīng)選擇一個塔柱，并對其頂部標高和平面位置進行至少36小時的靜態(tài)變形觀測。大跨度懸索橋的橋塔普遍較高，溫度影響下的塔頂標高和平面位置的靜態(tài)變形及其變形規(guī)律對大跨度懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工中的橋塔偏差、跨度變化、

49、主鞍座撓度控制、參考索股和主纜垂度控制、索夾放線等有著至關(guān)重要的影響。因此，這種監(jiān)測應(yīng)在上部結(jié)構(gòu)施工前進行。由于各塔的荷載、結(jié)構(gòu)形式、施工方法、力學(xué)性能等基本相同，所以從一個塔的觀測試驗中得到的預(yù)測模型對其他塔有很大的參考價值。這種處理不僅能滿足超大型懸索橋施工監(jiān)控的需要，而且大大減少了測量監(jiān)控的外業(yè)工作量。(1)索塔頂部標高位置受溫度影響36 48小時的靜態(tài)變形監(jiān)測。高程靜態(tài)變形監(jiān)測基準點布置在索塔承臺基礎(chǔ)頂面，監(jiān)測點布置在索塔頂面。在下梁和中梁頂面分別設(shè)置一個轉(zhuǎn)點，用吊鋼尺水準測量進行觀測。測量時，要準備兩把50米和100米的鋼卷尺和四把水準儀。所有鋼卷尺和水平儀必須經(jīng)過相關(guān)測量部門的測試

50、和校準。承臺與下梁、中梁與上梁之間要掛50米鋼卷尺，下梁與中梁之間要掛100米鋼卷尺。必須對懸掛的鋼卷尺施加標準拉力。四個水準儀分別安裝在承臺、下梁、中梁和上梁上，同步觀測懸掛鋼卷尺。同時測量空氣溫度、鋼卷尺和索塔內(nèi)外表面溫度，從而對鋼卷尺進行溫度修正。這種監(jiān)測應(yīng)連續(xù)進行36 48小時，每小時一次。(2)索塔頂部平面位置受溫度影響36 48小時的靜態(tài)變形監(jiān)測。索塔頂部的靜態(tài)變形主要是由日照方向的變化引起的。比如早上陽光直射索塔東邊，東邊混凝土溫度比西邊高，產(chǎn)生溫差。由于熱脹冷縮的作用，索塔向西扭曲變形；到了下午，情況正好相反。但日照方向的變化和溫差與當?shù)貢r間有關(guān)。因此，扭轉(zhuǎn)變形觀測的內(nèi)容包括觀

51、測時間、氣溫、索塔混凝土表面溫度和索塔在橫橋方向的位移。而且必須連續(xù)觀測36-48小時，才能得到索塔在此高度扭轉(zhuǎn)變形隨時間和溫度變化的數(shù)學(xué)模型。最后，根據(jù)這個數(shù)學(xué)模型，可以計算出任意時刻的扭轉(zhuǎn)變形。3)上部結(jié)構(gòu)施工期間的錨、索塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測在上部結(jié)構(gòu)施工過程中，需要連續(xù)測量錨碇和橋塔基礎(chǔ)的沉降。在上部結(jié)構(gòu)施工過程中，主纜和主梁的巨大重量將逐漸作用在錨塔基礎(chǔ)上，可能引起錨塔基礎(chǔ)的均勻和不均勻沉降，從而影響懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量和安全。此外，為了驗證錨、塔基礎(chǔ)設(shè)計的合理性和施工質(zhì)量，應(yīng)檢查錨、塔基礎(chǔ)上布置的沉降監(jiān)測點。在上部結(jié)構(gòu)施工過程中，應(yīng)定期進行不間斷的沉降監(jiān)測，了解地腳螺栓和索塔基礎(chǔ)的穩(wěn)定

52、性，以確保上部結(jié)構(gòu)施工的準確性和成橋質(zhì)量。(1)監(jiān)控要求根據(jù)規(guī)范，沉降監(jiān)測應(yīng)能監(jiān)測2mm以上的錨桿和索塔基礎(chǔ)的均勻沉降和不均勻沉降。為了達到如此高的監(jiān)測精度，按照目前的技術(shù)和手段，只有采用精密幾何水準測量的方法，即使用精密水表(WILD N3或ZAISS Ni004)及其配套的精密銦鋼水準尺、標準尺墊和尺支撐架，按照某一精度等級的水準測量要求，采用往返水準路線或閉合水準路線的形式，定期從基準點開始觀測布設(shè)在構(gòu)筑物基礎(chǔ)上的監(jiān)測點，監(jiān)測點在不同時期的高程變化是錨桿、索塔基礎(chǔ)受荷載作用引起的監(jiān)測點沉降。(2)基準點和監(jiān)測點的設(shè)計和埋設(shè)。對錨、索塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測基準點的位置和數(shù)量要求:穩(wěn)定，作為變形監(jiān)測

53、的基準點，必須遠離建筑物荷載影響的區(qū)域，有一定的埋深，不易損壞；聯(lián)合測量方便；(3)至少有三個，以便通過基準點的聯(lián)測來監(jiān)測和檢驗基準點的穩(wěn)定性。錨、索塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測點的位置和數(shù)量要求:監(jiān)測點應(yīng)布置在最能反映被觀測建筑物變形特征的位置，故應(yīng)布置在建筑物基礎(chǔ)設(shè)計的后澆帶或沉降縫兩側(cè)、建筑物不同樓層邊界兩側(cè)、建筑物荷載集中處、建筑物軸線及其周圍；(2)點位應(yīng)布置在便于觀測、點位穩(wěn)定、施工干擾小的地方；點數(shù)應(yīng)能反映整個建筑基礎(chǔ)的變形，并滿足變形分析的需要。(3)觀測路線的設(shè)計基準點之間的水準測量應(yīng)以閉合水準路線的形式進行；監(jiān)測點之間的水準觀測也應(yīng)采取閉合水準路線的形式，至少應(yīng)形成兩個以上的閉合環(huán)；基準

54、點與監(jiān)測點之間的水準測量應(yīng)以往返水準路線的形式進行。閉合或附合水準路線具有冗余觀測，有利于檢測外業(yè)觀測中的誤差和粗差，提高外業(yè)觀測數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和可靠性，同時有利于嚴格平差數(shù)據(jù)，提高精度。(4)沉降監(jiān)測的觀測精度設(shè)計。沉降觀測采用國家二等水準測量的精度要求和觀測方法，對錨桿和索塔基礎(chǔ)的微小(2mm)沉降進行監(jiān)測。(5)沉降監(jiān)測的觀測周期設(shè)計。應(yīng)根據(jù)荷載的增加(層數(shù))、施工進度和沉降量來確定。根據(jù)規(guī)定，上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進行首次觀測，首次觀測應(yīng)連續(xù)獨立進行兩次，作為沉降計算的相對基準；之后應(yīng)每月或貓道施工前后、主纜施工前后、主梁施工前后觀測一次?；鶞蔬€應(yīng)每四個月重新測量一次，以監(jiān)控基準的穩(wěn)定性。(

55、6)沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。對于從外界采集的數(shù)據(jù)，首先要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，即在觀測過程中，實時計算各站的精度指標。對于超限站，應(yīng)及時進行復(fù)測和補測。路線觀測結(jié)束后，應(yīng)計算路線的往返測量誤差或閉合差，以評價野外觀測的精度。之后，進行數(shù)據(jù)的后處理。首先將已傳入計算機的合格外業(yè)數(shù)據(jù)按最小二乘原理進行嚴格平差計算，計算出本周期的觀測高程和室內(nèi)精度評定。然后，根據(jù)本期和前期的觀測高程，計算各監(jiān)測點的相對沉降和累積沉降，計算沉降速度，繪制時間或荷載沉降曲線；最后，根據(jù)每個循環(huán)的相對沉降量和累積沉降量，進行變形分析和變形預(yù)測。利用方差分析來分析各監(jiān)測點的沉降是否為顯著變形，并進行變形預(yù)測。利用回歸分析

56、建立變形模型，根據(jù)建立的變形模型預(yù)測未來沉降量。4)主鞍座和松鞍座的三維位置，以及每個主鞍座和松鞍座的里程、中線和高差的測量。上部結(jié)構(gòu)施工前，應(yīng)對塔和錨進行測量，以獲得關(guān)鍵控制點的準確實際數(shù)據(jù)。上部結(jié)構(gòu)施工前，首先要收集地腳螺栓、索塔及松鞍、主鞍的控制測量和竣工測量資料，分析了解這些與懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工密切相關(guān)的建筑物和機械構(gòu)件的施工安裝精度。此外，根據(jù)當?shù)販y量控制網(wǎng)點，主鞍座和松鞍座的三維位置以及各主鞍座和松鞍座的里程、中線和高差的測量，應(yīng)采用測邊交會或轉(zhuǎn)角交會或極坐標法和吊鋼尺水準測量或直接水準測量的方法， 而南北索塔的檔距和高差的測量以及同一索塔上下游兩塔柱間的距離和高差的測量，可直接用

57、測距儀或全站儀在頂梁和上梁處進行測量。 塔頂采用精密水準儀跨河水準測量，直接測量南北索塔高差和同一索塔上下游兩塔高差。以上數(shù)據(jù)是懸索橋上部結(jié)構(gòu)監(jiān)控計算和變形監(jiān)測的重要依據(jù)和原始數(shù)據(jù)，必須在上部結(jié)構(gòu)施工前準確收集。5.6.2.2主纜施工階段施工測量和監(jiān)控測量的內(nèi)容1)貓道施工過程中橋塔軸向位移和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的測量貓道施工時，應(yīng)測量橋塔軸向的位移和扭轉(zhuǎn)，并采取措施控制貓道施工后輪軸頂部橋梁的軸向變形和扭轉(zhuǎn)變形。為了使貓道施工的線形最大限度地接近設(shè)計線形，以便于后基準索股和主纜的施工，除了更好地測量和控制貓道索的垂度外，還應(yīng)監(jiān)測和控制該工況下橋塔的水平位移和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，因為貓道的垂度與南北索塔之間的跨度密

58、切相關(guān)， 通過監(jiān)測橋塔的水平位移可以得到南北索塔之間的跨度變化。 另外，如果同一索塔的兩塔之間水平位移不同，橋塔就會發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。橋塔扭轉(zhuǎn)變形的出現(xiàn)表明貓道索對同一索塔兩塔的作用力不同，會影響貓道索施工質(zhì)量。因此，貓道施工過程中應(yīng)監(jiān)測和控制橋塔的水平位移和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。貓道施工過程中橋塔水平位移和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)測可采用“測邊交會或測角交會”的方法進行。此時，監(jiān)測點布置在四座塔的頂面，具體位置在南北索塔的橫橋幾何軸上。監(jiān)測點的位置可采用測量放樣的方法預(yù)先放樣，并在此位置設(shè)置強制對中裝置。監(jiān)測站可采用局部平面控制網(wǎng)點。該監(jiān)測點的初始值應(yīng)在索塔裸露狀態(tài)下觀測，貓道施工不同工況下測得的監(jiān)測點坐標與其初始值之

59、差即為該工況下索塔的水平位移，而東、西索塔在該工況下的水平位移之差即為貓道施工時橋塔的扭轉(zhuǎn)變形。2)安裝過程中監(jiān)測主索鞍和松弛索鞍的預(yù)變形當塔身應(yīng)裸露時，應(yīng)采用極坐標法放樣索塔和鞍座墩的幾何軸線。主索鞍和松索鞍安裝后，根據(jù)索塔和松索鞍幾何軸線與主索鞍和松索鞍幾何軸線之間的距離，控制主索鞍和松索鞍在安裝過程中的預(yù)撓度。3)監(jiān)測基準索股的絕對垂度對于基準索股的架設(shè)，應(yīng)采用幾何測量的方法測量標高和水平，并通過試驗確定影響橋址測量精度的參數(shù)?；鶞仕鞴傻募茉O(shè)、監(jiān)控和測量是保證懸索橋主纜線形的重要施工步驟，應(yīng)采用合理可靠的測量方法。(1)監(jiān)測基準索股絕對垂度的重要性基準股絕對垂度的監(jiān)測本質(zhì)上是基準股形的監(jiān)

60、測，即測量基準股重要部位(跨中、邊跨、跨中)的絕對垂度，即標高，與相應(yīng)工況下監(jiān)測計算出的垂度值進行比較，以控制和調(diào)整基準股形?；〈箿y量應(yīng)采用兩種不同的測量方法進行，以便相互驗證和檢查，從而保證基準股的線形?；鶞仕鞴蓸烁叩臏y量和調(diào)整在懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工中起著非常重要的作用?；鶞仕鞴傻木€型本質(zhì)上是未來主纜的線型，因為主纜中其他索股的線型是根據(jù)基準索股的線型相對控制的，所以基準索股的測量要絕對可靠，滿足設(shè)計精度的要求，同時要考慮溫度變化的影響。由于西堠門大橋的索股較長，溫度的微小變化會極大地影響索股的長度，進而影響基準索股在跨中和邊跨的絕對垂度。因此，絕對弧垂的測量應(yīng)在夜間氣溫變化不大的時間段進行觀