北街水道桥施工监控方案.doc

北街水道桥施工监控方案 江苏省交通科学研究院公司 长安大学 二 一四年六月 目 录 一 工程概况 1 1 1 项目概况 1 1 2 斜拉桥主梁 1 1 4 斜拉索 4 1 5 设计标准 4 二 主桥监控概述 5 2 1 主桥监控技术依据 5 2 3 施工控制目标 6 2 4 控制原则 6 2 4 1 受力要求 6 2 4 2 线形要求 7 2 4 3 调控手段 7 2 5 主桥监控方法 7 三 主桥监控内容 9 3 1 理论计算 9 3 1 1 正装计算方法 9 3 1 2 倒装计算方法 9 3 2 主桥施工控制 11 3 2 1 主梁高程监控 11 3 2 2 主梁平面线形监控 12 3 2 3 斜拉索索力监控 12 3 2 4 桥塔应力监控 13 3 2 5 主梁应力监控 15 3 2 6 索塔监控 16 3 2 7 温度监测 18 3 2 8 混凝土弹性模量及容重的测定 21 3 2 9 裂缝观测 21 3 3 施工控制的精度 22 3 4 施工控制的工作工况及注意事项 22 3 5 施工控制数据传递路线 27 3 5 1 施工控制指令下达路线 27 3 5 2 测量数据反馈路线 27 四 施工程序及异常情况的对策 28 4 1 索塔施工 28 4 2 斜拉索安装 含阻尼减振器 28 4 3 桥面铺装等二期恒载 28 4 4 二次调索 28 4 5 成桥恒载状态 29 五 施工全过程的软件计算分析介绍 30 5 1 MIDAS CIVIL 专用程序 30 5 2 ANSYS 有限元通用程序 31 六 施工监控重点分析 34 6 1 索塔施工控制 34 6 1 1 施工监控计算 34 6 1 2 施工监控测量 34 6 2 主梁施工监控 34 6 3 斜拉索张拉阶段施工监控 34 6 4 桥面铺装过程施工监控 35 6 5 成桥状态监控 35 七 线形控制最终目标及成果形式 36 八 监控实施组织研究形式及人员安排 37 8 1 施工控制现场机构组织方案 37 8 2 监控单位人员总体安排 37 8 3 联系单传递方式 38 九 施工监控工作部署 39 9 1 项目人员安排 39 9 2 监控工作计划 40 附件 1 北街水道桥施工监控表格 1 一 工程概况 1 1 项目概况 北街水道桥采用双塔中央索面预应力混凝土斜拉桥 跨径布置为 60 150 380 150 60 800m 中跨及边跨均布设斜拉索 斜拉索采用准辐射形布 置 双索面 在外侧锚固 索塔采用柱式索塔 索塔塔柱非锚固区段为钢筋混 凝土构件 索塔牛腿为预应力混凝土构件 索塔锚固区为钢结构 钢锚箱与混 凝土塔柱采用预应力钢绞线连接 塔柱断面形式考虑了结构受力需要和建筑景 观效果的要求 北街水道桥立面布置图 如图 1 1 所示 附注 图中标注以 cm 为单位 图 1 1 北街水道桥立面布置图 1 2 斜拉桥主梁 北街水道桥主桥中跨 次边跨及边跨主梁采用大悬臂单箱五室预应力混凝 土梁 预应力混凝土梁全宽 41m 顶宽 40 8m 底板宽 21 6m 梁高 4 0m 箱 梁内设置 4 道实腹式板 中腹板厚 0 4m 在靠近索塔区适当加厚 边腹板厚 0 25m 底板及斜底板厚度 0 26m 在靠近索塔无索区适当加厚 斜底板同时兼 底板 腹板的功能 拉索锚固于中腹板 如图 1 2 所示 40821625 附注 图中标注以 cm 为单位 图 1 2 北街水道桥主桥混凝土梁构造图 1 3 索塔及基础 北街水道桥采用塔梁支撑体系 索塔采用双塔中央索面 包括塔座 下塔 柱 中塔柱 上塔柱和索塔附属结构设施 避雷设施 航空警示灯等 塔柱总 高度为 111 188m 塔顶高程为 117 762m 桥面以上高度为 84 615m 索塔自塔 顶向下 20m 为正八边形截面 由此向下 30m 位正八边形向正方形过渡段 由此 向下 7 5m 为正方形截面直线段 由此至塔底由正方形变化到矩形截面 圆曲线 顺桥向 R 474 05m 圆曲线横桥向 R 1373 10m 塔顶截面为八边形 内切圆 半径 9m 截面过渡到正方型截面处 塔柱最小尺寸 边长 6 9m 塔底尺寸 为 13 0m 9 0m 顺桥向 横桥向 根据受力和总体刚度需要 塔柱设置实心牛 腿 牛腿悬臂长度 3 5m 牛腿采用变高度结构 高 2 0m 5 0m 顶底板宽 4 0m 索塔钢锚箱高 9 45m 顺桥向长度 5 98m 横桥向宽度 6 08m 考虑到常 规吊装设备的可行性 将索塔钢锚箱分为 8 个锚室 上塔柱横桥向外侧面上段直线斜率为 1 47 619 上塔柱与中塔柱过渡段为 直线段 中塔柱及下塔柱为圆曲线变化段 半径为 1373 10m 的圆弧光滑连接 从侧面看 上塔柱两侧面线为竖直直线 下塔柱为圆曲线变化段 主塔构造如 图 1 3 所示 附注 图中标注以 cm 为单位 图 1 3 北街水道桥主塔构造图 1 4 斜拉索 北街水道桥中跨及边跨均布设斜拉索 斜拉索采用准辐射形布置 双塔中 央索面 在内侧锚固全桥共2 116 232 根斜拉索 标准索矩6 0m 最长索约 205 2 m 单根最大重量231 4KN 最大规格为PES7 337 根据索力分为PES7 187 PES7 211 PES7 241 PES7 253 PES7 283 PES7 301 PES7 313 PES7 337 共8 种规格 成品斜拉索应具有按 斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝 拉索技术条件 GB T 18365 2001 的要求 进行外观 长度 超张拉 弹 性模量 静载性能等检测外 其动载性能应满足 疲劳应力幅值均为200MPa 斜 拉索保护层不应有明显损伤 锚具无明显损坏 锚杯与螺母旋合正常 成品斜 拉索应具有优良可靠的防腐体系 其使用寿命应满足不小于30年的要求 为抑 制拉索的风 雨激振和涡激振动 本桥采用气动措施 阻尼器并用的综合减振 方案 1 5 设计标准 1 公路等级 六车道高速公路 2 荷载标准 公路 级 3 设计速度 100km h 4 行车道宽 2 3 3 75m 5 桥面宽度 40 8m 6 最大纵坡 2 5 7 桥面横坡 2 8 设计洪水频率 1 300 9 通航水位 最高设计通航水位 5 574m 国家 85 高程基准 最低设计通航水位 0 244m 国家 85 高程基准 10 通航净空尺度 净宽不小于 330m 通航净高 22m 单孔双向通航 11 设计风速 10m 高百年一遇 10 分钟最大平均风速 31 3m s 12 抗震设防烈度 抗震设防烈度 7 度 抗震设防措施等级为 8 级 二 主桥监控概述 2 1 主桥监控技术依据 1 江门至广州番禺高速公路及江珠高速公路北延线江门四村至顺德均安 段第 TJ11 合同段两阶段施工图设计 2 北街水道大桥施工过程监测控制合同协议书 3 公路工程技术标准规范 JTG B01 2003 4 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 5 公路斜拉桥设计细则 JTG T D65 01 2007 6 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 7 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 8 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ 025 86 9 公路桥梁抗震设计细则 JTG T B02 01 2008 10 公路桥位勘测设计规范 JTJ 062 91 11 公路工程地质勘测规范 JTJ 064 98 12 公路交通安全设施设计规范 JTG T D81 2006 13 公路交通安全设施施工技术规范 JTG F 71 2006 14 公路工程结构可靠度设计统一标准 GB T 50283 99 15 公路环境保护设计规范 JTG B04 2010 16 公路桥梁抗风设计规范 JTG T D60 01 2004 17 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 18 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 19 公路路线设计规范 JTG D20 2006 20 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61 2005 21 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG T B07 01 2006 22 钢筋机械连接通用技术规程 JG107 2003 2 2 施工监控的必要性 斜拉桥是高次超静定结构 它对成桥线形有较严的要求 每个节点坐标的 变化都会影响结构内力的分配 桥梁线形一旦偏离设计值 势必导致内力偏离 设计值 另外 主梁 索塔和拉索之间刚度相差十分悬殊 受拉索垂度 温度 变化 风力和日照影响 施工临时荷载 混凝土收缩徐变等复杂因素干扰等等 使力与变形的关系十分复杂 在施工理论计算中 虽然可以采用多种计算方法 算出各施工阶段或步骤的索力和相应的梁体变形 但是按理论计算所给出的索 力 线形进行施工时 结构的实际变形却未必能达到预期的结果 这主要是由 于设计时所采用的计算参数诸如材料的弹性模量 构件重量 混凝土的收缩徐 变系数 施工中温度变化以及施工临时荷载条件等与实际工程中所表现出来的 不完全一致所引起的 斜拉桥在施工中表现出来的这种理论与实际的偏差具有 累积性 如不加以及时的有效的控制和调整 随着主梁悬臂施工长度的增加 主梁标高最终会显著偏离设计目标 造成合龙困难 并影响成桥后的内力和线 形 因此 斜拉桥施工控制监测 控制是保证斜拉桥达到设计要求的重要手段 2 3 施工控制目标 施工监控应确保竣工成桥时结构的线形 应力状态和支反力与设计成桥状 态保持一致 在施工过程中应力的幅度始终处于容许的安全范围内 2 4 控制原则 斜拉桥竣工后的线形应符合设计要求 且索力及结构内力应在允许范围内 是施工控制的基本原则 2 4 1 受力要求 反映斜拉桥受力的因素应包括主梁 索塔和斜拉索三大部分的截面内力和 支座反力 通常在斜拉桥中主梁的上下缘正应力不起控制作用 在恒载已定的 情况下 成桥索力是影响主梁正应力的主要因素 成桥索力的变化会对其产生 较大影响 而主梁的应力与主梁截面轴力和弯矩有关 因为轴力的影响较小且 变化不大 所以弯矩是主梁中起控制作用的因素 索塔的情况与主梁类似 只 是索力对索塔的影响没有主梁那么敏感 索塔中应力通常容易得到满足 索力 要满足最大最小索力要求 最大索力要求即钢丝强度要求 最小索力要求即拉 索垂度要求 成桥后斜拉桥各构件应力要满足设计单位所提供的设计成桥状态 的应力要求 2 4 2 线形要求 线形主要是指主梁标高 索塔的位置与变位 主梁的标高观测是大桥施工 控制的一项重要工作 它将反映主梁在整个施工过程中的位移变化情况 为结 构控制参数识别 后期施工状态预测及满足成桥后桥面线形平顺有着重要的作 用 在主梁的施工过程中 索塔的偏移不但会引起加劲梁标高的变化 而且会 引起斜拉索索力的变化 另一方面 索塔的位置与变位将确定索塔在施工过程 及成桥后的位置与线形 考虑非线性效应 索塔线形缺陷将导致其成桥状态下 受力的不合理 因此 控制索塔的位置与变位是十分必要的 2 4 3 调控手段 对于主梁和索塔内力的调整 最直接的手段是调整索力 由于索力较小的 变化就会在主梁中引起较大的内力的变化 而索力本身又有一定的变化幅度 因此 索力可作为成桥目标中受力的调控手段 对于主梁线形的调整 调整辅助墩的立模标高和混凝土箱梁标高是最直接 的手段 将参数误差以及索力调整引起的主梁标高的变化通过辅助墩的立模标 高和主梁标高的调整予以修正 2 5 主桥监控方法 本桥施工监控中采用自适应控制方法 自适应控制方法对于大跨度 特大 跨度斜拉桥 施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的一个 重要原因是有限元计算模型中的计算参数的取值 并且主要是混凝土的弹性模 量 材料的比重 徐变系数的取用等与施工中的实际情况有一定的差距 要得 到比较准确的控制调整量 必须在根据施工中实测到的结构反应修正计算模型 中的这些参数值 以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后自动适应结构的 物理力学规律 在闭环反馈控制的基础上 再加上一个系统参数识别过程 整 个控制系统就成为自适应控制系统 但当结构测量的受力状态与模型计算结果 不相符时 把误差输入到参数识别法中去调节计算模型的参数 使模型的输出 结果与实际测量的结果相一致 得到修正的计算模型参数后 重新计算各施工 阶段的理想状态 再按反馈控制方法对结构进行控制 这样 经过几个工况的 反复辨识后 计算模型就基本上与实际结构相一致了 在此基础上可以对施工 过程的各个施工状态进行更好的控制 由于大跨度斜拉桥一般多采用悬臂拼装或悬臂浇筑的施工工艺和施工方法 主梁在塔根部的相对线刚度较大 变形较小 因此 在施工控制初期 参数不 准确所带来的误差对全桥线形的影响较小 这对于上述自适应控制思路的应用 非常有利 经过几个节段的施工后 计算参数已得到修正 为跨中变形较大的 节段的施工控制创造了良好条件 然而 参数识别过程是自适应控制的关键 其任务就是根据对控制目标 如索力 主梁标高 塔的变位和结构应力等 的 测量值与计算值之间的误差反算施工过程模拟计算中选用的参数 如混凝土的 弹性模量 主梁自重集度 挂篮刚度 徐变系数等 目前参数识别的算法有二 类 一类是基于误差最小化的算法 如最小二乘法等 另一类则是基于随机状态 估计理论的算法 如普遍推广的卡尔曼滤波法等 大跨度斜拉桥自适应控制框 图 如图 2 1 所示 图 2 1 施工过程中的自适应控制框图 三 主桥监控内容 3 1 理论计算 3 1 1 正装计算方法 正装计算法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来进行结构受力和变形分析 它能较好地模拟桥梁结构的实际施工历程 能得到桥梁结构在各个施工阶段的 位移和受力状态 这不仅可用来指导桥梁设计和施工 而且对桥梁施工控制提 供了依据 同时 在正装计算中 能较好地考虑一些与桥梁结构形成历程有关 的影响因素 如结构的非线形问题和混凝土收缩 徐变问题 为了计算出桥梁结构成桥后的受力状态 只有根据实际结构配筋情况和施 工方案设计逐步逐阶段地进行计算 最终才能得到成桥结构的受力状态 这种 计算方法的特点是 随着施工阶段的推进 结构形式 边界约束 荷载状况在 不断地改变 前期结构将发生徐变 其几何位置也在发生改变 因而 前一阶 段结构状态将是本次施工阶段结构分析的基础 我们将这种按施工阶段前后次 序进行的结构分析方法称为正装计算法 也称为前进分析法 正装计算法可以 严格按照设计好的施工步骤进行各阶段内力分析 但由于分析中结构节点坐标 的迁移 最终结构线形不可能完全满足设计线形 3 1 2 倒装计算方法 倒装计算法是按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程来进行结构行为分 析 倒装计算的目的就是要获得桥梁结构在各施工阶段的理想位置和理想的受 力状态 实际施工中桥梁结构线形的控制与强度控制同样重要 线形误差将造成桥 梁结构的合拢困难 影响桥梁建成后的美观和运营质量 为了使竣工的的结构 保持设计线形 在施工过程中用设置预拱度的方法来实现 而对分阶段施工的 连续梁桥 斜拉桥 悬索桥等复杂结构 一般要给出各个施工阶段结构物控制 点的标高 预抛高 以便最终使结构物满足设计要求 这个问题用正装法难 以解决 而倒装计算法能够解决这一问题 倒装计算法的基本思想是 假设 时刻结构内力分布满足正装计算 时0t 0t 刻的结果 线形满足设计要求 在此初始状态下 按照正装分析的逆过程 对 结构进行倒拆 分析每次卸除一个施工段对剩余结构的影响 在一个阶段内力 分析得出的结构位移 内力状态便是该阶段施工的理想状态 本桥中 采用倒装 正装迭代法的计算方法 对于大跨径斜拉桥 施工计 算中如不考虑混凝土收缩 徐变的影响 计算结果将发生较大的偏差 但是混 凝土的徐变与结构形成的过程有关 原则上倒装法无法进行徐变计算 这是因 为徐变计算在时间上只能是顺序的 而倒装法在时间上则是逆序的 一般可应 用迭代法来解决这个问题 即第一轮倒装计算时不计混凝土的收缩 徐变 然 后以倒装计算结果进行正装计算 逐阶段计算混凝土的收缩 徐变影响 再进 行倒装法计算时 按阶段叠加加入正装计算时相应阶段混凝土的收缩 徐变影 响 如此反复迭代 直至计算结果收敛 施工监控理论分析按照设计方给出的施工工序及基本参数 首先确定合理 的成桥状态 然后采用倒拆和正装计算相结合的办法确定各施工状态下的结构 受力和变形等控制数据 与设计和监理单位相互校对确认无误后作为斜拉桥施 工控制的理论轨迹 各施工状态下以及成桥阶段各状态变量的理论数据包括 索塔施工过程的位移和应力 索塔施工过程的预偏值 混凝土梁的立模标高和施工过程控制截面的应力应变 斜拉索张拉索力 成桥索力值以及各施工过程的中间索力值 辅助墩墩顶的标高 墩 塔梁支座和辅助墩的反力 施工监控理论分析的内容主要有 索塔施工过程的理论分析 混凝土梁施工过程的理论分析 斜拉索张拉施工过程的理论分析 二期恒载施工过程的理论分析 3 2 主桥施工控制 北街水道桥主桥施工监控内容如下 1 索塔几何位置 2 索塔索套管定位 3 主梁施工线形及成桥线形 4 主梁的几何位置 5 斜拉索无应力长度 6 拉索塔端锚点和梁端锚点的位置 7 斜拉索施工阶段索力及成桥索力 8 施工阶段及成桥的索塔应力 上述八方面监控以主梁高程监控 斜拉索索力监控和应力监控为主 3 2 1 主梁高程监控 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 1 主梁挠度测点纵向布置图 混凝土主梁挠度监控 对混凝土主梁进行标高测点的布置 纵向布置如图 3 1 中跨中截面所示 每一梁段距自由端 1m 另一端与已浇筑梁段连接 设立三个标高观测点 同时 也作为坐标观测点 即共有 123 个截面 相应截面挠度测点横向布置图如图 3 2 所示 图 3 2 混凝土箱梁截面挠度横向测点布置图 3 2 2 主梁平面线形监控 主桥平面线形监控主要是在每施工一个主梁节段后 监控桥轴线实际平面 坐标是否与设计平面坐标吻合 平面线形控制属常规测量监控 比主梁高程控 制要简单 因为其影响因素相对少 容易控制 平面监控测点设在主梁顶面中 心 3 2 3 斜拉索索力监控 斜拉索索力监控是施工监控的重要部分 每一根成品索出厂前须预张拉 预拉力为标准破断荷载的 0 55 倍 在施工过程中 为减少非线性影响 将严格 控制最大索力不超过其施工设计索力值 全面完成张拉工作后 梁塔处于稳定 状态 此时进行轴线 高程 塔梁位移 支座应变 温度等测量工作 斜拉索调索主要分两个阶段 中跨合拢前进行一次全面调索 除满足合拢 线型要求外 还存在纠正塔的变形 使塔体在预设的偏移量在允许范围内 当 成桥后的二期恒载和运营动载施加以后 进行一次全面调索 此时索的偏移量 形成的应力对特大跨径的中跨受力起着牵制作用 斜拉索调索的主要目的除线 型要求外 还应对各索的索力进行平衡调整 使索力误差在设计要求之内 本桥采用频谱法进行索力监测 频谱分析法利用临时紧固在斜拉索上的高 灵敏传感器拾取缆索在环境激振下的脉动信号 经过滤波 放大 谱分析 根 据频谱图来确定缆索的自振频率 进而求得索力 此方法所测索力值为脉动条 件下的索力值 故应该避开风 雨引起的风振 雨振的影响 一般风力超过四 级 下雨情况下不宜测量 在张拉千斤顶下加锚索计 一种高精度的进口荷重压力传感器 利用锚索 计的精确读数来标定确认同一批张拉索的索力值 索力参数标定 频谱分析法索力公式推导时采用的是简化的计算模型 与 实际情况存在一定的差异 为了减小测试误差 需要标定斜拉索的参数 对斜 拉索按直径分类 每类挑选长 中 短三根索 根据缆索工作的索力范围 选 择不同的吨位 进行标定 得出频率与索力的关系 以此对理论公式进行修正 来换算索力 索力标定采用高精度的千斤顶及油压表 在施工现场进行 施工单位分级张拉 每张拉一次 测试一次 一般进行四 五次张拉达到 设计吨位 调整理论参数 使测试值与张拉值相吻合 要求张拉用的千斤顶必 须严格标定 张拉过程严格按照技术员的要求进行 3 2 4 桥塔应力监控 桥塔主要承受着斜拉索传递下来的竖向力和桥塔两边拉索力水平分力差引 起的弯矩 同时 施工过程中的施工荷载以及突发的施工事故将使桥塔产生较 大的应力 所以 在施工过程中应对这些状态的应力进行监控 根据相应的监 控情况提出相应的对策 以确保施工中结构的安全 通常应在桥塔塔柱底部截面以及其它可能出现较大应力的地方的截面埋设 传感器 观测桥塔施工 边跨混凝土梁施工 斜拉索架设等施工阶段的应力 同时 还应对施工过程中可能承受的包括风荷载在内的其它荷载引起的应力进 行考虑 索塔应力测试截面如图 3 3 所示 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 3 索塔应力测点位置立面图 以主塔高程标注面为应力测试断面 a a 截面 力测点布置 截面布置 6 个应力测点 埋设 6 个应力计 测点布置 如图 3 4 所示 图 3 4 a a 截面应力测点布置图 单位 cm b b 截面应力测点布置 每个截面布置 6 个应力测点 共埋设 6 个应力计 测点布置如图 3 5 所示 图 3 5 b b 截面应力测点布置图 单位 cm c c 截面应力测点布置 每个截面布置 6 个应力测点 共埋设 6 个应力计 测点布置如图 3 6 所示 图 3 6 c c 截面应力测点布置图 单位 cm d d 截面应力测点布置 每个截面布置 4 个应力测点 共埋设 4 个应力计 测点布置如图 3 7 所示 38 图 3 7 d d 截面应力测点布置图 单位 cm 3 2 5 主梁应力监控 主梁根据设计与施工控制分析的理论计算结果选择施工过程中应力控制截 面 其中混凝土测点的形式采用埋入式 主梁应力测点具体位置应设在两个横 隔梁之间 截面测点分别布置在顶底板的跨中 边缘和纵横隔板处 应变计按 预定的测试方向固定在主筋上 测试导线引至混凝土表面 测量时间应选在混 凝土浇筑后和斜拉索张拉后 主梁应力控制截面如图 3 8 所示 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 8 北街水道桥应力测点截面分布图 混凝土主梁应力监控 混凝土收缩与徐变会对桥面板的总体应力及局部应力带来一些有利或不利 的影响 可通过拉索索力及锚固墩的强迫位移 进行总体内力调整 来消除或 减少混凝土收缩与徐变的影响 最终使桥面板在各种情况下 均能满足材料的 容许应力及抗裂要求 根据斜拉桥的受力特点 测试截面边跨 次边跨主要布置在边墩墩顶 L 4 L 2 3L 4 共 8 个控制截面 主跨测试截面测点布置塔梁连接处 L 6 L 3 L 2 2L 3 5L 6 处 具体见图 3 8 每个截面的测点布置形式相同 各布置 10 个测点 具体见图 3 9 共 230 个应力测点 图 3 9 混凝土截面应力测点布置图 为尽量减小温度 混凝土收缩徐变等的影响 应力的观测安排在早晨太阳 出来之前进行 在整个施工过程中 主要观测内容包括 混凝土浇筑前后 预 应力张拉前后 以这些观测值为依据 进行有效的施工控制 3 2 6 索塔监控 北街水道桥索塔线形控制分竖向和横向两部分 施工过程中塔柱各节段横向位移测量由施工单位完成 并将数据反馈监控 单位 如果有偏差 监控单位会提出纠偏方向和具体数值 主塔施工工况 索塔柱施工工况包括上塔柱 中塔柱和下塔柱 上塔柱施工包括 劲性骨 架制安 索道管安装 预应力管道制安 钢筋制安 内外模板安装 砼浇筑 脱模养生和预应力张拉 孔道压浆 封锚等工序 下塔柱 下横梁和中塔柱施 工包括 劲性骨架制安 钢筋及横深预应力管道制安 内模及爬模板安装 砼 浇筑 脱模养生 预应力张拉 孔道压浆和封锚等主要工序 1 索塔线形精 度要求 严格控制塔柱的倾斜度误差不大于塔高的 1 3000 且塔柱轴线偏差不大于 30mm 塔柱断面尺寸偏差不大于 20mm 塔顶高程偏差不大于 10mm 斜拉索 锚固点高程偏差不大于 10mm 斜拉索锚固区 轴线偏差不大于 5mm 承台处 塔柱轴线偏差不大于 10mm 2 成桥过程塔顶位移观测 塔顶水平位移将影响各箱梁节段的标高和改变斜拉钢索的索力 因此必须 对索塔塔顶进行水平位移的观测 影响塔顶水平位移的因素主要是日照 气温 风压和由于脉动风速而产生的索的振动以及混凝土徐变等 塔顶水平位移的观测由监测单位完成 并将数据反馈监控单位 主塔线形监控主要包括塔顶变位观测和塔身沉降观测 斜拉索塔顶水平变 位 对主梁标高 应力和斜拉索索力等都有较大影响 因此需要对塔顶水平变 位进行测量 索塔顶面以及索身高度选择合适的位置布置一个永久的索塔三维坐标观测 点 以便在施工过程等监测阶段观测塔顶的空间偏位 在下图所示的位置设置 三棱镜 分别固定在塔顶和塔壁上 如图 3 10 所示 测试方法 由于塔顶偏位测量受温度影响较大 影响规律需要进一步的研究 因此在测试时应选择在温度影响较小的凌晨至日出前这一段时间 用全站仪进 行测量 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 10 索塔位移测点布置图 3 2 7 温度监测 温度对斜拉桥结构的影响不可忽视 现有资料表明 在长悬臂施工阶段 由于温度变化 特别是日照温差的变化 对于斜拉桥结构内力和变形的影响是 复杂的 在施工阶段 日照温差对主梁挠度和塔柱水平位移的影响尤为显著 有时这种变化使得桥梁产生的悬臂挠度超过 100mm 温度的影响总体上可分为两种 一是昼夜温差 二是季节温差 但是 如 果想从挠度实测值中分离出温度影响引起的变形相当困难 因此 选择测量工 作时间至关重要 宜在一天中日照温差对结构变形影响最小的时候即清晨日出 之前进行测量 为消除温度干扰 掌握温度对主梁挠度的影响规律 北街水道桥主桥温度 观测分两部分 索塔和主梁的温度 挠度随气温变化观测 主梁温度场 观测 1 索塔温度监控 索塔温度测试截面如图 3 11 a a b b c c d d 共 4 个控制截面 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 11 索塔温度测点位置立面图 以主塔高程标注面为温度测试断面 a a 截面温度测点布置 截面布置 6 个温度测点 埋设 6 个温度传感器 测点布置如图 3 12 所示 图 3 12 a a 截面温度测点布置图 单位 cm b b 截面 温度测点布置 每个截面布置 6 个温度测点 埋设 6 个温度传感器 测点布置如图 3 13 所示 图 3 13 b b 截面温度测点布置图 单位 cm c c 截面 温度 测点布置 每个截面布置 6 个温度测点 埋设 6 个温度传感器 测点布置如图 3 14 所示 图 3 14 c c 截面温度测点布置图 单位 cm d d 截面 温度测点布置 每个截面布置 4 个温度测点 埋设 4 个温度传感器 测点布置如图 3 15 所示 38 图 3 15 d d 截面温度测点布置图 单位 cm 2 主梁温度监控 主梁温度监控包括混凝土主梁温度监控 温度测试截面如图 3 16 所示 附注 图中标注以 cm 为单位 图 3 16 北街水道桥温度测点截面分布图 混凝土主梁温度监控 根据斜拉桥的受力特点 测试截面边跨 次边跨主要布置在边墩墩顶 L 4 L 2 3L 4 共 8 个控制截面 主跨测试截面测点布置塔梁连接处 L 6 L 3 L 2 2L 3 5L 6 处 每个控制截面各布置 10 个测点 共 230 个温 度传感器 测点布置如图 3 17 所示 图 3 17 混凝土箱梁截面温度测点布置图 3 2 8 混凝土弹性模量及容重的测定 每节段混凝土浇筑时 现场取混凝土试样 1 3 组 制作标准试块 按现场 条件进行 3d 7d 14d 28d 60d 90d 养护 试件从养护地点取出后进行试 验 试验前 试件应保持与原养护地点相似的干湿状态 3 2 9 裂缝观测 现场派专职人员进行裂缝观测 施工过程中一旦发现有裂缝出现 马上对 其进行检查检测 测试其深度 宽度 长度 记录裂缝走向及现场温度 混凝 土养护以及施工条件 为分析原因裂缝成因积累最详细的第一手数据和资料 保证施工的质量和进度 3 3 施工控制的精度 1 定位高程与最后一次张拉必须在一天中相对稳定均匀的温度场中 一 般为日出前 完成 2 拉索上下游平均索力误差应小于 8 上下游拉索相对张拉误差不大 于 2 3 结构在施工过程的最终误差应符合现行公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 和 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 的要 求 且相邻节段相对高程误差应不大于节段长度的 0 3 混凝土已浇梁段及 成桥后主梁高程误差应不大于 L 5000 钢梁应不大于 L 1000 其中 L 为跨径 4 索塔的倾斜度应控制在 H 3000 以内 且不大于 30mm 或设计文件规 定值 H 为承台以上塔高 3 4 施工控制的工作工况及注意事项 为确保北街水道桥施工控制的顺利进行 在施工现场应成立由业主 监理 施工单位 设计单位及监控单位人员组成的施工控制工作小组 工作程序的关键使每个施工循环过程的结束都必须对已完成的阶段进行全 面的测量 分析实际施工结果与预计目标的误差 及时的对出现的误差进行调 整 达到要求的精度后 对下一施工阶段进行预报 一 索塔施工工况 工况 1 完成基础施工 工况 2 立模板 分段立模浇注下塔柱至牛腿缘 监控内容 索塔 a a 截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的 测定 工况 3 架设牛腿支架及支撑 进行支架预压 监控内容 支架沉降度和稳定性数据 工况 4 安装牛腿预应力钢束锚垫板 铺设预应力管道 预埋支座垫石等 钢筋 监控内容 牛腿预应力钢束张拉力 工况 5 浇筑塔柱 进行预应力张拉 并对管道进行压浆封锚 监控内容 索塔 b b 截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的 测定 索塔线形测定 工况 6 浇筑塔柱至索塔钢锚箱底面 监控内容 索塔 c c d d 截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容 重的测定 索塔线形测定 工况 7 架设索塔钢锚箱施工平台 安装混凝土塔柱顶面预埋钢板 工况 8 吊装索塔钢锚箱的各锚室 张拉索塔钢锚箱与混凝土塔柱连接预 应力 完成各锚室横向连接 监控内容 索道管坐标值 工况 9 预埋避雷针 航标灯的预埋件 工况 10 拆除索塔钢锚箱施工平台 索塔施工注意事项 索塔施工过程应认真按照索塔的施工方案进行 应重点控制索塔各部分的 平面位置 高程 尺寸和质量的措施 以及安全技术防范措施 做好各项准备 工作并须检查验收 1 施工材料的质量检查 砼 仔细研究确定施工工艺和选用的材料 进 行砼最佳配合比设计与试验 质量控制 检验标准和检测方法 必须严格执行 国家标准和规范要求 要求采用同一家同一品种水泥 钢材 普通钢筋 预 应力钢材和锚具 应按设计要求进行购货 并按照部颁标准 公路桥涵施工技 术规范 及其它相关规范要求 进行严格验收和检验 波纹管及锚具必须经 过正式签定和重大桥梁工程的检验 并符合设计文件的各项要求 严格审查索 塔砼配合比 要求砼性能良好 具有较高的弹性模量和较小的砼收缩 徐变性 能 应采用高集料 低水灰比 低水泥用量 适量掺加粉煤灰和泵送剂 以满 足缓凝 早强 高强 阻锈 低水化热 小收缩 可泵性好等要求 承包人在 进行索塔砼配合比设计时 应合理设计砼配比 各种组成材料的用量应满足规 范要求 高强度砼配合比提出后 应进行 6 10 次重复试验进行验证 认真审 查索塔的施工方案 应重点审查控制索塔各部分的平面位置 高程 尺寸和质 量的措施 以及安全技术防范措施 做好开工前的各项准备工作并须检查验收 施工设备的质量检查 测量仪器的校正和标定 张拉设查的检查 爬模检查 起重设备检查 砼输送设备检查 施工电梯检查 需要标定的设备必须经有资质的计量单位进行标定 且在有效期范围内或 在监理工程师在场的情况下标定 并把详细记录存档 满足要求后方可使用 二 主梁施工工况 工况 11 架设 0 号块主梁施工支架 工况 12 完成支架预压 监控内容 0 号块支架沉降测量 工况 13 完成 浇筑 0 号段混凝土 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 0 号块线形测量 工况 14 完成主梁纵向预应力钢束 ET1 ET3 EB1 EB3 及横向预应力 钢束张拉 监控内容 预应力钢束张拉力 悬臂段标高和线形测量 工况 15 主梁与索塔间设置施工临时挡块 工况 16 主梁悬臂段安装前支点挂篮 监控内容 悬臂段标高和线形测量 工况 17 安装斜拉索 B01 Z01 工况 18 第一次张拉斜拉索 B01 Z01 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 19 浇筑 1 号块和 1 号块混凝土梁段 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 悬臂段标高和线形测量 工况 20 完成主梁纵向预应力钢束及横向预应力钢束张拉 监控内容 预应力钢束张拉力 悬臂段标高和线形测量 工况 21 第二次张拉斜拉索 B01 Z01 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 22 主梁悬臂段安装前支点挂篮 监控内容 悬臂段标高和线形测量 工况 23 安装斜拉索 B02 Z02 工况 24 第一次张拉斜拉索 B02 Z02 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 25 浇筑 2 号块和 2 号块混凝土梁段 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 悬臂段标高和线形测量 工况 26 完成主梁纵向预应力钢束及横向预应力钢束张拉 监控内容 预应力钢束张拉力 悬臂段标高和线形测量 工况 27 第二次张拉斜拉索 B02 Z02 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 28 主梁悬臂段安装前支点挂篮 工况 148 主梁悬臂段安装前支点挂篮 监控内容 悬臂段标高和线形测量 工况 149 安装斜拉索 B23 Z23 工况 149 第一次张拉斜拉索 B23 Z23 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 150 浇筑 23 号块和 23 号块混凝土梁段 同步完成辅助墩施工和边 跨 31 号块混凝土梁端支架施工 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 悬臂段标高和线形测量 工况 151 完成主梁纵向预应力钢束及横向预应力钢束张拉 监控内容 预应力钢束张拉力 悬臂段标高和线形测量 工况 152 第二次张拉斜拉索 B23 Z23 工况 188 第二次张拉斜拉索 B29 Z29 监控内容 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 189 浇筑辅助墩横隔板 分层浇筑辅助墩顶主梁压重混凝土 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 190 支架现浇施工边跨合拢段 完成边跨合龙 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 191 张拉边跨顶 底板钢束 完成体系转换 工况 192 29 号梁端施加水箱压重 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 193 安装合拢段劲性骨架 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 194 浇筑合拢段混凝土 张拉预应力钢束 监控内容 预应力钢束张拉力 悬臂段标高和线形测量 工况 195 拆除各梁端压重 挂篮及吊篮 完成中跨合拢段施工 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 工况 196 调整斜拉索索力 施工桥面附属工程 监控内容 主梁截面应力监控和温度监测 混凝土弹性模量及容重的测定 斜拉索索力 悬臂段标高和主梁线形测量 索塔偏位值 主梁施工注意事项 主梁施工过程应重点控制主梁平面位置 高程 尺寸和质量的措施 以及 安全技术防范措施 做好各项准备工作并须检查验收 高程控制基准点设在主塔柱两侧的墙上 由塔墩基点引测其高程 为防止 点位移动或破坏 要每隔 3 5 天定期对高程基准点及塔墩水准点进行复核 斜 拉索的每次张拉前后 拆除临时支墩前后及施加二期恒载前后要测量主梁的高 程 温度传感器在相应节段浇注前预埋在箱梁混凝土内 选择在不同条件下 夏天与冬天 晴天与阴雨天等 进行 3d 不间断地连续观测 晴天每隔 1h 观 测一次测点的温度 阴雨天每 2 h 观测一次 即在有代表性的晴天 多云天和 阴雨天测量箱梁内部的温度分布 以获得测点温度及环境温度随时间变化的曲 线和相同时间下测点温度沿箱梁高度的分布曲线 以分析温度对箱梁应力和挠 度的影响 3 5 施工控制数据传递路线 因为施工控制涉及诸多数据在工程各部门之间传递 数据传递和指令下达 各方签字时应注明签字日期及具体时间 并制订如下数据传递路线 3 5 1 施工控制指令下达路线 施工控制小组指令 设计方验算后会签 监理签认 施工方执行 监理方 监督执行 3 5 2 测量数据反馈路线 施工方进行测量 监理方检查数据保证其准确性 施工监控小组 施工控制小组测量索力 报监理方确认是否需进行该索的补充张拉 四 施工程序及异常情况的对策 4 1 索塔施工 由于索力对索塔的影响没有主梁那么敏感 索塔中应力通常容易得到满足 因此索塔施工过程中应主要对其空间位置进行实时监测 在每阶段施工过程中 严密检测预埋在索塔中的传感器读数 如读数有异常则应查明原因 及时与监 理方和施工单位沟通 采取相应的处理措施 保证索塔的三维坐标与设计值相 符 4 2 斜拉索安装 含阻尼减振器 拉索张拉是本桥施工最复杂的一个关键环节 在每一个张拉工序中 实时 监测加劲梁 索塔应力 拉索拉力 塔顶位移等 并与理论计算值进行比较 如果存在偏差 应分析原因 查明偏差产生的根源 直至偏差在允许范围内 待拉索安装完毕后 再安装阻尼减振器 并实时监测 4 3 桥面铺装等二期恒载 桥面铺装及附属设施安装是大桥施工的最后一道环节 在施工过程中应监 测拉索拉力 加劲梁及索塔应力 确保结构安全和内力状态与设计一致 在施工监控过程中 密切观测索力值与桥面线形变化 并与理论分析结果 和设计成桥线形对比 如发现异常情况 应通过施工控制领导小组及时与业主 设计单位和施工单位商讨分析问题并提出对策 异常情况反馈工作程序 如图 4 1 所示 4 4 二次调索 1 调索前的索力测试 目的是分析调索前结构内力状况 2 调索过程中索力测试 目的一方面是复核张拉千斤顶的张拉力 另一 方面 测量调索后索力的变化以及相互拉索之间的调索影响 3 调索后的索力测试 目的是分析调索后的结构内力状况 通过对索力调整过程的测量和监控 一方面可以控制每根索调整是否达到 要求的张拉力 另一方面也可以了解相邻的拉索索力变化 最终使全桥每根拉 索的索力值接近设计值 二次调索时应严密监测拉索的索力值和桥面线形 并记录和分析相邻索力 的变化 以获得相邻拉索之间的调索影响 并以高程 线形 控制为主 如有 异常现象发生 应及时分析原因 并与施工方和监理方联系并制定调整方案 确保主桥线形和索力与理论计算值相符 4 5 成桥恒载状态 成桥恒载状态下的监测主要以成桥线形为主 主要控制成桥线形是否与设 计线形 预拱度 考虑理论计算温度 收缩徐变 下的线形相符合 如发现有异 常现象 应及时分析计算并与施工方和监理方沟通 调整部分索力 使得成桥 恒载状态下的线形与理论值相符 五 施工全过程的软件计算分析介绍 采用 MIDAS Civil 复核设计计算所确定的理论成桥状态和施工状态 同时 结合通用有限元软件 ANSYS 来进行塔柱和主梁施工过程中的空间局部应力分 析 5 1 MIDAS Civil 专用程序 MIDAS Civil 是针对土木结构 特别是分析像预应力箱型桥梁 悬索桥 斜拉桥等特殊的桥梁结构形式 同时可以做非线性边界分析 水化热分析 材 料非线性分析 静力弹塑性分析 动力弹塑性分析 为能够迅速 准确地完成 类似结构的分析和设计 以填补目前土木结构分析 设计软件市场的空白 而 开发的 土木结构专用的结构分析与优化设计软件 其技术特点如下 1 提供菜单 表格 文本 导入 CAD 和部分其他程序文件等灵活多样 的建模功能 并尽可能使鼠标在画面上的移动量达到最少 从而使用户的工作 效率达到最高 2 提供刚构桥 板型桥 箱型暗渠 顶推法桥梁 悬臂法桥梁 移动支 架 满堂支架法桥梁 悬索桥 斜拉桥的建模助手 3 提供中国 美国 英国 德国 欧洲 日本 韩国等国家的材料和截 面数据库 以及混凝土收缩和徐变规范和移动荷载规范 4 提供桁架 一般梁 边截面梁 平面应力 平面应变 只受拉 只受压 间隙 钩 索 加劲板轴对称 板 厚板 薄板 面内 面外厚度 正交各向异向 实体单元 六面体 楔形 四面体 等工程实际时所需的各种有限元模型 5 提供静力分析 线形静力分析 热应力分析 动力分析 自由振动 分析 反应谱分析 时程分析 静力弹塑性分析 动力弹塑性分析 动力边界 非线形分析 几何非线形分析 P delta 分析 大位移分析 优化索力 屈曲分 析 移动荷载分析 影响线 影响面分析 支座沉降分析 热传导分析 热传 导 热对流 热辐射 水化热分析 温度应力 管冷 施工阶段分析 联合 截面施工阶段分析等功能 6 在后处理中 可以根据设计规范自动生成荷载组合 也可以添加和修 改荷载组合 7 可以输出各种反力 位移 内力和应力的图形 表格和文本 提供静 力和动力分析的动画文件 提供移动荷载追踪器的功能 可找出指定单元发生 最大内力 位移等 时 移动荷载作用的位置 提供局部方向内力的合力功能 可将板单元或实体单元上任意位置的接点力组合成内力 8 可在进行结构分析后对多种形式的梁 柱截面进行设计和验算 5 2 ANSYS 有限元通用程序 ANSYS 公司成立于 1970 年 总部位于美国宾夕法尼亚洲的匹兹堡 目前 是世界计算机辅助工程 CAE 行业中最大的公司 ANSYS 公司一直致力于 分析设计软件的开发 维护及售后服务 不断吸取当今世界最新的计算方法和 计算机技术 领导着有限元界的发展趋势 并为全球工业界所广泛接受 拥有 全球最大的用户群 ANSYS 公司的 ANSYS 软件是融结构 热 流体 电磁 声学于一体的大 型通用有限元分析软件 可广泛应用于核工业 铁道 石油 化工 航空航天 机械制造 能源 汽车交通 国防军工 电子 土木工程 造船 生物医学 轻工 地矿 水利 日用家电等一般工业及科学研究 该软件提供了一个不断 改进的功能清单 具体包括 结构高度非线性分析 电磁分析 计算流体动力 分析 设计优化 接触分析 自适应网格划分 大应变 有限转动功能以及利 用 ANSYS 参数设计语言 APDL 的扩展宏命令功能 基于 Motif 的菜单系 统使用户能够通过对话框 下拉式菜单和子菜单进行数据输入和功能选择 方 便用户操作 在产品设计中 用户可以使用 ANSYS 有限元软件对产品性能进 行仿真分析 发现产品问题 降低设计成本 缩短设计周期 提高设计的成功 率 它是现代产品设计中高级的 CAD CAE 软件之一 ANSYS 有限元分析软件具有强大的功能 其主要的技术特点为 唯一能实 现多场及多场耦合分析的软件 唯一实现前后处理 求解及多场分析统一数据 库的一体化大型 FEA 分析软件 唯一具有多物理场优化功能的 FEA 软件 具 有强大的非线性分析功能 具有使用于不同的问题和硬件配置的多种求解器 支持异种异构功能网络浮动 在异种 异构平台上支持界面统一 数据文件通 用 强大的并行计算功能 支持分布式并行和共享内存式并行 多种用户网格 划分技术 完善的用户开发环境 同时 ANSYS 软件拥有丰富和完善的单元库 材料模型库和求解器 保证 了它能高效地求解各类结构的静力 动力 振动 线性和非线性问题 稳态和 瞬态热分析及热 结构藕合问题 压缩和不可压缩的流体问题 其友好的图形 界面和程序结构 交互式的前后处理和图形软件 大大地减轻了用户在实际工 程问题中创建模型 有限元求解以及结果分析和评价的工作量 它的统一集中 式的数据库保证了各模块之间的有效可靠的集成 并实现了与多个 CAD CAF 软件的友好连接 ANSYS 软件含有多种有限元分析的能力 包括从简单线性静态分析到复杂 非线性动态分析 ANSYS 软件功能的强大与其有着很多的模块应用是分不开的 ANSYS 的模块化结构 如图 5 1 所示 模块结构 P R E P 7 前处理器 O T H E R 其它功能 P U N S T A R 估计分析模块 O P T 优化设计模板 S O L U T I O N 求解器 P O S T 1 通用后处理器 P O S T 2 6 时间历程后处理器 图 5 1 ANSYS 程序的模块化结构 在有限元的分析过程中 ANSYS 程序通常使用以下三个部分 前处理模块 PREP7 分析求解模块 SOLUTION 和后处理模块 POST1 和 POST26 前处理模块为一个强大的实体建模和网格划分的工具 通过这个模块用户可以 建立自己想要的工程有限元模型 分析求解模块即是对已建立好的模型在一定 的载荷和边界条件下进行有限元计算 求解平衡微分方程 包括结构分析 流 体动力分析 声场分析 电磁场分析 压电分析和多物理场的耦合分析 热 应力耦合 流 固耦合以及电 磁 热 应力耦合 等 后处理模块是对计算 结果进行处理 可将结果以等值线 梯度 矢量 粒子流及云图等图形方式显 示出来 也可以用图表 曲线的方式输出 通过对全桥各施工工况进行空间模拟分析 并提出各施工控制工况下主梁 线形 索塔的变形 斜拉索内力及相关位置的应力状态 结合施工过程中测得 的各阶段主梁 索塔内力 应力 与变形 斜拉索索力等数据 考虑温度的影 响 随时分析各施工阶段主梁 索塔内力和变形 实际索力与设计索力预测值 的差异并找出原因 提出修正方案 避免误差的积累 以确保成桥后全桥内力 状态和线形与设计保持一致 六 施工监控重点分析 6 1 索塔施工控制 6 1 1 施工监控计算 索塔施工过程各状态控制数据的实测值与理论值对比分析 索塔施工过程各状态线形及相应控制位置处内力 或应力 确定 6 1 2 施工监控测量 索塔施工过程中各控制状态线形测量 索塔施工过程中各控制状态应力测量 索塔施工过程中温度场测量 6 2 主梁施工监控 对于主梁施工的监控 主要目的是保证在任何施工状态下结构受力都在设 计允许的范围内 并且落梁后的梁体受力状态和线形与设计状态相符合 主梁轴线位置监控 在施工过程中 采用全站仪自始至终测量箱梁的轴线偏位 如果偏位过大 则通知主控台调整轴线位置 主梁应力监控 主梁施工过程中截面应力是不断变化的 计算在施工过程中 截面的应力 情况 同时 跟踪观测截面应力 一旦出现异常 则立即停工 查找原因 并 予以调整 6 3 斜拉索张拉阶段施工监控 北街水道桥主桥为钢 混凝土组合梁斜拉桥 跨度大 变形较大 斜拉索 的长度和张拉力是控制主梁线形的决定性参数 在主梁 斜拉索安装阶段开始前采用 MIDAS Civil 软件根据实际的安装荷 载进行安装分析 计算每一根斜拉索在相应安装阶段预计的长度和索力 同时 计算各个安装阶段主梁的线形变化 斜拉索的最终长度将根据施工期间测得的 其在索塔的实际锚固位置以及组拼期间测得的梁上的锚固位置来确定 每两对 斜拉索长度张拉至预定吨位后 对全桥进行一次统测 包括已张拉斜拉索的索 力 主梁标高及控制截面应力 确保索力及标高满足精度要求 具体操作规程 如下 监控单位发出本阶段施工监控指令 设计及监理对施工监控指令进行确认后提供给施工单位 按监控指令张拉斜拉索 测量主梁及索塔线形 斜拉索索力 温度和应力等测试内容 监理对线形测量数据进行确认后提供给监控单位 监控单位检查监测数据 判断是否需对已张拉拉索进行调整 准备下一 阶段监控指令 6 4 桥面铺装过程施工监控 桥面铺装相当于在桥面上的均布荷载 通过实测桥面铺装厚度计算得出均 布荷载集度 对理论计算的荷载进行修正重新进行结构分析 进行桥面铺装后 主梁线形将发生变化 此时应对斜拉索索力及主梁线形 进行测试 并与成桥线形进行比较 根据理论