1、系桿拱橋的施工監(jiān)控摘要：以上虞三環(huán)上跨橋工程為例，從施工監(jiān)控的必要性延伸到監(jiān)控目的、監(jiān) 控內(nèi)容及相應(yīng)的監(jiān)控方法，用實(shí)踐證明了施工監(jiān)控的效果，值得推廣和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：系桿拱橋監(jiān)控一、概況2015年，我公司代建了上虞三環(huán)東路上跨蕭用鐵路工程，因本橋跨經(jīng)世遺項(xiàng) 目-浙東運(yùn)河，河兩岸各5米范圍內(nèi)部能設(shè)橋墩，從而導(dǎo)致跨運(yùn)河部分橋梁跨徑 增長(zhǎng)，原設(shè)計(jì)的小箱梁無法滿足跨徑需求，加之處于起始處（4#墩至5#墩），橋 梁凈高受限，故經(jīng)方案比選，采用系桿拱橋形式跨運(yùn)河本鋼管混凝土系桿拱橋， 標(biāo)準(zhǔn)跨徑65.5m，計(jì)算跨徑62.5m。拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，吊桿為鋼絞線成品 索，縱橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橋面板為預(yù)制裝

2、配鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；橋墩為柱 式墩，基礎(chǔ)為承臺(tái)樁基礎(chǔ)。橋梁中心線與浙東運(yùn)河中心線交角為108度，相交處對(duì)應(yīng)的橋梁中心線里程 K0 + 945。運(yùn)河限界為22m寬x4.5m高，上跨處運(yùn)河寬23.39m，最高通航水位為 3.13m，橋墩結(jié)構(gòu)距河岸最近處為6.54m，梁底距河面最低處為4.76m。圖1-1、圖1-2給出了系桿拱橋的主橋總體布置示意圖和橫斷面圖。圖1-2系桿拱橋上部結(jié)構(gòu)橫斷面圖拱肋鋼管內(nèi)泵送混凝土采用C50自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土，縱梁及橫梁采用C50混凝土， 預(yù)制橋面板采用C40混凝土。下部結(jié)構(gòu)混凝土：墩柱為C40、承臺(tái)及承臺(tái)系梁為C35、樁基 為C30水下混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公稱直徑1

3、5.2mm的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo) 準(zhǔn)值1860MPa，拱肋、風(fēng)撐鋼結(jié)構(gòu)及吊桿配套受力鋼結(jié)構(gòu)均采用Q345D鋼材吊桿采用擠壓錨 固鋼絞線拉索。預(yù)應(yīng)力鋼束管道采用塑料波紋管二、施工監(jiān)控的必要性2.1這是杭州地鐵公司代建的第一個(gè)系桿拱項(xiàng)目，沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒，故自接收本工 程后，本人差閱大量相關(guān)資料，同時(shí)向右經(jīng)驗(yàn)的業(yè)內(nèi)同行請(qǐng)教，到拱肋加工廠靠查，與施工、 監(jiān)理多次進(jìn)行技術(shù)探討后，明確系桿拱橋中路把控的重點(diǎn)在于施工全過程的監(jiān)控，監(jiān)控贏則 質(zhì)量贏，監(jiān)控?cái)t后果不堪設(shè)想，這方面有太多慘痛的教訓(xùn)：1999年1月重慶綦江縣彩虹橋，整座大橋突然垮塌，40人遇難。2001年11月，四川宜賓南門大橋連接拱

4、體和橋面預(yù)制板的4對(duì)8根鋼纜吊桿斷裂，北 端長(zhǎng)約10m、南端長(zhǎng)約20m橋面預(yù)制板坍塌。2011年4月12日，新疆孔雀河大橋發(fā)生垮塌事故，橋面長(zhǎng)約10m、寬約12m橋面垮塌2012年12月10日下午6點(diǎn)15分，攀枝花市金沙江倮果大橋一根吊桿突然脫落，導(dǎo)致 橋面出現(xiàn)V”字形塌陷。2.2系桿拱橋?yàn)橥獠快o定、內(nèi)部高次超靜定結(jié)構(gòu)，施工期間，結(jié)構(gòu)體系逐步形成，整體剛 度不斷變化，為實(shí)現(xiàn)對(duì)大橋施工期間的線形、內(nèi)力、應(yīng)力等內(nèi)容進(jìn)行有效的控制和合理調(diào)整， 需對(duì)施工全過程中的各項(xiàng)影響橋梁變形、應(yīng)力的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)分析各施工階段中實(shí)測(cè) 值與設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值的差異并找出原因，提出修正對(duì)策，并確保全橋建成后的橋梁線形、內(nèi)

5、力狀 態(tài)達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)理想狀態(tài)。2.3施工監(jiān)控的目的在于保證施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、截面應(yīng)力、位移、撓度變化都 能處于安全合理的范圍內(nèi)，保證成橋后橋面線形良好，結(jié)構(gòu)受力滿足設(shè)計(jì)要求。2.4為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要根據(jù)實(shí)際的施工工序，以及現(xiàn)場(chǎng)獲取的參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)橋跨 結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)誤差分析、結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，并且根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工控制指令， 以確保結(jié)構(gòu)的逐段施工向著理想的方向發(fā)展。施工過程中，結(jié)構(gòu)單元的單元數(shù)量、截面特性、截面材料成分都在不斷的變化，體系轉(zhuǎn) 換前后，其受力體系也有很大變化，這樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力和撓度也處于大幅度變化中，再加 上施工荷載、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、日照時(shí)間等的影響，都

6、可能使得拱橋的施工狀態(tài)偏離預(yù) 定目標(biāo)，而可能處于高應(yīng)力水平的局部桿件又會(huì)危及結(jié)構(gòu)安全。因此，在施工過程中建立施 工監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別（監(jiān)測(cè)）、調(diào)整（糾偏）、預(yù)測(cè)，對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn) 是至關(guān)重要的。2.5施工監(jiān)測(cè)一般包括設(shè)計(jì)參數(shù)監(jiān)測(cè)、幾何狀態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)等幾個(gè)部分。 主要通過事先在結(jié)構(gòu)的主要監(jiān)測(cè)部位埋設(shè)各種性能各異的傳感器，并用相應(yīng)的測(cè)試儀器測(cè)得 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析程序，以及誤差分析、參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確 定每一階段的施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)橋跨結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期值，保證施工質(zhì)量和 安全。同時(shí)通過施工監(jiān)測(cè)，為橋梁竣工驗(yàn)收提供重要依據(jù)，長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠

7、的測(cè)試元件也可作 為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的設(shè)備，為養(yǎng)護(hù)維修建立科學(xué)的數(shù)據(jù)檔案。2.6施工控制是對(duì)成橋目標(biāo)進(jìn)行有效控制，修正在施工過程中各種影響成橋目標(biāo)的參數(shù)誤 差，確保成橋后結(jié)構(gòu)受力和線形滿足設(shè)計(jì)要求。在主橋施工過程中以拱肋、系梁的線型、應(yīng)力控制為主；二期恒載施工時(shí)及成橋后，以內(nèi)力控制為主，通過吊桿力的調(diào)整，使全橋受力狀態(tài)達(dá)到 最優(yōu)，并使線形盡量達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)。三、施工監(jiān)控目標(biāo)3.1變形控制3.2應(yīng)力控制3.3穩(wěn)定控制3.4安全控制3.5數(shù)據(jù)控制3.6施工監(jiān)控誤差范圍根據(jù)相關(guān)規(guī)定，給出了鋼管拱肋架設(shè)、鋼管拱肋混凝土澆筑的允許偏差見，也作為預(yù)警 閾值，表3.6-13.6-2。表3.6-1鋼管拱肋架設(shè)實(shí)測(cè)項(xiàng)

8、目的偏差允許值表3.6-2鋼管拱肋混凝土澆筑實(shí)測(cè)項(xiàng)目的偏差允許值注：L為跨徑3.7本橋重難點(diǎn)分析常規(guī)的三拱肋系拱橋，一般為橫橋向、縱橋向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，但浙東古運(yùn)河系桿拱橋平曲線 位于半徑1000m的圓曲線向直線過渡的緩和曲線起始段，橋梁結(jié)構(gòu)按直線橋設(shè)計(jì)，適當(dāng)加寬 橋面以適應(yīng)道路寬度，橫向?yàn)?片拱肋，左右不等寬，拱肋中心間距分別為16.8m和20.8m。 這樣導(dǎo)致三片拱肋的受力、吊桿力、橫梁受力、系梁受力存在較大差異，整座橋梁的空間效 應(yīng)比較明顯，必須對(duì)橋梁空間受力特性分析清楚，并在施工監(jiān)控時(shí)有針對(duì)性的予以調(diào)整。四、施工監(jiān)控計(jì)算本項(xiàng)目監(jiān)控計(jì)算采用“MIDAS/Civil”進(jìn)行空間計(jì)算。對(duì)本項(xiàng)目橋梁監(jiān)

9、控計(jì)算采用正裝法進(jìn)行 計(jì)算，整個(gè)計(jì)算步驟按主橋施工架設(shè)過程進(jìn)行，直至主跨合龍。4.1監(jiān)控計(jì)算基本內(nèi)容監(jiān)控計(jì)算是施工控制的核心依據(jù)，利用三維空間結(jié)構(gòu)分析程序計(jì)算分析施工全過程、成 橋狀態(tài)的內(nèi)力及變形等，考慮結(jié)構(gòu)空間的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)變形和內(nèi)力的影響。監(jiān)控計(jì)算的成果需 要與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果比較分析，差別應(yīng)在容許范圍內(nèi)。根據(jù)工程進(jìn)展，監(jiān)控計(jì)算工作主要包括 以下內(nèi)容：4.1.1計(jì)算模型的建立計(jì)算模型是施工監(jiān)控計(jì)算的基礎(chǔ)，首先應(yīng)該盡可能真實(shí)模擬設(shè)計(jì)圖紙的各個(gè)構(gòu)造（包括 截面和邊界條件等），將結(jié)構(gòu)離散，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工方案劃分施工階段，再劃分施工階段 的時(shí)候應(yīng)該區(qū)分一般施工工況和重點(diǎn)施工工況。重點(diǎn)工況必需有單獨(dú)的施

10、工階段。計(jì)算參數(shù)在施工計(jì)算前期可以結(jié)合規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)取值， 在施工過程中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)，進(jìn)行參數(shù)的識(shí)別和修正。圖4.1.1系桿拱橋有限元模型（類似橋梁模型）本橋計(jì)算采用Midas Civil2010建立有限元模型，其中，拱肋、系桿、橫梁、縱向加勁梁、風(fēng)撐、懸臂段采用梁?jiǎn)卧M，吊桿采用桁架 單元。支座采用一般支承模擬，支架采用節(jié)點(diǎn)彈性支承（只受壓）模擬。圖4.1.1給出了系桿拱橋的有限元模型。4.1.2參數(shù)影響性分析和施工控制參數(shù)的確定由于各種原因限制，實(shí)際結(jié)構(gòu)的剛度、重量等參數(shù)可能會(huì)和最初擬定的參數(shù)有一定差別。 利用計(jì)算模型計(jì)算分析采用不同的參數(shù)對(duì)施工控制目標(biāo)的影響，掌握各種參數(shù)差別的影

11、響。參數(shù)分析包括：混凝土彈性模量、混凝土容重、預(yù)應(yīng)力參數(shù)、溫度場(chǎng)等。根據(jù)各參數(shù)影 響量確定一個(gè)或幾個(gè)施工控制參數(shù)，作為施工控制過程中參數(shù)識(shí)別和分析的重點(diǎn)。4.2監(jiān)控計(jì)算基本階段4.2.1施工前仿真計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)前期收集的資料和荷載等參數(shù)，進(jìn)行施工過程和成橋狀態(tài)計(jì)算，并 對(duì)設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)按規(guī)范進(jìn)行成橋各種荷載組合計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度進(jìn)行驗(yàn)算，得到初步 的施工過程理論軌跡和架設(shè)前的主要施工控制參數(shù)。監(jiān)控計(jì)算中考慮了結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變、行車道板重、橋面鋪裝、吊桿 張拉力、汽車荷載、溫度作用等因素，其具體參數(shù)取值如下：（1）自重拱肋、系梁、橫梁、縱向加勁梁及風(fēng)撐采用C50混凝土，

12、容重取26kN/m3；鋼管內(nèi)混凝 土容重取25kN/m3，鋼絞線容重取78.5kN/m3o（2）預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公稱直徑15.2mm的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值1860MPa。 系梁鋼束張拉控制應(yīng)力取為0.65fpk，橫梁取0.75fpk （端橫梁頂?shù)装迨?.73fpk）；管道采 用塑料波紋管，管道摩擦系數(shù)取0.17，偏差系數(shù)取0.0015； 一端錨具回縮值取為6mm；松弛 按規(guī)范低松弛鋼絞線公式計(jì)算。（3）混凝土收縮徐變考慮全施工過程及成橋后十年的徐變?；炷恋氖湛s應(yīng)變計(jì)徐變系數(shù)均按公路鋼筋混 凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004 ）取用，環(huán)境相對(duì)濕度取0.

13、8。管內(nèi)混凝 土收縮徐變也按一般混凝土考慮，環(huán)境相對(duì)濕度按取0.9 o（4）二期恒載混凝土鋪裝層容重取25kN/m3，瀝青層取24kN/m3，護(hù)欄每道取12kN/m。（5）汽車荷載拱肋、系梁、吊桿按車道荷載計(jì)算，橫梁、橋面板按車輛荷載計(jì)算。拱肋沖擊系數(shù)按鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范確定，其它構(gòu)件按通用規(guī)范（D60）定。（6）溫度作用均勻溫度：升溫取25度，降溫取25度。混凝土構(gòu)件梯度溫度：系梁及橫梁梯度溫度模式參照通規(guī)10cm厚瀝青鋪裝時(shí)的規(guī)定 取用，系梁頂最高升溫14度、降溫7度，中橫梁考慮了 20cm現(xiàn)澆層對(duì)梯度溫度的消減。（7）吊桿張拉力表4.2-1設(shè)計(jì)各階段吊桿目標(biāo)索力值（kN）4.2.2施

14、工過程跟蹤計(jì)算施工過程跟蹤計(jì)算包括階段施工前的預(yù)測(cè)計(jì)算和階段施工后的校核和修正計(jì)算。在階段施工之前，對(duì)階段施工過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，并作為階段施工過程 控制的目標(biāo)，在階段施工完畢之后，需要根據(jù)實(shí)際的測(cè)試和測(cè)量結(jié)果，得出一組消除各種誤 差因素后結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)數(shù)據(jù)，并與預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析，找出差值，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行修正， 并重新計(jì)算作為后續(xù)階段施工的依據(jù)。如果實(shí)測(cè)值與計(jì)算值有較大差異，需要采用最小偏差理論分析原因并在后續(xù)施工過程中 考慮采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)整措施。4.2.3施工階段劃分系桿拱橋考慮了各主要施工過程以及成橋后汽車荷載、混凝土收縮徐變等，共劃分為22 個(gè)階段，具體工況見表4.2.3所示

15、。表4.2.3階段大橋施工階段劃分4.2.4成橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)計(jì)算根據(jù)各施工各階段以及成橋狀態(tài)實(shí)測(cè)結(jié)果，計(jì)算橋梁的成橋狀態(tài)恒載內(nèi)力和運(yùn)營(yíng)階段荷 載組合內(nèi)力，并與設(shè)計(jì)成橋內(nèi)力和線形比較，做出施工監(jiān)控評(píng)價(jià)。五施工監(jiān)測(cè)施工監(jiān)測(cè)就是通過在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立的實(shí)時(shí)測(cè)量體系，對(duì)施工過程中主橋關(guān)鍵部位的應(yīng)力、 位移和溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量，為施工監(jiān)控計(jì)算提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以保證主橋施工過程結(jié) 構(gòu)的安全，為監(jiān)控計(jì)算提供實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)參數(shù)和校核。即，通過對(duì)這些測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析 和比較，根據(jù)需要對(duì)結(jié)構(gòu)的參數(shù)和狀態(tài)及監(jiān)控目標(biāo)做出必要的調(diào)整。5.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目表5-1給出了系桿拱橋施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一覽表。表5-1系桿拱橋施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一覽表

16、5.2線形檢測(cè)5.2.1線形監(jiān)控網(wǎng)及高程監(jiān)控基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核建立主橋線形監(jiān)控網(wǎng)，在監(jiān)控網(wǎng)中按規(guī)范要求測(cè)設(shè)主橋高程監(jiān)控基準(zhǔn)點(diǎn)，其為理論不動(dòng) 點(diǎn)，由水準(zhǔn)基點(diǎn)引測(cè)其高程。為防止測(cè)點(diǎn)位置移動(dòng)或破壞，線形測(cè)試前需對(duì)高程監(jiān)控基準(zhǔn)點(diǎn) 進(jìn)行復(fù)核，要求每?jī)蓚€(gè)月復(fù)測(cè)一次。測(cè)量采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行。在靠近項(xiàng)目部側(cè)的兩個(gè)主墩底部上各布設(shè)1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)（用L型鋼材，鉆孔植入，并用植 筋膠固定），兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)相互校核，并定期由水準(zhǔn)基點(diǎn)引測(cè)其高程。圖5.2.1-1線性監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)網(wǎng)置示意圖監(jiān)測(cè)頻率：每?jī)蓚€(gè)月復(fù)測(cè)一次。5.2.2主拱肋線形和位移監(jiān)測(cè)對(duì)主拱腳、主拱肋與端橫梁連接處進(jìn)行變位監(jiān)測(cè)，以監(jiān)視主拱肋與拱腳處的變位狀況， 督促做好拱腳端塊件的

17、定位、控制工作；對(duì)主拱肋現(xiàn)澆段接頭處進(jìn)行線形與位移監(jiān)測(cè)，真實(shí)地把握拱肋的位移情況；對(duì)主拱肋、 系梁施工過程的結(jié)構(gòu)線形及位移監(jiān)測(cè)，定期測(cè)量拱肋線形，并繪出拱肋線形圖，避免拱軸線 與設(shè)計(jì)拱軸線發(fā)生偏差，對(duì)已發(fā)生的偏差，及早采取措施進(jìn)行糾偏處理。主拱肋線形和位移的監(jiān)測(cè)采用全站儀按坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量，在拱肋上共設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，在 系梁上設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)；測(cè)量時(shí)考慮在拱肋上采用自貼式反射片。圖5.2.2-1給出了系桿拱橋拱肋、系梁線形位移觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖。監(jiān)測(cè)頻率為：拱肋安裝后每個(gè)工況至少實(shí)測(cè)1次。圖5.2.2-1拱肋、系梁線性位移觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖對(duì)于對(duì)稱點(diǎn)相對(duì)高程的監(jiān)測(cè)，方法、測(cè)點(diǎn)布置按上述內(nèi)容執(zhí)行，監(jiān)測(cè)的頻率

18、為每個(gè)施工 階段至少監(jiān)測(cè)一次。在出現(xiàn)偏差時(shí)，需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，程序按圖5.2.2-2進(jìn)行。5.2.3吊桿力的監(jiān)控對(duì)于系桿拱橋而言，橋面荷載及車輛荷載通過縱橫梁傳遞到吊桿上，再由吊桿傳遞到拱 肋上。因此，吊桿力張拉的準(zhǔn)確與否，對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力非常關(guān)鍵。吊桿力的測(cè)試考慮采用頻 譜法，用索力儀進(jìn)行測(cè)定。采用頻譜分析法對(duì)吊桿力進(jìn)行測(cè)試，這種方法利用臨時(shí)緊固在吊桿上的高靈敏度傳感器 拾取吊桿在環(huán)境激振下的脈動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過濾波、放大后進(jìn)行譜分析，根據(jù)頻譜圖來確定吊桿 自振頻率，進(jìn)而求得索力。根據(jù)對(duì)多座索結(jié)構(gòu)橋梁的索力測(cè)試結(jié)果的分析，對(duì)于較長(zhǎng)的吊桿 力測(cè)試的精度可控制在5%之內(nèi)。吊桿力計(jì)算可以采用如下的公式：吊

19、桿力的監(jiān)控目標(biāo)：成橋恒載狀態(tài)下，主橋和吊桿力實(shí)測(cè)值與理論值應(yīng)吻合良好，相對(duì) 誤差均較小（5%），吊桿受力合理。在吊桿張拉時(shí)，通過千斤頂?shù)挠蛪罕淼淖x數(shù)對(duì)吊桿參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，后期通過測(cè)試吊桿的 振動(dòng)頻率，就可以反算吊桿力。監(jiān)測(cè)頻率：每次張拉后及成橋后均對(duì)吊桿進(jìn)行索力測(cè)試。5.2.4基礎(chǔ)沉降定期測(cè)量圖5.2.4-1橋墩頂面沉降觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖在主墩承臺(tái)上頂面各設(shè)置8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)?；A(chǔ)沉降采用全站儀按坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量。關(guān)鍵工序完成后，就進(jìn)行測(cè)試，以分析施工過程中。橋墩頂面沉降觀測(cè)點(diǎn)布 置示意圖如圖5.2.4-1。施工過程中，對(duì)關(guān)鍵工序，如端橫梁與拱腳大節(jié)點(diǎn)澆筑完成后、系桿 與中橫梁澆筑完成后、拱肋與風(fēng)撐吊

20、裝完成后、吊拱肋內(nèi)混凝土泵送完成后、吊桿張拉后、 全橋二期恒載施工完成后，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的沉降進(jìn)行觀測(cè)。5.2.5支架豎向變形量的測(cè)量施工中需要對(duì)支架豎向變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要是測(cè)試支架預(yù)壓時(shí)的支架頂沉降量，分析其 彈性變形與非彈性變形，在拱肋、橫梁混凝土澆筑時(shí)給出一定的預(yù)拋高值；在澆筑混凝土?xí)r 對(duì)支架變形予以監(jiān)測(cè)。支架的豎向變形量采用水準(zhǔn)儀測(cè)量，在荷載較大的部位設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。在混凝土澆筑 時(shí)，用儀器觀測(cè)支架的下沉、變形，發(fā)現(xiàn)下沉、變形速度明顯增快時(shí)，立即通知停止施工。監(jiān)測(cè)頻率：沿橫向拱肋位置布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，縱向每個(gè)2米布置1個(gè)斷面，在支架預(yù)壓前、 壓重分級(jí)的每一級(jí)、卸載后（含分級(jí)）均進(jìn)行監(jiān)測(cè)。圖5.2

21、.5-1鋼管貝雷片平臺(tái)側(cè)立面圖圖5.2.5-2鋼管貝雷片平臺(tái)正立面圖5.3應(yīng)力測(cè)試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測(cè)試結(jié)果一方面用來評(píng)價(jià)施工質(zhì)量，另一方面還可用于橋梁施工過程中結(jié)構(gòu) 安全和竣工后的跟蹤監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步完善橋梁設(shè)計(jì)理論。對(duì)大跨度鋼筋混凝土系桿拱橋而言，由于混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性，受設(shè)計(jì)參 數(shù)（如材料特性、密度、截面特性等參數(shù)）、施工狀況（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，結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力與 設(shè)計(jì)應(yīng)力很難完全吻合，即計(jì)算應(yīng)力不可能準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。因此，在預(yù)應(yīng)力 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變實(shí)際測(cè)試中，通過系統(tǒng)識(shí)別、誤差分析與處理，使測(cè)試應(yīng)力

22、盡可能地接近 于實(shí)際，從而較準(zhǔn)確地掌握結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)。為了排除非受力應(yīng)變，在埋入工作應(yīng)力計(jì)的同時(shí)，也埋設(shè)無應(yīng)力計(jì)，測(cè)試混凝土的非應(yīng) 力應(yīng)變，再根據(jù)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，可以推算混凝土在不同應(yīng)力狀態(tài)下的單軸應(yīng)變計(jì)算 公式，從而計(jì)算混凝土的應(yīng)力。（1）傳感器選擇基于系桿拱橋施工工期長(zhǎng)、工作量大（測(cè)量頻繁且須多點(diǎn)同時(shí)讀數(shù)）、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境差 （邊施工，邊測(cè)量），密封、絕緣要求高，溫度變化難于預(yù)測(cè)，因撞擊、振搗損壞傳感器器 件的情況不可避免。同時(shí)，還必須設(shè)法排除混凝土收縮徐變對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。在整個(gè)監(jiān)測(cè) 與控制期間，為了不影響橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，鑒于同類橋梁施工監(jiān)控的經(jīng)驗(yàn)，選用埋入式鋼 弦應(yīng)變傳感器。

23、目前，工程界普遍認(rèn)為，埋入式鋼弦應(yīng)變傳感器量程大、精度高、零漂和溫 漂小，自身防護(hù)破損的能力好，便于長(zhǎng)期觀測(cè)，是混凝土應(yīng)變測(cè)量較理想的傳感元件。（a）MYB-150混凝土應(yīng)變計(jì)（b）BYB-100混凝土應(yīng)變計(jì)圖5.3-1混凝土應(yīng)變計(jì)照片圖5.3-2 ZX-16振弦頻率儀根據(jù)拱肋、系梁結(jié)構(gòu)可受到的荷載和溫度變化情況，選用埋入式MYB-150混凝土應(yīng)變計(jì)、 表面式BYB-100應(yīng)變計(jì)（或同性能產(chǎn)品），這種振弦式傳感器抗干擾能力強(qiáng)，遠(yuǎn)距離輸送產(chǎn) 生的誤差極小，對(duì)溫度變化所受的影響較小，輸出信號(hào)為頻率，與帶有脈沖激發(fā)器的頻率接 收儀配合使用，組成量測(cè)系統(tǒng)。具有防水密封可靠，性能穩(wěn)定，宜于多點(diǎn)遠(yuǎn)傳，適于

24、長(zhǎng)期觀 測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。圖4.3-1給出了混凝土應(yīng)變計(jì)的照片，圖4.3-2給出頻率測(cè)試儀的照片。（2）測(cè)試斷面及測(cè)點(diǎn)布置方案系桿拱橋應(yīng)變測(cè)試主要測(cè)試拱肋及系桿沿橋縱向的正應(yīng)變，因此，在測(cè)試截面的拱肋上 下緣及系桿上下緣布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。為了準(zhǔn)確測(cè)量混凝土的應(yīng)力，需要消除混凝土的溫度和收縮等無應(yīng)力應(yīng)變影響，為補(bǔ)償 混凝土內(nèi)部的無應(yīng)力應(yīng)變，在施工過程中制作了專門的應(yīng)力補(bǔ)償塊，在補(bǔ)償塊內(nèi)布置1個(gè)無 應(yīng)力計(jì)?？紤]到結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，實(shí)際測(cè)試時(shí)取其中一孔的中拱肋、另外一孔的邊拱肋布置應(yīng)力測(cè) 點(diǎn)，應(yīng)力測(cè)試斷面布置見圖5.3-3所示。其中拱肋設(shè)置了三個(gè)應(yīng)力測(cè)試斷面，分別為拱腳位 置（1-1斷面）、1/4拱肋位置（2-2斷

25、面面）、拱肋跨中位置（3-3斷面）；系桿的應(yīng)力測(cè)試 也取一孔的中系桿，另外一拱的邊系桿，設(shè)置了兩個(gè)應(yīng)力測(cè)試斷面，分別為1/4系桿位置 （4-4斷面）、系桿跨中位置（5-5斷面）。選取一根吊桿橫梁，在其跨中布置一個(gè)測(cè)試斷面， 在截面下緣布置兩個(gè)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。圖5.3-3主橋應(yīng)力測(cè)試截面示意圖圖5.3-4系桿、拱肋應(yīng)力測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)布置圖各斷面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置見圖5.3-4所示，其中拱肋位置每個(gè)測(cè)試斷面布置六個(gè)測(cè)點(diǎn)，系桿位 置每個(gè)控制斷面布置四個(gè)測(cè)點(diǎn)，橫梁位置每個(gè)控制斷面布置四個(gè)測(cè)點(diǎn)。（3）鋼弦應(yīng)變計(jì)埋設(shè)為保證埋設(shè)的鋼弦應(yīng)變計(jì)有較高的成活率，在操作中盡可能準(zhǔn)確地使鋼弦應(yīng)變計(jì)與縱向 應(yīng)力方向保持一致。為防止混

26、凝土澆筑過程中傳感器的竄位和角度改變，埋設(shè)時(shí)用扎絲將傳 感器捆扎在鋼筋上。杜絕電焊和混凝土振搗棒與其接觸，共計(jì)埋設(shè)應(yīng)變計(jì)：拱肋54個(gè)，中 系梁12,邊系梁24個(gè)，中橫梁12個(gè)，端橫梁12個(gè)，全橋合計(jì)114個(gè)。（4）測(cè)試應(yīng)力誤差分析混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力是通過應(yīng)變測(cè)量獲得的：橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況與理論狀況總是存在著一定的誤差。由于混凝土材料的特殊性，測(cè)量應(yīng)力的誤差主要來源于混凝土的實(shí)際彈性模量的測(cè)量和 混凝土收縮徐變的計(jì)算。為了排除非受力應(yīng)變，在埋入工作應(yīng)力計(jì)的同時(shí)，也埋設(shè)無應(yīng)力計(jì)， 測(cè)試混凝土的非應(yīng)力應(yīng)變（主要是指收縮和溫度產(chǎn)生的應(yīng)變），徐變應(yīng)變需要通過相關(guān)計(jì)算、 經(jīng)驗(yàn)及分析加以扣除。從實(shí)測(cè)的總應(yīng)變中減去無應(yīng)力計(jì)測(cè)試的無應(yīng)力應(yīng)變和徐變應(yīng)變計(jì)算值， 即可得到由應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)變，再根據(jù)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，可以推算混凝土在不同 應(yīng)力狀態(tài)下的單軸應(yīng)變計(jì)算公式，從而計(jì)算出混凝土的應(yīng)力。應(yīng)力測(cè)試工況：應(yīng)力測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)，測(cè)試應(yīng)力傳感器的初值，后面根據(jù)施工進(jìn)度，按變更 設(shè)計(jì)說明和最新施工方案的工況劃分，每個(gè)工況至少實(shí)測(cè)1次。5.4溫度場(chǎng)測(cè)試結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)及線形的變化除與結(jié)構(gòu)外荷載狀態(tài)等因素有關(guān)外，還與結(jié)構(gòu)體系的溫度場(chǎng) 相關(guān)。其溫度場(chǎng)的變化主要體現(xiàn)在長(zhǎng)期季節(jié)溫差和短期體系溫差兩種形式上。長(zhǎng)期季節(jié)溫差主要是由于季節(jié)變換（環(huán)境氣溫）而引起結(jié)構(gòu)整體升降溫，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 主要體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)整體升降溫及合