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XX河大橋

施工監(jiān)控方案

編制:審核:批準(zhǔn):

質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)中心二○一○年十二月

目錄

1、施工監(jiān)控項(xiàng)目概況1

1.1主要材料11.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)21.3技術(shù)指標(biāo):31.4拱箱施工方案32、橋梁監(jiān)控規(guī)范43、施工監(jiān)控的目的與意義4

3.1施工監(jiān)控的目的43.2監(jiān)控目標(biāo)54、施工監(jiān)控內(nèi)容5

4.1結(jié)構(gòu)計(jì)算分析54.2結(jié)構(gòu)尺寸檢查64.3主橋結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè)64.4主跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別114.5施工控制誤差分析114.6實(shí)時(shí)跟蹤分析125、施工監(jiān)控管理系統(tǒng)14

5.1管理系統(tǒng)145.2分工職責(zé)155.3管理系統(tǒng)流程156、施工監(jiān)控實(shí)施安排16

6.1監(jiān)控準(zhǔn)備工作166.2監(jiān)控進(jìn)程166.3軟硬件設(shè)備清單166.4技術(shù)人員安排176.5監(jiān)控報(bào)告17

大橋施工監(jiān)控方案

1、施工監(jiān)控項(xiàng)目概況

大橋跨越河,為雙幅混凝土拱橋。起點(diǎn)樁號(hào):K4+839.953,止點(diǎn)樁號(hào):終點(diǎn)樁號(hào)K5+057.033,全橋長(zhǎng)217.08米。

主橋結(jié)構(gòu)為凈跨100米的鋼筋混凝土箱板拱橋,引橋?yàn)?3米簡(jiǎn)支空心板,橋跨組合為4×13m(兩路)+100m+3×13m(碾子灣)。橋梁寬度:?jiǎn)畏鶚颍?.0m人行道+14.0m車行道+1.0m綠化帶=19m;兩幅橋間距3m,全橋?qū)?1m。

圖1:橋梁立面圖

1.1主要材料

1)混凝土:預(yù)制拱箱、橫隔板、接頭、填縫、現(xiàn)澆頂板及肋間橫系梁均采用

C40。拱座、橋墩、蓋梁、擋塊、墊石、拱上立柱、拱上立柱蓋梁、橫系梁及預(yù)制空心板及臺(tái)帽采用C40,欄桿、人行道、搭板采用C30,主拱臺(tái)臺(tái)身、橋墩基礎(chǔ)采用C25,橋臺(tái)臺(tái)身及基礎(chǔ)采用C25片石砼。

2)普通鋼筋:采用符合R235級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋,鋼筋直徑≥16mm的鋼筋采用等直螺紋連接,連接區(qū)段內(nèi)的接頭率不大于50%。

3)鋼板:均采用Q235鋼。4)伸縮縫:SSFB-80型伸縮縫。

5)支座:主橋拱上立柱上設(shè)140×140×21mm板式橡膠支座,交接墩主橋向處設(shè)140×140×23mm四氟板式橡膠支座;引橋交接墩引橋向和橋臺(tái)上設(shè)200×150×44mm四氟板式橡膠支座,一般橋墩上設(shè)200×150×42mm板式橡膠支座。四氟板式橡膠支座上設(shè)3mm不銹鋼板。

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大橋施工監(jiān)控方案

6)橋面鋪裝:6cmC40細(xì)石混凝土嵌縫找平,上鋪8cmSMA瀝青橋面鋪裝。7)橋面排水:采用ф10cmPVC排水管。

1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)主橋?yàn)殇摻罨炷料湫喂皹?,凈跨徑L0=100m,凈矢高f0=18.18m,f0/L0=1/5.5,拱軸系數(shù)m=1.756。引橋兩路岸為4跨13m跨預(yù)制吊裝簡(jiǎn)支空心板梁,碾子灣轉(zhuǎn)盤岸為3跨13m跨預(yù)制吊裝簡(jiǎn)支空心板梁,下部結(jié)構(gòu)橋墩采用每幅四柱式圓形墩,擴(kuò)大基礎(chǔ),橋臺(tái)采用重力式“U〞型橋臺(tái),基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ),主拱臺(tái)采用實(shí)體式。

2)每幅橋由兩個(gè)獨(dú)立的拱圈(拱座連在一起)組成,每個(gè)拱圈由5個(gè)拱箱組成全橋共4個(gè)拱圈20片拱箱,位于拱圈外側(cè)的兩片拱箱為邊箱,中間的3片為中箱。每個(gè)拱圈拱背總寬度為8.14m,拱腹總寬度為8.06m,拱圈總高度1.9m;其中預(yù)制拱箱邊箱拱背寬1.55m,拱腹寬1.58m,中箱拱背寬1.44m,拱腹寬1.58m,預(yù)制拱箱高1.8m,另有10cm頂板現(xiàn)澆層;預(yù)制拱箱頂板厚10厘米,底板厚20厘米,邊箱的外側(cè)邊腹板厚度為12厘米,其它腹板為10厘米,拱箱橫隔板厚12厘米。拱箱分五段預(yù)制,采用無支架纜索吊裝。吊裝后只需進(jìn)行箱段之間的縱橫連接和澆筑縱縫砼及頂板現(xiàn)澆層砼。主拱圈根據(jù)吊裝施工和構(gòu)造上的要求配筋。

3)為了安裝便利,將拱箱拱腳段預(yù)制長(zhǎng)度加長(zhǎng)10cm,所以注意在澆筑拱座時(shí)拱座與拱箱的接觸面內(nèi)嵌10cm~15厘米。

5)預(yù)制拱箱按拱頂預(yù)拱度0.20m,其它位置預(yù)拱度值按拱軸系數(shù)降低至m'=1.543的拱軸線進(jìn)行分派。

6)拱上建筑由拱上立柱、蓋梁和縱向布置的橋面板組成。

7)全橋設(shè)4道伸縮縫,布置在兩橋臺(tái)臺(tái)口(縫寬6cm)和交接墩位置(縫寬6cm),均采用SSFB-80型型鋼伸縮縫。

8)拱箱邊箱拱段最大吊裝重量為51t,中箱拱段最大吊裝重量為48t。9)單肋合攏時(shí)計(jì)算得到的拱肋橫向穩(wěn)定系數(shù)為10.3,大于規(guī)范規(guī)定的4~5,所以可以采用單基肋合攏施工方式。

10)、兩岸橋臺(tái)采用重力式“U〞型橋臺(tái),基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)??紤]橋臺(tái)與道路相接,將橋臺(tái)總寬度為58米,取消橋上橫向的3米間距。該橋臺(tái)較寬,在兩幅橋臺(tái)相接處及單幅橋的中心處各設(shè)一道2厘米的變形縫,共3道。

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大橋施工監(jiān)控方案

1.3技術(shù)指標(biāo):

1)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:100年。

2)設(shè)計(jì)荷載:馬路-I級(jí),人群荷載2.875kN/m2。

3)橋梁寬度:?jiǎn)畏鶚颍?.0m人行道+14.00m車行道+1.0m綠化帶=19m。兩幅橋間距3m,全橋?qū)?1m。

4)豎曲線:該橋無豎曲線,縱坡i=-1.2%。5)平曲線:全橋位于直線段。6)橋面橫坡:?jiǎn)畏鶚騿蜗驒M坡1.5%。7)抗震設(shè)防烈度:VII度

1.4拱箱施工方案

加快施工進(jìn)度,設(shè)計(jì)采用兩組主索左右半橋同時(shí)安裝。因主拱座置于中風(fēng)化完整基巖上,能承受較大的推力,為施工便利(減少來回移索次數(shù)),不考慮半幅橋拱圈完全對(duì)稱安裝。安裝按圖2中節(jié)段編號(hào)由小到大的順序進(jìn)行,左右半幅橋編號(hào)一致節(jié)段可同時(shí)安裝,也可先后進(jìn)行,但左右半幅橋的安裝進(jìn)度應(yīng)不超過一片單肋,以使索塔受力與設(shè)計(jì)計(jì)算基本一致,確保施工安全。

4742377212172227324944399414192429345045401051520253035484338831318232833464136611116212631主錨碇軸線(左半幅軸線)11m橋軸線474237721217222732494439941419242934504540105152025303548433883131823283346413661111621263111m主錨碇軸線(右半幅軸線)P4兩路岸跳蹬河圖2:拱箱吊裝順序示意圖

碾子灣岸P5

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大橋施工監(jiān)控方案

全橋共4個(gè)拱圈,每個(gè)拱圈共5片拱肋,每個(gè)拱圈的第1片單肋合攏調(diào)整好拱肋軸線和標(biāo)高后,擰緊接頭螺栓,吊、扣索松而不解(保持10~20%左右索力),收緊拱肋浪風(fēng),并進(jìn)行拱肋縱向接頭焊接;接頭焊接完成后,解除起吊索,暫時(shí)保存扣索。再進(jìn)行其次片肋的吊裝,解除第一片肋的扣索并利用其進(jìn)行扣掛,合攏調(diào)整好拱肋軸線和標(biāo)高后,擰緊接頭螺栓,吊、扣索松而不解(保持10~20%左右索力),收緊拱肋浪風(fēng),并進(jìn)行已安裝完成的其次片肋縱向接頭及與第一片肋的橫向連接接頭的焊接;焊接完成后,才能解除吊、扣索。但每個(gè)拱圈雙肋合攏,縱橫向接頭焊接完成后,可解除吊、扣索用于后續(xù)拱肋的安裝,但必需保存兩肋風(fēng)纜索。然后安裝第三片拱肋,第三片拱肋和該拱圈的第4、5片拱肋的安裝皆可不設(shè)置風(fēng)纜,利用倒鏈葫蘆和木契塊連接于已安裝拱肋上來保證橫向穩(wěn)定和調(diào)整橫軸線。

每個(gè)拱圈的5片拱肋安裝完畢,縱橫向焊接全部完成后,解除扣索和該拱圈的全部風(fēng)纜索,該拱圈拱肋安裝完畢。最終澆注縱橫接頭及頂板現(xiàn)澆層混凝土,整體化拱圈。

2、橋梁監(jiān)控規(guī)范

本次橋梁監(jiān)控參考以下規(guī)范。

1)《XX大橋施工圖設(shè)計(jì)文件》。2)《XX大橋拱箱懸索吊裝方案設(shè)計(jì)圖》。3)《XX大橋拱箱吊裝施工技術(shù)方案》4)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(CJJ99-2023)

3、施工監(jiān)控的目的與意義

XXX大橋主拱結(jié)構(gòu)分五段預(yù)制,采用無支架纜索吊裝。大跨徑橋梁施工階段的應(yīng)力和變形是十分繁雜的,設(shè)計(jì)階段的理論分析和模擬計(jì)算不可能完全反映工程實(shí)際的施工受力狀態(tài),由于材料參數(shù)、環(huán)境因素和施工誤差是事先難以預(yù)計(jì)的,因此對(duì)橋梁施工各個(gè)階段進(jìn)行全過程監(jiān)控是十分必要的。

3.1施工監(jiān)控的目的

橋梁施工監(jiān)控的目的和意義就是保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全性、橋梁分段順利合攏、橋梁成橋受力狀態(tài)及合攏后橋面線形良好。

1)根據(jù)施工檢測(cè)所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算,并在施工過程中根

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大橋施工監(jiān)控方案

據(jù)施工監(jiān)測(cè)的成果對(duì)誤差進(jìn)行分析、預(yù)計(jì),從而通過對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整,以此來保證施工沿著預(yù)定軌道進(jìn)行。

2)無論是撓度觀測(cè)值還是截面應(yīng)變觀測(cè)值中都包含溫度不均勻產(chǎn)生的影響。因此,能過對(duì)關(guān)鍵截面的溫度梯度分布進(jìn)行監(jiān)測(cè),消除系統(tǒng)誤差的影響。

3)采用撓度和應(yīng)力雙控參數(shù)對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行檢測(cè),能夠有效地實(shí)現(xiàn)施工控制,使結(jié)構(gòu)的外觀形狀和內(nèi)力均符合設(shè)計(jì)、施工規(guī)程的要求。保證大橋順利合攏及運(yùn)營(yíng)后結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形良好,同時(shí)為以后同類型橋梁的結(jié)構(gòu)行為研究提供指導(dǎo)。

3.2監(jiān)控目標(biāo)

橋梁施工監(jiān)控的目標(biāo),就是根據(jù)施工檢測(cè)所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實(shí)值進(jìn)行施工階段計(jì)算,根據(jù)施工監(jiān)測(cè)的成果對(duì)誤差進(jìn)行分析、預(yù)計(jì),以此來保證施工沿著預(yù)定軌道進(jìn)行,從而保證主梁合攏后橋面線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力符合設(shè)計(jì)要求,保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全性、橋梁順利合攏、橋梁成橋受力狀態(tài)及合攏后橋面線形良好。然而,由于實(shí)際施工過程中各種條件的變化,結(jié)構(gòu)在成橋時(shí)橋梁的內(nèi)力和線形和設(shè)計(jì)總存在一定的誤差。根據(jù)以往的該類橋型施工監(jiān)控經(jīng)驗(yàn),在保證結(jié)構(gòu)施工和營(yíng)運(yùn)內(nèi)力安全的前提下,結(jié)構(gòu)在成橋狀態(tài)的線形與設(shè)計(jì)相比,高程線型最大偏差≤2cm。橋軸線偏差大橋施工監(jiān)控方案

圖4-5:拱肋測(cè)點(diǎn)縱向設(shè)置圖

圖4-6:拱肋測(cè)點(diǎn)橫向設(shè)置圖(單幅)

4.3.2.4應(yīng)力的觀測(cè)

應(yīng)力觀測(cè)應(yīng)在每一施工階段都要在每一節(jié)段施工過程中,主梁合龍及二期恒載施工完畢也應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

原始數(shù)據(jù)采集要求如下:

(a)采集時(shí)間盡可能選擇在早晨7:00-9:00以前,在記錄表上標(biāo)明年、月、日期及時(shí)間;

(b)每周至少采集一次數(shù)據(jù),并注明施工階段;

(c)砼計(jì)、溫度計(jì)原始數(shù)據(jù)要同時(shí)采集,實(shí)測(cè)應(yīng)力才有效;(d)砼計(jì)穩(wěn)定后才能讀數(shù),溫度計(jì)接通后即可讀數(shù);

(e)采集的數(shù)據(jù)要和前期采集的數(shù)據(jù)比較其變化,如有突變要分析原因、補(bǔ)測(cè)并通報(bào)負(fù)責(zé)人;

(f)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理,計(jì)算出溫度和應(yīng)力值;(g)原始數(shù)據(jù)記錄要保存完好,數(shù)據(jù)文件要做好備份。

根據(jù)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的埋設(shè),應(yīng)用測(cè)試儀器便可測(cè)得實(shí)際施工狀態(tài)時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,以此來對(duì)結(jié)構(gòu)的安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將各施工階段的理論應(yīng)力和實(shí)測(cè)應(yīng)力繪制成曲線

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大橋施工監(jiān)控方案

以利于控制。4.3.3溫度監(jiān)測(cè)

溫度是影響主梁撓度和應(yīng)力的主要因素之一,施工控制中溫度監(jiān)測(cè)是十分重要且必不可少的。對(duì)混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),獲得與應(yīng)力及位移相對(duì)應(yīng)的大氣溫度以及主拱溫度,把握結(jié)構(gòu)大致的溫度場(chǎng)狀況,以便對(duì)計(jì)算模型或立模標(biāo)高加以修正,為控制分析服務(wù)。

溫度變化包括季節(jié)性溫變和日溫變化兩部分。日溫變化比較繁雜,特別是日照作用,會(huì)引起主梁頂?shù)装鍦囟炔睿怪髁寒a(chǎn)生撓曲。季節(jié)溫差對(duì)主梁撓度的影響比較簡(jiǎn)單,其變化是均勻的,可采集各節(jié)段在各施工階段的溫度,輸入計(jì)算機(jī),分析其對(duì)撓度的影響。

措施上采用高精度溫度傳感器,預(yù)埋在結(jié)構(gòu)的各個(gè)控制點(diǎn),在觀測(cè)標(biāo)高的同時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)溫度,最大限度地消除或減小溫度引起的誤差。

溫度監(jiān)測(cè)元件采用熱敏電阻式溫度傳感器,具有精度高,監(jiān)測(cè)便利的特點(diǎn),該溫度傳感器已耦合在JTM-V5000振弦式應(yīng)變計(jì)、JTM-V1000鋼筋測(cè)力計(jì)中,其測(cè)點(diǎn)布置與TM-V5000振弦式應(yīng)變計(jì)、JTM-V1000鋼筋測(cè)力計(jì)位置一致。

通過預(yù)埋溫度傳感器,以獲得與線形及位移相對(duì)應(yīng)的大氣溫度和主拱圈自身溫度,分析應(yīng)力隨溫度變化的規(guī)律。4.3.4塔架位移觀測(cè)控制

塔頂位移過大將使豎直力V產(chǎn)生較大的偏心彎矩,對(duì)塔架的整體穩(wěn)定不利。塔架位移通過風(fēng)纜進(jìn)行控制和調(diào)整;塔架位移通過經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)。

圖4-7:測(cè)點(diǎn)設(shè)置

塔架共設(shè)10個(gè)觀測(cè)點(diǎn),采用全徠佧TCR180A高精度全站儀進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試時(shí)間

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大橋施工監(jiān)控方案

安排為每次拱肋吊裝過中。4.3.5主索垂度和張力觀測(cè)

主索垂度直接影響主索張力,同時(shí)影響牽引升角、牽引力及塔架、錨碇受力。必需控制好安裝初始垂度,同時(shí)監(jiān)測(cè)吊重最大垂度及主索張力,并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。其測(cè)量方法及儀器如下:

1)起吊前測(cè)量空載時(shí)的垂度,起吊后拱肋運(yùn)至1/2跨時(shí),再測(cè)重載最大垂度。觀測(cè)方法是在岸坡上適當(dāng)?shù)胤酱_定一控制點(diǎn),測(cè)出控制點(diǎn)標(biāo)高和距跨中距離,在控制點(diǎn)上置經(jīng)緯儀,觀測(cè)主索跑車位置,讀出豎直角,即可計(jì)算得垂度值。

2)主纜索力用頻譜分析儀測(cè)出。4.3.6錨碇位移觀測(cè)

錨碇通過錨樁抗剪、托板前緣被動(dòng)土壓力及后錨桿來戰(zhàn)勝鋼索拉力。錨碇前緣土體將產(chǎn)生微小壓縮,引起錨碇位移,錨碇位移利用千分表進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)點(diǎn)設(shè)置在錨碇后方。

4.3.7優(yōu)化方案及緊急預(yù)案

依據(jù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的前期驗(yàn)算和按施工單位提出的施工方案進(jìn)行分階段計(jì)算結(jié)果,結(jié)合監(jiān)控單位對(duì)該類橋型積累的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn),提出切實(shí)可行的優(yōu)化建議。并提出對(duì)可能出現(xiàn)問題的緊急預(yù)案,確保結(jié)構(gòu)在施工中的安全。4.3.8中間過程及竣工后全過程監(jiān)控報(bào)告的提交

在各階段施工監(jiān)控過程中,除了按施工進(jìn)度及時(shí)提供立模標(biāo)高等施工參數(shù)外,每個(gè)施工階段終止后,定期向業(yè)主、監(jiān)理匯報(bào)當(dāng)前施工狀態(tài)結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)及內(nèi)力監(jiān)控結(jié)果,并抄報(bào)設(shè)計(jì)、施工單位??⒐ず笙驑I(yè)主提交全過程詳細(xì)的監(jiān)控報(bào)告。

4.4主跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別

一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)可通過施工前的測(cè)定來加以修正,但是還有一些參數(shù)是難以確定的設(shè)計(jì)參數(shù),以及臨時(shí)荷載及環(huán)境影響,必需進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè),并通過實(shí)測(cè)值與理論值的對(duì)比分析,以及參數(shù)識(shí)別,方可確定這些用試驗(yàn)難以確定的設(shè)計(jì)參數(shù),從而減小理論值與實(shí)測(cè)值的差異,這樣才能進(jìn)一步全面地把握主跨結(jié)構(gòu)行為。

參數(shù)識(shí)別采用最小二乘法。本法較為成熟,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣。

4.5施工控制誤差分析

施工控制的目的是盡可能消除理論計(jì)算與施工實(shí)際狀況間的差異。這種差異表現(xiàn)為:計(jì)算參數(shù)與實(shí)際狀況的差異、計(jì)算假定與實(shí)際狀況的差異、施工誤差、測(cè)量誤差

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大橋施工監(jiān)控方案

等。具體原因主要有以下幾個(gè)方面:

1)計(jì)算參數(shù)與實(shí)際狀況的差異,如施工時(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)際溫度與計(jì)算假定溫度的差異;混凝土實(shí)際的彈性模量、容重與設(shè)計(jì)彈模、容重取值差異、預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量與設(shè)計(jì)彈模差異等等;

2)計(jì)算假定與實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)的差異,如混凝土實(shí)際的收縮、徐變等等;3)施工誤差,如節(jié)段尺寸等施工誤差;

4)測(cè)量誤差,如主梁每節(jié)段標(biāo)高、截面內(nèi)力測(cè)量產(chǎn)生的誤差等等。

5)橋面臨時(shí)荷載帶來的差異:橋面臨時(shí)荷載的影響類似于混凝土超方,具有隨機(jī)性。在計(jì)算中要考慮臨時(shí)荷載的影響,特別是在掛籃定位時(shí)要將不平衡的臨時(shí)荷載影響排除。

按誤差理論,任何誤差都可歸結(jié)為兩類,即系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差。針對(duì)上述誤差因素,應(yīng)依據(jù)施工過程實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù),分析各種因素的影響值,分清主次因素;在施工過程中,嚴(yán)格控制施工參數(shù),消除或減小施工誤差;根據(jù)反饋信息,濾除隨機(jī)誤差,把握各施工階段結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)力與線形狀態(tài),為后續(xù)工況的計(jì)算分析提供符合實(shí)際的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

消除這些差異主要從兩個(gè)方面來進(jìn)行。1)調(diào)整計(jì)算參數(shù)、修正理想狀態(tài)

由于結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)與理論值存在著一定的偏差,通過對(duì)應(yīng)力或位移偏差分析,結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析,結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別,進(jìn)一步分析找出偏差原因,確定出設(shè)計(jì)參數(shù)真實(shí)值。

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