1 鐵路客運(yùn)專線大橋 48 加 80 加 48m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)書 梁體為單箱單室，直腹板，變高度，變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬 梁底寬 板厚度除梁端為 65均為 40板厚度 40 至 100二次拋物線變化，其中端支點(diǎn)為 80聯(lián)在端支點(diǎn)，中跨跨中及中支點(diǎn)處共設(shè) 5奧橫隔板，橫隔板設(shè)有人洞，供檢查人員通過。 梁體采用 端采用 碴墻及人行道欄桿采用 護(hù)層采用 撞墻內(nèi)側(cè)凈寬 上人行道欄桿內(nèi)側(cè)凈 寬 面板寬 梁建筑總寬 梁全長 算跨度為（ 48+80+48） m，中支點(diǎn)處梁高 中 10跨 高段，梁高為 底下緣線按二次拋物線變化， 主梁設(shè)縱向、橫向、豎向三向預(yù)應(yīng)力， 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 1860稱直徑 技術(shù)條件應(yīng)符合 5224準(zhǔn)。 本橋采用掛籃懸臂施工方式，懸臂施工法是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連 續(xù)梁的主要施工方法，對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)梁來說，采用懸臂施工方法雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但 2 是這類橋梁的形成要經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的過程，當(dāng)跨數(shù)增多，跨徑較大時(shí)，為保證合攏前兩懸臂端豎向撓度的偏差不超過容許范圍，須對該類橋梁的施工過程進(jìn)行控制。 2 施工監(jiān)控的意義和目的 本橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，梁體為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，采用懸臂施工。 該類橋梁的形成要經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的過程，施工工序和施工階段較多，各階段相互影響，且這種相互影響又有差異，這就造成各階段的內(nèi)力和位移隨著混凝土澆筑過程變化而偏離設(shè)計(jì)值的現(xiàn)象 ，甚至超過設(shè)計(jì)允許的內(nèi)力和位移，若不通過有效的施工控制及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)調(diào)整，就可能造成成橋狀態(tài)的梁體線形與內(nèi)力不符合設(shè)計(jì)要求或在施工過程中結(jié)構(gòu)的不安全。 在施工過程中，為保證合攏前懸臂端豎向撓度的偏差、主梁軸線的橫向位移不超過容許范圍、保證合攏后的橋面線形良好、保證在施工中主梁截面不出現(xiàn)過大的應(yīng)力，必須對該橋主梁的撓度、應(yīng)力等施工控制參數(shù)做出明確的規(guī)定，并在施工中加以有效的管理和控制，以確保該橋在施工過程中的安全，并保證在成橋后主梁線形符合設(shè)計(jì)要求。 對于分階段懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋來說，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(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算，確定出每個(gè)懸澆階段的立模標(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)測和對下一階段立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以此來保證成橋后的橋面線形、保證合攏段懸臂標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。 對該橋連續(xù)梁部分進(jìn)行施工監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求， 主要控制內(nèi)容為：主梁線形、受力。 3 施工監(jiān)控的原則和方法 本橋的施工監(jiān)控包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：梁的 變形控制和內(nèi)力控制 ，變形控制就 是嚴(yán)格控制每一階段梁的豎向撓度，若有偏差并且偏差較大時(shí)，就必須立即進(jìn)行誤差分析并確定 3 調(diào)整方法，為下一階段更為精確的施工做好準(zhǔn)備工作；內(nèi)力控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應(yīng)力，尤其是合攏時(shí)間的控制，使其不致過大而偏于不安全或在施工過程中造成主梁的破壞。 梁部結(jié)構(gòu)采用的懸臂施工方法屬于典型的自架設(shè)施工方法，對于本橋來講，由于在施工過程中的已成結(jié)構(gòu)（懸臂階段）狀態(tài)是無法事后調(diào)整的或可調(diào)整的余地很小，所以，針對主梁的結(jié)構(gòu)和施工特點(diǎn)，梁部的施工監(jiān)控主要采用預(yù)測控制法。 預(yù)測控制法是指在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài) 的各種因素和施工所要達(dá)到的目標(biāo)后，對結(jié)構(gòu)的每一個(gè)施工階段形成前后的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，使施工沿著預(yù)定狀態(tài)進(jìn)行。由于預(yù)測狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)間有誤差存在，某種誤差對施工目標(biāo)的影響則在后續(xù)施工狀態(tài)的預(yù)測中予以考慮，以此循環(huán)，直到施工完成并獲得和設(shè)計(jì)相符合的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 4 施工控制體系 為有效地開展施工監(jiān)控工作，在本橋的施工監(jiān)控中需要建立如圖 2所示的施工監(jiān)控體系。 4 圖 2 馬總屯特大橋（ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋施工監(jiān)控體系 5 施工控制基本理論 在馬總屯特大橋 （ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控中，對梁體線形、應(yīng)力進(jìn)行重點(diǎn)施工體系 張拉預(yù)應(yīng)力 掛籃前移 ( 下階段鋼筋 ) 施工現(xiàn)場 設(shè)計(jì)體系 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)指定參數(shù) 砼容重、彈模 塊件重量、尺寸 施工荷載 偶然荷載 現(xiàn)場測試體系 實(shí)時(shí)測量體系 應(yīng)力測量 線形測量 溫度 時(shí)間 主梁線形 物理測量 力學(xué)測量 施工控制預(yù)測計(jì)算 施工控制實(shí)時(shí)計(jì)算 施工控制計(jì)算體系 計(jì)算核對 實(shí) 測值 現(xiàn)場測試參數(shù) 參數(shù)識別、修正 施工控制計(jì)算參數(shù) 施工控制計(jì)算值 比較 修正量計(jì)算 分析 發(fā)布施工控制指令 下階段施工資料：立模標(biāo)高預(yù)告及掛籃變形量預(yù)測 5 控制。在控制過程中，監(jiān)控方采用自適應(yīng)控制方法對本橋進(jìn)行線形控制，采用最小二乘法對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、估計(jì)。 續(xù)梁橋施工控制的特點(diǎn) 連續(xù)梁橋在懸臂施工階段是靜定結(jié)構(gòu)，合攏過程中如不施加額外的壓重，成橋后內(nèi)力狀態(tài)一般不會偏離設(shè)計(jì)值很多，因此連續(xù)梁橋施工控制的主要目標(biāo)是控制主梁的線形。若已施工梁段上出現(xiàn)誤差，除張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力束外，基本沒有調(diào)整的余地，且這一調(diào)整量也是非常有限的，而且對梁體受力不利。因此，一旦出現(xiàn)線形誤差，誤差將永遠(yuǎn)存在，對 未施工梁段可以通過立模標(biāo)高調(diào)整已施工梁段的殘余誤差，如果殘余誤差較大，則調(diào)整需經(jīng)過幾個(gè)梁段才能完成。 根據(jù)上述分析，懸臂澆筑連續(xù)梁橋施工中標(biāo)高控制的特點(diǎn)是，已完成梁段的誤差無法調(diào)整，而未完成梁段的立模標(biāo)高只與正裝模擬計(jì)算有關(guān)，與已完成梁段的誤差基本無關(guān)。因此，在圖 3 自適應(yīng)施工控制原理圖中的下半環(huán)，即控制量反饋計(jì)算，在連續(xù)梁施工控制中一般不起作用。同時(shí)，上半環(huán)，即參數(shù)估計(jì)及對計(jì)算模型的修正就顯得尤為重要，只有與實(shí)際施工過程相吻合的計(jì)算模型計(jì)算出的預(yù)報(bào)標(biāo)高才是可實(shí)現(xiàn)的。 適應(yīng)施工控制系統(tǒng) 對于預(yù)應(yīng)力 混凝土連續(xù)梁橋，施工中每個(gè)工況的受力狀態(tài)達(dá)不到設(shè)計(jì)所確定的理想目標(biāo)的重要原因是有限元計(jì)算模型中的計(jì)算參數(shù)取值，主要是混凝土的彈性模量、材料的比重、徐變系數(shù)等，與施工中的實(shí)際情況有一定的差距。要得到比較準(zhǔn)確的控制調(diào)整量，必須根據(jù)施工中實(shí)測到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修正計(jì)算模型中的這些參數(shù)值，以使計(jì)算模型在與實(shí)際結(jié)構(gòu)磨合一段時(shí)間后，自動(dòng)適應(yīng)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)規(guī)律。在閉環(huán)反饋控制的基礎(chǔ)上，再加上一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)辯識過程，整個(gè)控制系統(tǒng)就成為自適應(yīng)控制系統(tǒng)。圖 3 為自適應(yīng)控制的原理圖。 有限元計(jì)算模型 實(shí)際結(jié)構(gòu) 計(jì)算結(jié)果 e 實(shí)測結(jié)果 參數(shù)調(diào)節(jié) 控制量反饋計(jì)算 施工理想狀態(tài) 施工結(jié)果輸出 控制調(diào)整量 參數(shù)估計(jì)算法 修改理想狀態(tài) + - 控制量輸入 6 圖 3 自適應(yīng)施工控制基本原理 當(dāng)結(jié)構(gòu)測量到的受力狀態(tài)與模型計(jì)算結(jié)果不相符時(shí)，把誤差輸入到參數(shù)識別算法中去調(diào)節(jié)計(jì)算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實(shí)際測量到的結(jié)果相一致。得到修正的計(jì)算模型參數(shù)后，重新計(jì)算各施工階段的理想狀態(tài)，按照上述反饋控制方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。這樣，經(jīng)過幾個(gè)工況的反復(fù)辨識后，計(jì)算模型就基本上與實(shí)際結(jié)構(gòu)相一致了，在此基礎(chǔ)上可以對施工狀態(tài)進(jìn)行更好的控制。 對于采用懸臂澆筑的橋梁，主梁在墩頂附近的相對線剛度較大，變形較小，因此，在控制初期，參數(shù)不準(zhǔn)確帶來的誤差對全橋線形的影響較小，這對于上述自適 應(yīng)控制思路的應(yīng)用是非常有利的。經(jīng)過幾個(gè)節(jié)段的施工后，計(jì)算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的施工控制創(chuàng)造了良好的條件。 數(shù)識別 在本橋的施工控制中按照自適應(yīng)控制思路，采用“最小二乘法”進(jìn)行參數(shù)識別和誤差分析，其基本方法是： 當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂施工到某一階段時(shí)，測得已施工梁段懸臂端 m 個(gè)階段的撓度為： (1 ) , ( 2 ) , , ( ) S S m 設(shè)原定理想狀態(tài)的梁體理論計(jì)算撓度為： ( 1 ) , ( 2 ) , , ( ) 上述兩者有誤差量： ( 1 ) , ( 2 ) , , ( ) Y Y m 若記待識別的參數(shù)誤差為： (1 ) , ( 2 ) , , ( ) 由 引起的各階段撓度誤差為： ( 1 ) , ( 2 ) , , ( ) 式中： 參數(shù)誤差 到 的線性變換矩陣。 殘差： Y Y Y 方差： ( ) ( ) ( ) ( )T T Y Y Y 7 T T T T Y Y 將上式配成完全平方的形式： 11( ( ) ) ( ( ) )T T T T T Y + 11( ) ( )T T T T T T T Y Y Y Y Y Y 當(dāng) 0V 時(shí)，即 1() 0 時(shí)，上述不等式中的等號成立，此時(shí) V 達(dá)到最小，因此 的最小二乘估計(jì)為： 1 () 引入加權(quán)矩陣： 12. . . 00 n有： 1 () 在連續(xù)梁橋 懸臂施工的高程控制中，可以由結(jié)構(gòu)性能計(jì)算出 ，按工程條件定義 ，由箱梁階段標(biāo)高觀測得到撓度實(shí)測值 S ，計(jì)算 Y ，最后獲得參數(shù)誤差估計(jì)值 ，根據(jù)參數(shù)誤差對參數(shù)進(jìn)行修正。 6 橋梁施工控制結(jié)構(gòu)分析 構(gòu)分析依據(jù)及計(jì)算參數(shù)的確定 構(gòu)分析計(jì)算 依據(jù) (1) 馬總屯特大橋 （ 48+80+48） 施工圖 (2) 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范 (3) 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (4) 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 (5) 新建時(shí)速 200 公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 (鐵建設(shè)函 2005285 號文 ) (6) 新建客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 (鐵建設(shè) 200376 號文 ) (7) 新建鐵路橋上無縫線路設(shè)計(jì)暫行規(guī) 定 (2003 年 6 月頒布 ) (8) 其他相關(guān)規(guī)范、規(guī)程 構(gòu)計(jì)算參數(shù)的確定 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工控制初步分析時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)主要按規(guī)范取值，由于部分設(shè)計(jì)參數(shù)的取值小于實(shí)測值，因此在多數(shù)情況下，采用規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移 8 均較實(shí)測值大，這對設(shè)計(jì)是偏于安全的，但對于施工控制來說即是不容忽視的偏差，因?yàn)樗鼘⒅苯佑绊懙匠蓸蚝蠼Y(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力是否符合設(shè)計(jì)要求，因此應(yīng)對部分主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行測定以便在施工前對部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行一次修正，從而進(jìn)一步修正結(jié)構(gòu)線形，為保證該橋成橋后滿足設(shè)計(jì)要求奠定基礎(chǔ)。 影響結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力的基本參數(shù)由很多個(gè)，需測定的參數(shù)主要有： （ 1） 混凝土彈性模量，前期結(jié)構(gòu)計(jì)算按照規(guī)范取值，在施工過程中根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定，混凝土的彈性模量的測試應(yīng)采用現(xiàn)場取樣的方法分別測定混凝土在 3 天、 7 天、 28 天齡期的彈模值，為主梁預(yù)拱度的修正提供數(shù)據(jù)。 （ 2） 預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量，按照現(xiàn)場取樣試驗(yàn)結(jié)果采用； （ 3） 恒載 按設(shè)計(jì)圖提供的尺寸，并根據(jù)施工現(xiàn)場采集的混凝土容重等參數(shù)進(jìn)行必要的修正，考慮結(jié)構(gòu)自重和臨時(shí)荷載 ,并考慮梁面坡度的影響； （ 4） 混凝土收縮、徐變系數(shù)，按照規(guī)范采用， 計(jì)算按規(guī)范考慮結(jié)構(gòu) 局部溫差效應(yīng)及考慮混凝土實(shí)際加載齡期的收縮、徐變的影響； （ 5） 材料熱脹系數(shù)，按規(guī)范取值； （ 6） 施工臨時(shí)荷載，現(xiàn)場進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，盡量減少材料等的堆放，本階段不用的材料堆放在 0塊附近； （ 7） 預(yù)應(yīng)力孔道摩阻系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場摩阻試驗(yàn)確定。 工監(jiān)控結(jié)構(gòu)計(jì)算 施工監(jiān)控結(jié)構(gòu)計(jì)算 在施工之前，應(yīng)對該橋在每一施工階段的應(yīng)力狀態(tài)和線形有預(yù)先的了解，故需要對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，該橋的施工控制計(jì)算除了必須滿足與實(shí)際施工方法相符合的基本要求外，還要考慮諸多相關(guān)的其它因素。 （ 1） 施工方案 連續(xù)梁橋的恒載 內(nèi)力、撓度與施工方法和架設(shè)程序密切相關(guān)，施工控制計(jì)算前首先對施工方法和架設(shè)程序做一番較為深入的研究，并對主梁架設(shè)期間的施工荷載給出一個(gè)較為精確的數(shù)值。在開始施工前，施工單位應(yīng)給出掛籃的荷載值及剛度值（或變形），監(jiān)控單位將根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。 （ 2） 計(jì)算圖式 梁部結(jié)構(gòu)要經(jīng)過墩梁固結(jié) 懸臂施工 合攏 解除墩梁固結(jié) 合攏的過程，在施工過程中結(jié)構(gòu)體系不斷的發(fā)生變化，故在各個(gè)施工階段應(yīng)根據(jù)符合實(shí)際情況的結(jié)構(gòu)體系和荷載狀況選擇正確的計(jì)算圖式進(jìn)行分析計(jì)算。 9 （ 3） 結(jié)構(gòu)分析程序 對于連續(xù)梁橋的施工控制計(jì)算，采用平面 結(jié)構(gòu)分析方法可以滿足施工控制的需要，結(jié)構(gòu)分析采用 利用 （ 4） 預(yù)應(yīng)力影響 預(yù)應(yīng)力直接影響結(jié)構(gòu)的受力與變形，施工控制應(yīng)在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，充分考慮預(yù)應(yīng)力的實(shí)際施加程度。 （ 5） 混凝土收縮、徐變的影響 混凝土的收縮、徐變對結(jié)構(gòu)的測試應(yīng)力和施工階段中的梁體撓度有較大影響，必須加以考慮。 （ 6） 溫度 溫度對結(jié)構(gòu)的影響是復(fù)雜的，在本橋的施工監(jiān)控中，對季節(jié)性溫差在計(jì)算中予以考慮，對日照溫差則在觀測和施工中采取一些措施予以消除，以減小其影響。 （ 7） 施工進(jìn)度 本橋的 施工控制計(jì)算需按照實(shí)際的施工進(jìn)度以及確切的合攏時(shí)間分別考慮各部分的混凝土徐變變形。 施工控制的計(jì)算方法 懸臂施工的連續(xù)梁橋梁結(jié)構(gòu)的最終形成需經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜施工過程以及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程，對施工過程中每個(gè)階段的變形計(jì)算和受力分析，是橋梁結(jié)構(gòu)施工控制中最基本的內(nèi)容。施工監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成橋線形和受力狀態(tài)基本符合設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到施工控制的目的，必需對橋梁施工過程中每個(gè)階段的受力狀態(tài)和變形情況進(jìn)行預(yù)測和監(jiān)控。因此，必需采用合理的理論分析和計(jì)算方法來確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每 個(gè)階段的結(jié)構(gòu)行為。針對該橋的實(shí)際情況，采用正裝分析法和倒退分析方法進(jìn)行施工控制結(jié)構(gòu)分析。 正裝分析法是按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序來進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形和受力分析，它能較好的模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，能得到橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)施工階段的位移和受力狀態(tài)，這不僅可用來指導(dǎo)橋梁施工，還能為橋梁施工控制提供依據(jù)，同時(shí)在正裝計(jì)算中能較好的考慮一些與橋梁結(jié)構(gòu)形成歷程有關(guān)的因素，如混凝土的收縮、徐變問題。正裝分析不僅可以為成橋結(jié)構(gòu)的受力提供較為精確的結(jié)果，還為結(jié)構(gòu)剛度、剛度驗(yàn)算提供依據(jù)，而且可以為施工階段理想狀態(tài)的確定、完成橋梁結(jié)構(gòu)的 施工控制奠定基礎(chǔ)。 倒退分析方法假定在成橋時(shí)刻0刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足前進(jìn)分析0線滿足設(shè)計(jì)線形要求，按照前進(jìn)分析的逆過程對結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，分析每次拆除一個(gè)施工階段對剩余結(jié)構(gòu)的影響，在每一個(gè)階段分析得到的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力狀態(tài)便是該階段結(jié)構(gòu)理想 10 的施工狀態(tài)。結(jié)構(gòu)施工理想狀態(tài)就是在施工各階段結(jié)構(gòu)應(yīng)有的位置和受力狀態(tài)，每個(gè)階段的施工理想狀態(tài)都將控制著全橋最終形態(tài)和受力特性。施工控制將根據(jù)每階段的實(shí)際狀態(tài)和理想狀態(tài)的偏差對計(jì) 算進(jìn)行調(diào)整，分析誤差原因，以較為準(zhǔn)確的估計(jì)下一階段的梁體撓度。 結(jié)構(gòu)分析的目的 （ 1） 確定每一階段的立模標(biāo)高，以保證成橋線形滿足設(shè)計(jì)要求； （ 2） 計(jì)算每一階段的梁體的合理狀態(tài)及內(nèi)力，作為對橋梁施工過程中的每個(gè)階段結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移測試結(jié)果進(jìn)行誤差分析的依據(jù)。 馬總屯特大橋（ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋施工控制分析 （ 1）按照施工步驟進(jìn)行計(jì)算，考慮各梁段的自重、施加的預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變以及溫度的變化等因素對結(jié)構(gòu)的影響，對于混凝土的收縮、徐變等時(shí)差實(shí)效在各施工階段中逐步計(jì)入； （ 2）每一階段的結(jié)構(gòu)分析必需以前一階段的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，前一階段結(jié)構(gòu)位移是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)，以前各施工階段受力狀態(tài)是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)，以前各施工階段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)是本階段時(shí)差實(shí)效的計(jì)算基礎(chǔ)； （ 3）計(jì)算出各階段的位移之后，根據(jù)后續(xù)施工階段對本階段的影響，進(jìn)行倒退分析即可得到各施工階段橋梁結(jié)構(gòu)的合理狀態(tài)和立模標(biāo)高； （ 4）施工監(jiān)控首先根據(jù)施工圖紙進(jìn)行初步的計(jì)算，在施工過程中會存在許多難以預(yù)料的因素，可能導(dǎo)致施工進(jìn)度安排等與初始計(jì)算不符，若有與施工圖不同的地方應(yīng)根據(jù)施工單位實(shí)際提供的施工步驟進(jìn)行重 新計(jì)算分析，施工單位應(yīng)在開始施工前提供詳細(xì)的施工步驟，包括預(yù)應(yīng)力的張拉順序、每階段的施工持續(xù)時(shí)間、混凝土的加載齡期等。 計(jì)算過程 （ 1） 根據(jù)施工圖提供的施工步驟對本橋進(jìn)行前期計(jì)算，為與設(shè)計(jì)結(jié)果對比，橫隔板重量、結(jié)構(gòu)自重系數(shù)、摩阻系數(shù)、收縮徐變系數(shù)等參數(shù)按照設(shè)計(jì)所取參數(shù)計(jì)算，在最后階段即成橋運(yùn)營階段考慮收縮徐變 3650 天后的梁體累計(jì)位移，并與設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對比，以校核計(jì)算分析模型的準(zhǔn)確性。 （ 2） 在施工過程中，按照實(shí)際的結(jié)構(gòu)參數(shù)修正結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行跟蹤計(jì)算，使得結(jié)構(gòu)預(yù)測位移與實(shí)際發(fā)生的位移吻和。 立模標(biāo)高的確定 11 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)系到主梁線形是否平順、是否符合設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題。如果在確定立模標(biāo)高時(shí)考慮的因素比較符合實(shí)際，而且加以正確的控制，則最終橋面線形較為良好。 立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)中橋梁建成后的標(biāo)高，一般要設(shè)置一定的預(yù)拱度，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（豎向撓度）。其計(jì)算公式如下： 1 2 3 4 5l m i s j i i i i i i g f f f f f f 式中： i 階段立模標(biāo)高； i 階段設(shè)計(jì)標(biāo)高； 1 由本階段及后續(xù)施工階段梁段自重在 i 階段產(chǎn)生的撓度總和； 2 由張拉本階段及后續(xù)施工階預(yù)應(yīng)力在 i 階段引起的撓度； 3混凝土收縮、徐變在 i 階段引起的撓度； 4施工臨時(shí)荷載在 i 階段引起的撓度； 5取使用荷載在 i 階段引起的撓度的 50%； 掛籃變形值。 其中掛籃變形值是根據(jù)掛籃加載試驗(yàn)確定的在施工過程中 加以考慮，123 7 應(yīng)力監(jiān)測 應(yīng)力監(jiān)控是連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的主要內(nèi)容之一，它是施工過程中的安全預(yù)警系統(tǒng)，是對橋梁的實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行評判和確保施工安全順利的主要依據(jù)。結(jié)構(gòu)某定點(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。在某一時(shí)刻的應(yīng)力值是否與分析（預(yù)測）值一致，是否處于安全范圍內(nèi)是施工控制關(guān)心的問題，解決的辦法就是進(jìn)行監(jiān)測，在箱梁的控制截面布置應(yīng)力測點(diǎn)，以觀察在施工過程中這些截面的應(yīng)力變化及應(yīng)力分布情況，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，從而預(yù)告當(dāng)前已安裝構(gòu)件或即將安裝的構(gòu)件是否出現(xiàn)不滿足強(qiáng)度要求的狀態(tài)。 對本橋進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證橋梁成橋受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。 力測試儀器及測試原理 試儀器的選擇 由于該橋施工時(shí)間較長，故應(yīng)力監(jiān)測是一 個(gè)長時(shí)間的連續(xù)的量測過程，要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況采用方便、可靠和耐久的傳感組件非常重要。根據(jù)以往的監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，鋼弦式傳感器具有較好的穩(wěn)定性和應(yīng)變積累功能，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點(diǎn)，在 12 本橋的應(yīng)力監(jiān)測中采用鋼弦式傳感器。 因此結(jié)合本工程的實(shí)際情況，在應(yīng)力監(jiān)測中采用長沙金碼高科技實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的 X 溫度型智能鋼筋應(yīng)力計(jì)和配套的振弦檢測儀作為應(yīng)力觀測儀器，該應(yīng)力計(jì)的溫度誤差小、性能穩(wěn)定，可以在量測過程中始終以初始零點(diǎn)作為起點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測，且具有應(yīng)變累計(jì) 功能，抗干擾能力強(qiáng)，適于應(yīng)力長期觀測。 試原理 鋼弦應(yīng)力計(jì)埋入混凝土內(nèi)以后，在軸向力作用下鋼弦兩支點(diǎn)間的弦長將發(fā)生伸長或縮短，其自振頻率發(fā)生變化。通過測試傳感器的自振頻率可得到鋼弦的應(yīng)變值，換算得到同位置處混凝土的應(yīng)力值為： c=cE g式中： c 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力； 混凝土的彈性模量； g 鋼弦傳感器的應(yīng)變。 測斷面及儀器布置 主梁測試斷面選擇邊跨 L/2，中跨 L/8、 L/4、 3L/8、 L/2、支點(diǎn)等關(guān)鍵截面，共 11 個(gè)測試斷面，測試截面布置如圖 4 所示。 主梁測試斷面儀器布置情況如圖 5 所示，鋼筋應(yīng)力計(jì)分別布置在頂板上層鋼筋和底板下層鋼筋上，每個(gè)截面布置 4 6 根鋼筋應(yīng)力計(jì)。 為避開應(yīng)力集中位置，鋼筋應(yīng)力計(jì)應(yīng)盡量布置在 非擴(kuò)大截面的普通鋼筋上，同時(shí)在頂?shù)装迳暇贾脩?yīng)力計(jì)，可以測試應(yīng)力沿梁截面橫向的分布情況 。鋼筋應(yīng)力計(jì)按預(yù)定的測試方向（梁部結(jié)構(gòu)為橋梁的縱橋向，梁墩為墩的豎向）焊接固定在主筋上，為防止焊接時(shí)溫度過高損壞鋼筋應(yīng)力計(jì)，焊接過程中，應(yīng)用紗布包裹住傳感器的中間元件部分，并用冷水澆元件部分。為測試方便，同一個(gè)截面的測試導(dǎo)線引至梁同一側(cè)的混凝土表面，在施工過程中需要注意測試信號線的保護(hù)，這些工作需要施工單位配合完成。 試內(nèi)容 應(yīng)力監(jiān)測針對施工的每個(gè)主要施工階段進(jìn)行，在每個(gè)施工階段都進(jìn)行監(jiān)測，各階段根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行測試，各階段應(yīng)力監(jiān)測主要包括： （ 1） 混凝土澆筑前的應(yīng)力測試； （ 2） 混凝土澆筑后 、預(yù)應(yīng)力張拉前的應(yīng)力測試； 13 （ 3） 預(yù)應(yīng)力張拉后、掛籃行走前的應(yīng)力測試； （ 4） 掛籃行走后的應(yīng)力測試； （ 5） 在每一階段測試完畢后應(yīng)對測試結(jié)果進(jìn)行分析、比較，若存在誤差分析原因； （ 6） 根據(jù)測試結(jié)果，給出該橋在成橋時(shí)恒載下的應(yīng)力狀態(tài)。 力監(jiān)測技術(shù) 應(yīng)力監(jiān)控所采用的鋼筋應(yīng)力計(jì)與普通鋼筋焊接，在混凝土澆筑后，混凝土將不可避免的發(fā)生收縮及在外力作用下的徐變，在懸臂階段，每個(gè)墩的懸臂結(jié)構(gòu)均為靜定結(jié)構(gòu)，混凝土的收縮、徐變不會引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力，僅僅引起混凝土的應(yīng)變，由于假設(shè)混凝土和鋼筋是協(xié)同受力的，則鋼筋 應(yīng)力計(jì)所測數(shù)據(jù)中含有非荷載作用下的應(yīng)變成分；在合攏后，發(fā)生體系轉(zhuǎn)換后，混凝土的收縮、徐變將引起結(jié)構(gòu)次內(nèi)力，該次內(nèi)力為結(jié)構(gòu)內(nèi)力的一部分，將引起鋼筋應(yīng)力的變化，此部分為荷載作用下的應(yīng)變，另外，由于混凝土的收縮、徐變應(yīng)變也將引起鋼筋應(yīng)力計(jì)的應(yīng)力測試結(jié)果的變化，此部分為非荷載下的應(yīng)變，須將非荷載下的應(yīng)變扣除。 14 圖 4 梁部結(jié)構(gòu)測試斷面布置圖 鋼筋應(yīng)力計(jì)鋼筋應(yīng)力計(jì)鋼筋應(yīng)力計(jì)鋼筋應(yīng)力計(jì) （ a） 支點(diǎn)斷面 （ b） 跨中斷面 圖 5 主梁截面鋼筋應(yīng)力計(jì)布置圖 15 由于應(yīng)力測試數(shù)據(jù)中含有非荷載作用下混凝土應(yīng)變的成分，所測數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的受力，在由測試鋼筋應(yīng)力計(jì)算混凝土應(yīng)力時(shí)必須予以消除或進(jìn)行應(yīng)力修正。另外，對應(yīng)力測試數(shù)據(jù)有較大影響的因素也很多，主要有：測試初值設(shè)定、混凝土收縮、徐變、溫度等。 鋼弦計(jì)初值設(shè)定及測試時(shí)間 馬總屯特大橋 （ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋采用懸臂 施工，鋼弦計(jì)根據(jù)施工控制前期計(jì)算結(jié)果埋設(shè)在各測試斷面，由于混凝土在初凝后將發(fā)生很大的水化熱，對測試結(jié)果影響較大，故一般鋼筋應(yīng)力計(jì)的初值設(shè)定設(shè)在混凝土的初凝時(shí)刻，可以降低水化熱等對測試結(jié)果的影響。 為減小溫度對測試結(jié)果的影響，測量時(shí)間選擇在早晨太陽出來之前，同時(shí)記錄梁體的溫度以進(jìn)行溫度修正。 混凝土收縮和徐變的影響 對于超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土的收縮和徐變將引起結(jié)構(gòu)次內(nèi)力以及鋼筋與混凝土之間的應(yīng)力重分布，須將混凝土的收縮和徐變引起的鋼筋應(yīng)力增量扣除。 為消除混凝土收縮、徐變對測試結(jié)果的影響可以在每道工 序（如張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋）之前測一次數(shù)據(jù)，若該施工過程較短，則認(rèn)為每道工序間發(fā)生的混凝土收縮、徐變量很小，不予考慮，以增量的結(jié)果形式對每個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)測，若施工周期較長，必須對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理方法見應(yīng)力測試數(shù)據(jù)分析。 它影響因素 （ 1） 混凝土的彈性模量，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。 （ 2） 鋼弦計(jì)本身質(zhì)量（穩(wěn)定性），以往的使用經(jīng)驗(yàn)證明，監(jiān)測中采用的 216點(diǎn)隨時(shí)間漂移很小，且其監(jiān)測結(jié)果可以根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)整。 力測試數(shù)據(jù)分析 鋼弦傳感器 埋入混凝土內(nèi)后，在軸向力作用下鋼弦兩支點(diǎn)間的弦長將發(fā)生伸長或縮短，其自振頻率發(fā)生變化。通過測試傳感器的自振頻率和傳感器內(nèi)的電子元件可以得到鋼弦的應(yīng)變值，換算得到同位置處混凝土的應(yīng)力值為： c c 16 式中： c混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力； 凝土的彈性模量； g鋼弦傳感器的應(yīng)變。 施工應(yīng)變的監(jiān)測是將傳感器埋置在構(gòu) 件混凝土內(nèi)，測點(diǎn)處傳感器變形與周圍混凝土的變形是一致的。由于有多種變形的摻入，傳感器的顯示數(shù)值為周圍混凝土的總應(yīng)變值。在時(shí)刻 承受單軸向應(yīng)力 () 的混凝土構(gòu)件，在時(shí)刻 t 測得總應(yīng)變值 ()t 可用下式表示： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )i c s T Vt t t t t 式中： ()i加載時(shí)初應(yīng)變； ()c t 時(shí)刻 t 時(shí)的徐變效應(yīng)； ()s t 收縮應(yīng)變； ()T t 溫度應(yīng)變； ()V t 構(gòu)件體積幾何尺寸變形引起的應(yīng)變值。 凝土收縮、徐變應(yīng)變的影響分析 混凝土的收縮、徐變對主梁結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在： 由于收縮、徐變的作用使預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā) 生應(yīng)力損失； 箱梁發(fā)生徐變撓度； 由于收縮、徐變的作用，使得鋼筋應(yīng)力計(jì)的非受力應(yīng)變增加，使得測試結(jié)果與理論結(jié)果相比相差太大，故為得到混凝土的實(shí)際應(yīng)力，須將混凝土的受力應(yīng)變從總應(yīng)變中分離出來，即應(yīng)扣除收縮及徐變對測試結(jié)果的影響。 若不考慮混凝土的收縮、徐變，即假設(shè)混凝土與鋼筋協(xié)同工作，兩者的應(yīng)變值相同，則由鋼筋的應(yīng)力值可推算混凝土的應(yīng)力值，如下式所示： / 式中：h混凝土應(yīng)力，g鋼筋應(yīng)力， n 普通鋼筋與混凝土彈性模量比。 對于靜定結(jié)構(gòu)來講，收縮、徐變將引起混凝土和鋼筋之間的應(yīng)力重分布，一般情況下，在混凝土收縮和徐變作用下，鋼筋將出現(xiàn)受壓的應(yīng)力，使得鋼筋應(yīng)力計(jì)測試的壓應(yīng)力結(jié)果偏大，拉應(yīng)力偏小，由于配筋率一般較小，可以認(rèn)為混凝土沒有受力，即箱梁截面上的應(yīng)力僅為彈性應(yīng)力而無收縮、徐變引起的應(yīng)力，由于應(yīng)力計(jì)測試的為鋼筋應(yīng)力，在受壓的情況下，由于鋼筋應(yīng)力計(jì)測試結(jié)果含有收縮、徐變應(yīng)變，測試結(jié)果偏大，若按照上式直 接計(jì)算，則結(jié)果偏大。 17 在工作應(yīng)力下，混凝土的彈性應(yīng)變和徐變應(yīng)變都與應(yīng)力呈線性關(guān)系。因此，只要總應(yīng)力不超過混凝土強(qiáng)度的 50%，分批施加應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變可以采用迭加原理。對于時(shí)刻0施加初應(yīng)力0()，又在不同時(shí)刻i（ i 1， 2， ， n ）分階段施加應(yīng)力增量 ()i的混凝土，其在以后任何時(shí)刻 t 包括收縮應(yīng)變在內(nèi)的總應(yīng)變可以表達(dá)為： 00 0 010( ) ( )( , ) 1 ( , ) 1 ( , ) ( , )( ) ( )n it t t 式中： 0()在0時(shí)刻施加的初應(yīng)力； ()E 齡期為 的混凝土彈性模量； 0( , )s t混凝土在 t 時(shí)刻的收縮應(yīng)變； 0( , )t徐變系數(shù)，參考鐵路橋規(guī)進(jìn)行計(jì)算。 設(shè)每次施加應(yīng)力增量 ()i后立即讀數(shù)，即觀察時(shí)刻，則： 0 0 0 00000( , ) ( , )( ) ( )1 ( , )s E 式中：00( , ) 應(yīng)變觀測值，需減去傳感器初讀 數(shù)。 01 0 1 001111()( , ) ( , )()( ) ( )1 ( , )s 同理可推出： 100 0 010( ) ( )( ) ( , ) ( , ) 1 ( , )( ) ( )() 1 ( , ) 1 ( , ) i s i in 故在i時(shí)刻，測點(diǎn)處扣除了收縮、徐變效應(yīng)的混凝土彈性應(yīng)變即為： 0010( ) ( )( , )( ) ( )n i 由于在混凝土初凝時(shí)刻混凝土的水化熱還沒有使混凝土溫度上升，且此時(shí)混凝土的收縮也未發(fā)生，所以一般選擇在混凝土初凝時(shí)刻設(shè)定應(yīng)力初值，否則混凝土未承受荷載時(shí)鋼弦已反映出的應(yīng)力就不能及時(shí)排除。 度影響分析 箱梁混凝土的溫度變化與大氣溫度變化密切相關(guān)，由于大氣溫度的影響，傳感器鋼弦的應(yīng)變和自振頻率均將發(fā)生改變。由溫度變化引起的應(yīng)力增量為： 18 g 一般情況下， ，則有： 2 因此主梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)變?yōu)椋?2 測測事實(shí)上，日照溫度荷載下，主梁上表面近 40圍內(nèi)的溫 度梯度比較大，溫度分布很不均勻，而其它部分的溫度分布趨于平衡。由于梁體縱向纖維之間的約束，梁體截面上會產(chǎn)生縱向溫度自應(yīng)力，而傳感器受主梁的約束使鋼弦在溫度作用下的應(yīng)變發(fā)生了改變。改變量 ()t y可由下式計(jì)算： 0( ) ( ) ( )t y T y k y 式中： 鋼弦的熱膨脹系數(shù)； ()梁高方向的溫度梯度； 0梁高 y 0 處的變形值； k 單元梁段撓曲變形后的曲率。 在本橋的應(yīng)力監(jiān)測過程中，為了消除溫度對測量值的影響，讀取數(shù)據(jù)安排在早晨太陽輻射較小時(shí)完成，溫度應(yīng)變按試驗(yàn)值進(jìn)行修正。 8 線形監(jiān)測 線形控制工作程序 為使施工控制的各個(gè)步驟程序化，施工控制工作小組根據(jù)具體的施工進(jìn)度安排制定了施工控制工作程序，其中包括兩方面的內(nèi)容。 控制流程 從掛籃的前移定位至預(yù)應(yīng)力鋼束張拉 完畢是本橋施工的一個(gè)周期，每個(gè)周期中有關(guān)施工控制的步驟如下： （ 1） 按照預(yù)報(bào)的掛籃定位標(biāo)高定位掛籃，由施工單位測量定位后的掛籃標(biāo)高，并向控制小組提供掛籃的定位測量結(jié)果； 19 （ 2） 立模板、綁扎鋼筋； （ 3） 澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點(diǎn)，復(fù)測掛籃定位標(biāo)高，墩頂?shù)乃轿灰?，?bào)施工控制小組； （ 4） 施工控制小組分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的標(biāo)高； （ 5） 澆筑完混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點(diǎn)標(biāo)高，測量本梁段端部梁底和預(yù)埋在梁頂?shù)臏y點(diǎn)標(biāo)高，建立測點(diǎn)與梁底標(biāo)高的關(guān)系，提供給施工控制 小組； （ 6） 按鐵路工程檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)檢查斷面尺寸，提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況； （ 7） 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點(diǎn)，并提供施工控制小組； （ 8） 施工控制小組分析測量結(jié)果，根據(jù)上一施工周期梁底標(biāo)高測量值和應(yīng)力、溫度等測量結(jié)果計(jì)算、預(yù)報(bào)下一施工周期的掛籃定位標(biāo)高。 工作程序的關(guān)鍵是：每個(gè)施工循環(huán)過程的結(jié)束都必須對已完成的節(jié)段進(jìn)行全面的測量，分析實(shí)際施工結(jié)果與預(yù)計(jì)目標(biāo)的誤差，從而及時(shí)地對已出現(xiàn)的誤差進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)到要求的精度后，才能對下一施工循環(huán)作出預(yù) 報(bào)。 誤差控制標(biāo)準(zhǔn) 本橋施工控制的最終目標(biāo)是：使成橋后的線形與設(shè)計(jì)成橋線形的所有各點(diǎn)的誤差均滿足鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，成橋線形與設(shè)計(jì)線形誤差在 間，合攏誤差在 內(nèi)。根據(jù)這一目標(biāo)，在每一施工步驟中制訂了如下的誤差控制水平： 1) 掛籃定位標(biāo)高與預(yù)報(bào)標(biāo)高之差控制在 內(nèi)； 2) 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完后，如梁端測點(diǎn)標(biāo)高與控制小組預(yù)報(bào)標(biāo)高之差超過 進(jìn)行研究分析誤差原因，確定下一步的調(diào)整措施； 3) 如有其它異常情況發(fā)生影響到 標(biāo)高，其調(diào)整方案也應(yīng)經(jīng)分析研究，提出控制意見。 位移測點(diǎn)布置 撓度觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)，馬總屯特大橋 （ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋線形監(jiān)測斷面設(shè)在每一階段的端部，如圖 6 所示。 布置 0塊件的高程測點(diǎn)是為了控制頂板的設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)也作為以后各懸澆階段高程觀測基準(zhǔn)點(diǎn)。每個(gè) 0塊的頂板各布置 7 個(gè)高程觀測點(diǎn)，見圖 7（ a）。 懸澆階段每個(gè)監(jiān)測斷面上布置兩個(gè)對稱的高程觀測點(diǎn)，如圖 7（ b、 c）所示，不僅可 20 以測量箱梁的撓度，同時(shí)可以觀測箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，標(biāo)高測點(diǎn)用 16 圓鋼，圓鋼筋頂部磨平，露出 頂板 2 3并用紅油漆作為標(biāo)記。 測點(diǎn)布置原則： 盡量靠近腹板； 測點(diǎn)離梁段端部 10 不妨礙施工及掛籃的行走、固定等； 易于保護(hù)； 盡量使測量工作減少，如立一次儀器即可以測試全部測點(diǎn)的高程，最好設(shè)置在掛籃內(nèi)側(cè)，這樣也可以減少轉(zhuǎn)儀器引起的誤差。 觀測時(shí)間與項(xiàng)目 為盡量減少溫度的影響，撓度的觀測安排在早晨太陽出來之前進(jìn)行，每個(gè)施工階段的變形測試時(shí)間根據(jù)施工階段的進(jìn)度來定。在整個(gè)施工過 程中主要觀測內(nèi)容包括： （ 1） 每階段混凝土澆筑前的高程測量； （ 2） 每階段混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉前的高程測量； （ 3） 每階段預(yù)應(yīng)力張拉后、掛籃行走前的高程測量； （ 4） 每階段掛籃行走后的高程測量； （ 5） 拆除掛籃后、邊（中）跨合攏前的高程測量； （ 6） 最終成橋前的高程測試。 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 21 頁 0123456789101113 12 1211109876543210 . 6 5 48 40標(biāo)高測點(diǎn)圖 6 馬總屯特大橋（ 48+80+48） m 連續(xù)梁橋線形監(jiān)測測點(diǎn) 1234567標(biāo)高測點(diǎn)標(biāo)高測點(diǎn)(a) 0 號塊 (b) 支點(diǎn)斷面 (c) 跨中斷面標(biāo)高測點(diǎn) 圖 7 標(biāo)高測點(diǎn)布置圖 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 22 頁 懸臂階段測量工作內(nèi)容 從掛籃前行至本號梁塊預(yù)應(yīng)力張拉完畢為一個(gè)施工階段 ,在每個(gè)施工階段需完成的工作如下。 掛 籃定位 根據(jù)監(jiān)控方提供的立模標(biāo)高進(jìn)行掛籃定位 ,定位底模前端標(biāo)高及頂板標(biāo)高。 此時(shí)需要設(shè)置的測點(diǎn)如下，如圖 8及圖 9所示。 （ 1） 頂板鋼筋頭測點(diǎn)，距離該梁塊前端 10澆筑該塊混凝土前埋設(shè)即可。 （ 2） 掛籃底模梁塊前端測點(diǎn)，不用設(shè)置鋼筋頭，直接布置在模板上。 （ 3） 掛籃底模鋼筋頭測點(diǎn)，盡量靠近該梁塊底模前端，鋼筋頭長度 10右。 注：由于在澆筑混凝土后需要對底模前端標(biāo)高進(jìn)行測量，為消除其他因素影響，在定位時(shí)，在底模上盡量靠近本梁塊底模前端左右兩側(cè)各設(shè)置鋼筋頭一個(gè)，在定位時(shí)需要測量測點(diǎn) 2（底模前端模 板）與測點(diǎn) 3（底模前端鋼筋頭）的標(biāo)高差，在澆筑混凝土后及張拉預(yù)應(yīng)力后可僅對測點(diǎn) 3（底模前端鋼筋頭）進(jìn)行測量，利用標(biāo)高差換算測點(diǎn) 2（底模前端模板）的標(biāo)高。 3 掛 籃 底 模 鋼 筋 頭 測 點(diǎn)2 掛 籃 底 模 梁 塊 前 端 測 點(diǎn)掛籃底模1 頂 板 鋼 筋 頭 測 點(diǎn)本施工段前施工段圖 8 每階段測點(diǎn)布置側(cè)立面圖 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 23 頁 圖 9 每階段測點(diǎn)布置正立面圖 掛籃定位時(shí)需測量的內(nèi)容如下： （ 1） 測點(diǎn) 2（底模前端模板）的標(biāo)高，使其滿足監(jiān)控方標(biāo)高預(yù)報(bào)文件中的底板立模標(biāo)高； （ 2） 頂板立模標(biāo)高，為底板立模標(biāo)高梁高； （ 3） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點(diǎn)標(biāo)高； （ 4） 測點(diǎn) 3（底模前端鋼筋頭測點(diǎn)）標(biāo)高，并計(jì)算出每側(cè)底模前端鋼筋頭測點(diǎn)（測點(diǎn) 3）與測點(diǎn) 2（底模前端模板）的標(biāo)高差。 筑混凝土?xí)r 檢查掛籃定位標(biāo)高，確保標(biāo)高無誤后再開始澆筑混凝土； 凝土養(yǎng)護(hù)期間 混凝土養(yǎng)護(hù)期間需測量內(nèi)容如下： （ 1） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點(diǎn)（測點(diǎn) 1）標(biāo)高； （ 2） 底模前端鋼筋頭測點(diǎn)標(biāo)高（測點(diǎn) 3），目的是測量（底模前端模板）測點(diǎn) 2標(biāo)高，需要提供測點(diǎn) 2的標(biāo)高； 應(yīng)力張拉后 預(yù)應(yīng)力張拉后需測量內(nèi)容如下： （ 1） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點(diǎn)（測點(diǎn) 1）標(biāo)高； （ 2）底模前端鋼筋頭測點(diǎn)標(biāo)高（測點(diǎn) 3），目的是測量（底模前端模板）測點(diǎn) 2標(biāo)高，需要提供測點(diǎn) 2的標(biāo)高； 測量儀器 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 第 24 頁 高程測試用 站儀（測量精度 精密水準(zhǔn)儀來進(jìn)行測試。 9 溫度監(jiān)測 溫度是影響主梁撓度的最主要的因素之一，在施工的過程中，可以通過溫度型應(yīng)力監(jiān)測儀器（ 測混凝土內(nèi)部溫度的變化情況，測量精度 。 在施工控制中將按照實(shí)際的施工進(jìn)度考慮季節(jié)性溫差，對日照溫差在觀測中通過采取一些措施（如同一觀測時(shí)間 等）予以消除，減小其影響。 10 誤差分析與識別 在每一施工階段，對監(jiān)測得到的應(yīng)力和位移與理論值進(jìn)行誤差分析，并分析產(chǎn)生誤差的原因，根據(jù)本階段結(jié)果對下一階段的誤差進(jìn)行預(yù)測、調(diào)整以及報(bào)告施工狀態(tài)（預(yù)制梁段架設(shè)標(biāo)高）等。 11 施工控制實(shí)施流程 施工控制按照施工 量測 識別 修正 預(yù)告 施工的循環(huán)過程，其實(shí)質(zhì)就是使施工按照預(yù)定的理想狀態(tài)順利推進(jìn)。由于實(shí)際上不論是理論分析得到的理想狀態(tài)還是實(shí)際施工都存在誤差，所以，對本橋進(jìn)行施工控制的核心任務(wù)就是對各種誤差進(jìn)行分析、識別、調(diào)整，對結(jié)構(gòu)未來狀態(tài)做出預(yù)測。 對于本橋 ，由于在梁段澆筑完成后，除張拉預(yù)備預(yù)應(yīng)力索外，基本沒有調(diào)整的余地，而只能針對已有誤差在下一未澆筑梁段的立模標(biāo)高上做出調(diào)整，所以，要保證本橋控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最根本的就是對立模標(biāo)高做出盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測，依靠預(yù)測控制。 鑒于本橋已完成階段的不可控性以及施工中對線形誤差的糾正措施的有限性，控制誤差的發(fā)生就顯得極為重要，所以施工中采用自適應(yīng)控制法對其進(jìn)行控制?；舅悸窞楫?dāng)結(jié)構(gòu)的實(shí)測狀態(tài)與模型計(jì)算結(jié)果不符時(shí)，通常將誤差輸入到參數(shù)辨別算法中去調(diào)整計(jì)算模型的參數(shù)，使模型的輸出結(jié)果與實(shí)測結(jié)果一致，得到修正的計(jì)算模型參數(shù)后，重 新計(jì)算各施工階段的理想狀態(tài)，經(jīng)過幾個(gè)階段的反復(fù)識別后，計(jì)算模型就基本與實(shí)際結(jié)