1、湘潭三大橋斜拉橋施工控制研究總結(jié)報(bào)告長沙交通學(xué)院湘潭工學(xué)院2001年4月參加施工控制研究主要人員名單姓名職稱所起的作用顏東煌教授項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人袁帥華講師現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人李學(xué)文講師計(jì)算分析鐘新谷教授現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)田仲初副教授計(jì)算分析徐卓榮實(shí)驗(yàn)師測(cè)試舒小娟助教測(cè)試鄭玉國助教測(cè)試湘潭三大橋施工控制研究依據(jù)1 由湖南省公路橋梁建設(shè)總公司湘潭三大橋工作組（甲方）與長沙交通學(xué)院（乙方）簽訂的湘潭三大橋斜拉橋施工控制研究項(xiàng)目協(xié)議書。2 湘潭三大橋斜拉橋施工控制研究項(xiàng)目實(shí)施大綱。3 湘潭三大橋三階段施工圖設(shè)計(jì)文件及變更設(shè)計(jì)圖紙和文件。4 公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ021-89）5 公路斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范（現(xiàn)行）（JTJ027-9

2、6）6 公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范（JTJ025-89）7 公路工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTJ076-94）目 錄一、 報(bào)告正文1二、 結(jié)構(gòu)計(jì)算離散圖和計(jì)算工況信息15三、 湘潭三大橋主橋施工控制工作提綱17四、 湘潭三大橋主橋施工控制工作提綱補(bǔ)充說明21五、 湘潭三大橋主橋施工控制指令表23六、 湘潭三大橋主橋施工控制現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議備忘錄湘潭三大橋施工控制研究總結(jié)報(bào)告項(xiàng)目概述湘潭市湘江三大橋主橋?yàn)殡p塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，采用塔墩固結(jié)、塔梁分離的半漂浮體系，跨徑組合為：133米270米133米，全長536米。由于通航要求，本橋邊跨沒有設(shè)置輔助墩，故邊中跨比例達(dá)0.5，比較大，對(duì)受力較為不利。主梁采用有

3、懸臂的實(shí)心雙主梁斷面，梁高2.3米，雙主梁（索）中距18.5米，標(biāo)準(zhǔn)段實(shí)心主梁單肢寬1.7米，橋塔處加厚段1.9米。邊跨靠近梁端部約50米范圍內(nèi)，主梁內(nèi)側(cè)加下翼緣，以增加截面下緣抗彎模量，適應(yīng)邊中跨比例較大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。主梁橋面板寬24米，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長8米，標(biāo)準(zhǔn)橫梁間距4米，厚0.3米，主梁端部橫梁厚2.3米，橋塔處橫梁厚0.6米。斜拉索呈扇形布置，每個(gè)塔扇形索面16對(duì)索，標(biāo)準(zhǔn)梁底部索錨固點(diǎn)間距為8米，塔上索距為1.62.5米。斜拉索為PES7型規(guī)格，7平行鍍鋅鋼絲。橋塔采用雙柱花瓶形塔，塔高95.3米，箱形斷面，斜拉索直接錨固于塔壁中心處。0#1#塊主梁的施工，是同時(shí)在由掛籃主體結(jié)構(gòu)組成的支架體

4、系上一次澆筑完成的，自第二號(hào)梁段開始使用前支點(diǎn)掛籃懸澆，每次施工長度為8米。其中，斜拉索的安裝索力在當(dāng)前施工梁段分三次張拉到位。 圖1 湘潭三大橋總體布置圖2理論計(jì)算1）理論計(jì)算建模及理論仿真計(jì)算工況全橋施工控制理論計(jì)算建模把湘潭三大橋離散為平面桿系結(jié)構(gòu)，主梁離散為206個(gè)梁元，全橋離散為378個(gè)單元，295個(gè)節(jié)點(diǎn)，四套前支點(diǎn)掛籃也離散為結(jié)構(gòu)單元參與整體受力。全橋仿真理論計(jì)算工況為139個(gè)。詳見附件1。2）理論控制數(shù)據(jù)計(jì)算用長沙交通學(xué)院顏東煌教授研制開發(fā)的斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)算與控制分析軟件計(jì)算理論控制數(shù)據(jù)，計(jì)算了以下理論控制數(shù)據(jù)；a) 各施工梁段的安裝索力和主梁立模標(biāo)高；（見施工控制指令表，附件3）

5、b) 各施工梁段的狀態(tài)變量值（包括分次張拉索力）；（見附件3）c) 掛籃前移后、混凝土澆筑完成后及最后一次張拉后的懸臂前端5對(duì)索的索力、前5個(gè)梁段主梁測(cè)點(diǎn)標(biāo)高值及塔頂?shù)钠恢担籨) 斜拉索最后一次張拉后主梁和塔上施工中的控制截面應(yīng)力和應(yīng)變值；e) 典型狀態(tài)下的全橋索力、標(biāo)高、塔頂偏位及控制截面應(yīng)力和應(yīng)變值；（典型狀態(tài)包括每隔5對(duì)索選一個(gè)狀態(tài)；合龍前后狀態(tài)；二期恒載前后狀態(tài)）以上理論數(shù)據(jù)曾與設(shè)計(jì)方作過多次核對(duì)，已確認(rèn)無誤。a)和b)的控制數(shù)據(jù)在發(fā)出之前均有設(shè)計(jì)和監(jiān)理的簽認(rèn)。（見附件3）4）施工控制中的計(jì)算與分析a)采用湘潭三大橋的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)范值，進(jìn)行正裝理論計(jì)算。對(duì)成橋狀態(tài)和主要施工

6、階段的索力、梁和塔的變形、應(yīng)力等進(jìn)行計(jì)算，并與設(shè)計(jì)方的成果進(jìn)行校核對(duì)比，分不考慮和考慮收縮、徐變兩種情況。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)最初的正裝計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)方的計(jì)算值之間存在一定差異。于是，與設(shè)計(jì)方一起相互進(jìn)行反復(fù)地檢查，統(tǒng)一參數(shù)，找出原因，校準(zhǔn)原始數(shù)據(jù)，直至兩套計(jì)算結(jié)果基本接近。b)跟蹤各施工階段詳細(xì)計(jì)算。通過掛籃的試壓結(jié)果，獲得了掛籃的彈性、非彈性變形值，進(jìn)一步調(diào)整了掛籃縱梁的剛度；對(duì)于能觀性狀態(tài)變量（如標(biāo)高、塔頂偏位、應(yīng)力、應(yīng)變等）的理論值與實(shí)際值間存在的差別，通過參數(shù)識(shí)別法擬合出新的設(shè)計(jì)參數(shù)，使理論值與實(shí)測(cè)值間的差別達(dá)到最小，如主梁容重、彈性模量和塔、梁的剛度，混凝土的收縮、徐變系數(shù)等；最后計(jì)算出下

7、一個(gè)梁段的合理索力和主梁線形的修正量。c)開放交通前的索力調(diào)索。在二期恒載完成后，對(duì)全橋的標(biāo)高、索力和應(yīng)變進(jìn)行了統(tǒng)測(cè)。本橋由于施工控制從嚴(yán)，建橋各方層層把關(guān)，索力、標(biāo)高及應(yīng)力均達(dá)到了設(shè)計(jì)的成橋狀態(tài)，各項(xiàng)參數(shù)均未超過相關(guān)規(guī)范允許的要求，索力一次性張拉控制到位，最終沒有調(diào)索，大大簡化了施工工序，節(jié)約了工期。3施工監(jiān)測(cè)1）索力測(cè)量斜拉索索力測(cè)試的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到主梁內(nèi)力、線形和塔頂偏位，它的誤差有時(shí)可以掩蓋其它權(quán)重相對(duì)較小的一系列可觀性狀態(tài)變量誤差的表現(xiàn)，如不加以重視，可能會(huì)關(guān)系到施工的安全。因此，在施工的監(jiān)測(cè)中，必須把保證索力測(cè)試結(jié)果正確、可靠放在第一位。湘潭三大橋的索力測(cè)量主要采用了頻譜分析法（

8、也稱脈動(dòng)法），把高靈敏度傳感器綁在待測(cè)斜拉索的合適位置上，采集斜拉索在環(huán)境振動(dòng)激勵(lì)下的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過濾波、放大和頻譜自動(dòng)計(jì)算分析后，在頻譜圖上得到斜拉索的自振頻率，最后根據(jù)自振頻率和索力的關(guān)系確定索力。影響斜拉索索力測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的因素很多，主要有：斜拉索兩端錨固點(diǎn)間的有效長度、綜合容重、邊界條件、斜拉索彎曲剛度，以及風(fēng)振引起的橋面振動(dòng)等。在測(cè)試中的典型工況下進(jìn)行了標(biāo)定，一方面用INV306動(dòng)力儀和IFM168動(dòng)力儀互校測(cè)索的頻率，再用高精度測(cè)力傳感器標(biāo)定索力（分錨在前支點(diǎn)掛籃上和錨在主梁上張拉兩種工況）。與此同時(shí)，應(yīng)盡量控制好混凝土的澆筑量，因?yàn)樗鼘⒅苯佑绊懙诙螐埨Φ目刂?。在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段

9、施工過程中，測(cè)試掛籃前移、砼澆筑完成以及最后一次斜拉索張拉后的懸臂前端5對(duì)索的索力；測(cè)試斜拉索前幾次張拉前后的懸臂前端2對(duì)索的索力。每隔5對(duì)索，在某一典型狀態(tài)（如斜拉索最后一次張拉后、合龍前后、二期恒載前后）下對(duì)全橋索力作一次統(tǒng)測(cè)。此外，還進(jìn)行了24小時(shí)溫度變化時(shí)的索力測(cè)試和有、無風(fēng)振時(shí)的索力對(duì)比工作。2）位移測(cè)試a) 測(cè)點(diǎn)位置：每一梁段懸臂端截面梁頂設(shè)立三個(gè)標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)，分別布置在兩個(gè)主肋中心處和斷面中心處。斷面中心測(cè)點(diǎn)也可作為主梁偏位測(cè)量的測(cè)點(diǎn)。在混凝土達(dá)到強(qiáng)度前，該測(cè)點(diǎn)臨時(shí)布置在掛籃模板相應(yīng)位置處。該臨時(shí)測(cè)點(diǎn)也是立模的測(cè)點(diǎn)。b) 測(cè)試方法：用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在梁塔臨時(shí)

10、固結(jié)處。3）主梁和塔中控制截面應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試斜拉橋施工中的主梁應(yīng)力測(cè)試是一項(xiàng)長期的、艱苦的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。我們經(jīng)過長期使用大量的不同類型的應(yīng)變測(cè)試元件進(jìn)行測(cè)試分析，認(rèn)為針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)選用振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)試結(jié)果較好，且長期的穩(wěn)定性也較好。對(duì)于不同截面可選用不同壓應(yīng)變量程的應(yīng)變計(jì)，受拉區(qū)采用振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)。湘潭三大橋采用了國產(chǎn)和少量進(jìn)口的應(yīng)變計(jì)，在受外力之前測(cè)試初值，與相同部位的無應(yīng)力應(yīng)變計(jì)同步測(cè)試。湘潭三大橋在近12個(gè)梁段和三道橫梁時(shí)共埋設(shè)了近50個(gè)振弦式應(yīng)變計(jì)，對(duì)于有代表性的梁段，在掛籃立模和張拉預(yù)應(yīng)力以及斜拉索第三次張拉的前后進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)于橋面板“剪力滯”現(xiàn)象又有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。如橋面板的“

11、負(fù)剪力滯”現(xiàn)象等，把應(yīng)變的結(jié)果與理論值（含收縮、徐變）對(duì)比來間接控制主梁中的應(yīng)力。另一方面，還可作為修正收縮、徐變系數(shù)的直接依據(jù)之一，所測(cè)的應(yīng)變結(jié)果，對(duì)湘潭三大橋主梁的施工安全起到了較大的作用。主梁應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試斷面選擇在各塔兩側(cè)中跨所在梁段的合適位置、施工過程中應(yīng)力控制截面以及成橋后活載作用的控制截面。截面上的測(cè)點(diǎn)布置重點(diǎn)測(cè)試上、下緣處的值。主梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置示意圖如圖2所示。4）塔頂水平偏位測(cè)量a) 測(cè)點(diǎn)布置：各塔頂上下游各設(shè)一至二個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置選在塔頂便于觀測(cè)的可靠位置處。b) 測(cè)試方法：主要用全站儀、經(jīng)緯儀測(cè)量。圖2-(a) 1號(hào)梁段應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖圖2-(b) 3號(hào)梁段應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖圖

12、2-(c) 13號(hào)梁段應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖圖2-(d) 中跨合龍梁段應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖5）溫度及其影響觀測(cè)a) 溫度場(chǎng)觀測(cè) 測(cè)試方法混凝土中的溫度測(cè)試和索的溫度測(cè)試選用NTC型直徑為4米的熱敏電阻，使用讀數(shù)精度達(dá)4位半的DT數(shù)字型阻值表測(cè)出。主梁的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截面以及測(cè)溫索段內(nèi)預(yù)埋溫度元件，以測(cè)量其內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布。本橋在掛籃立模和索的最后一次張拉時(shí)均測(cè)試了索梁溫度場(chǎng)，為在施工控制中修正溫度影響、確保主梁局部線形平順起到了至關(guān)重要的作用。 溫度測(cè)試施工期內(nèi)，重點(diǎn)實(shí)測(cè)了不同季節(jié)，不同天氣下的索、梁溫差和溫度場(chǎng)，主梁選了一個(gè)有代表性的截面，在主肋和頂板沿高度共布設(shè)了50個(gè)高性能的熱敏電阻，在3米長的同實(shí)索等直徑

13、的試驗(yàn)索中心和鋼絲外圈與PE層內(nèi)部共布6個(gè)高性能的熱敏電阻，橋面板與梁肋的溫度差大于規(guī)范5度，索與梁肋的平均溫差也大于10度，所測(cè)結(jié)果對(duì)主梁狀態(tài)標(biāo)高控制和加快施工進(jìn)度起到了較大的作用。 測(cè)試時(shí)間在主梁施工期間選擇有代表性的天氣進(jìn)行了24小時(shí)連續(xù)觀測(cè)。例如：每個(gè)季節(jié)選擇一個(gè)晴天、多云天和陰雨天。特別是在主梁施工的養(yǎng)護(hù)期間，實(shí)測(cè)到了梁板中的水化熱變化規(guī)律，對(duì)于施工方法如何養(yǎng)護(hù)起到了依據(jù)作用。b) 溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形和受力影響的測(cè)量 測(cè)試內(nèi)容：主梁標(biāo)高、索力、塔頂偏位及相關(guān)截面應(yīng)力應(yīng)變。 測(cè)試時(shí)間：與溫度場(chǎng)觀測(cè)同步進(jìn)行。4施工控制工作小組的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控思路在湘潭三大橋施工控制中，把成橋狀態(tài)（成橋三年后的狀

14、態(tài)軌跡為設(shè)計(jì)線形）做為控制的最終目標(biāo)，而把施工的中間狀態(tài)（過程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)軌跡）作為中間控制目標(biāo)和糾偏的依據(jù)，把立模標(biāo)高和當(dāng)前安裝索的張拉索力作為能控性的狀態(tài)變量，把已建主梁標(biāo)高、斜拉索的索力和關(guān)鍵截面的應(yīng)力、應(yīng)變以及典型工況下的塔頂偏位作為可觀性和待調(diào)性狀態(tài)變量，采用了斜拉橋施工的最優(yōu)控制思想，我們?cè)谝延械目刂乒ぷ骰A(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)控制目標(biāo)中的索力、標(biāo)高、塔頂偏位和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的實(shí)測(cè)值和計(jì)算值間的誤差進(jìn)行權(quán)重識(shí)別計(jì)算與分析，反算出施工控制仿真計(jì)算中所選用的設(shè)計(jì)參數(shù)。其次，通過采用高精度索力傳感器對(duì)斜拉索頻率計(jì)（如IF168動(dòng)力儀）測(cè)得的索力進(jìn)行標(biāo)定，以提高索力實(shí)測(cè)值的精度。具體控制方法如下：1設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)

15、別通過在典型施工狀態(tài)下對(duì)狀態(tài)變量（索力、位移和應(yīng)力）實(shí)測(cè)值與理論值的比較及設(shè)計(jì)參數(shù)影響分析，識(shí)別出設(shè)計(jì)參數(shù)誤差量。2設(shè)計(jì)參數(shù)預(yù)測(cè)根據(jù)已施工梁段的設(shè)計(jì)參數(shù)誤差量，采用合適的預(yù)測(cè)方法（如灰色模型等）預(yù)測(cè)未來梁段設(shè)計(jì)參數(shù)的可能誤差量。3優(yōu)化調(diào)整通過設(shè)計(jì)參數(shù)誤差對(duì)橋梁變形和受力的影響分析，應(yīng)用優(yōu)化方法調(diào)整本梁段與未來梁段的安裝索力以及未來梁段的立模標(biāo)高，使成橋狀態(tài)最大限度地接近理想設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)，并且保證施工過程中的受力安全。必要時(shí)還可對(duì)已施工梁段的索力進(jìn)行調(diào)整。5湘潭三大橋控制特點(diǎn)和結(jié)果在湘潭三大橋的控制工作中，對(duì)于計(jì)算分析方面重點(diǎn)做了設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別、預(yù)測(cè)和調(diào)整；在監(jiān)測(cè)方面做了大量而細(xì)致的測(cè)試工作：全過

16、程的索力、標(biāo)高和應(yīng)力測(cè)試，積累了施工中橋面板的應(yīng)力分布規(guī)律的資料；實(shí)測(cè)了肋板式斷面的溫度梯度和索、梁溫差規(guī)律。 索力正常全橋128根斜拉索中，上、下游平均索力的偏差僅9根斜拉索超過5%，但均在10以內(nèi)。所以索力控制使主橋施工成橋后一次性到位，斜拉索索力偏差均在規(guī)范允許偏差10%的范圍內(nèi)，見表1和圖3。無需再進(jìn)行索力調(diào)整。 標(biāo)高正常全橋施工成橋后在比較均勻的溫度場(chǎng)下測(cè)量了橋面標(biāo)高，橋面標(biāo)高測(cè)點(diǎn)位于橋面中軸線上。因此，采用橋面標(biāo)高做出理論與實(shí)測(cè)的對(duì)比，從圖4上看到，中跨中部點(diǎn)位實(shí)測(cè)標(biāo)高高于理論最終線形，符合徐變對(duì)主梁標(biāo)高的影響規(guī)律，標(biāo)高是正常的。 塔頂偏位符合設(shè)計(jì)要求按公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（J

17、TJ071-94）中表6.25.2-1中規(guī)定，在成橋狀態(tài)下，經(jīng)實(shí)測(cè)塔的偏位與設(shè)計(jì)理論值相比，基本符合規(guī)范允許值，即32mm，符合設(shè)計(jì)要求。見表。 湘潭三大橋成橋狀態(tài)塔頂水平偏位一覽表(mm) 表2塔號(hào)理論值塔高HH/3000(JTJ071-94)實(shí)測(cè)值26#09730032-40（偏岸側(cè)）27#09730032-27（偏江側(cè)） 成橋狀態(tài)26#墩全橋索力表 表1-(a)時(shí)間：2001、4、25 3：00天氣：陰溫度：13 單位：KN索號(hào)江側(cè)上游江側(cè)下游岸側(cè)上游岸側(cè)下游13215 3171 3054 3054 22154 2289 2234 2264 32600 2608 2563 2438 42

18、661 2708 2452 2452 52749 2643 2556 2556 62772 3064 2959 2942 72989 2911 2739 2800 83121 3231 3114 3156 93312 3228 3099 3118 103263 3134 3470 3527 113604 3396 3795 3687 123388 3434 3733 3538 133956 3911 4151 4221 143884 3979 3954 3914 154445 4581 4524 4524 165343 5367 5274 5179 成橋狀態(tài)27#墩全橋索力表 表1-(b)時(shí)間

19、：2001、4、25 3：00天氣：陰溫度：13單位：KN索號(hào)江側(cè)上游江側(cè)下游岸側(cè)上游岸側(cè)下游13238 3154 3107 3092 22156 2133 1982 2212 32357 2202 2408 2466 42637 2547 2585 2358 52664 2712 2663 2611 63071 3036 3003 2815 72845 2967 2929 2746 82924 2985 3093 2832 93123 3015 2917 3196 103379 3374 3664 3722 113542 3585 3599 3580 123556 3788 3774 400

20、3 133891 3707 3992 3740 144270 4279 3986 4042 154426 4552 4862 4671 165319 5463 4799 5040 26#墩實(shí)測(cè)索力與理論索力對(duì)照表 表1-(c)索號(hào)江側(cè)實(shí)測(cè)江側(cè)理論值誤差岸側(cè)實(shí)測(cè)岸側(cè)理論值誤差平均值（KN）（KN）（%）平均值（KN）（KN）（%）1319330604.4305430380.52222220777.0224920658.93260423759.6250123615.94268526112.824522579-4.9526962716-0.725562697-5.26291829010.629512

21、9330.67295028633.127702898-4.48317630743.3313530672.29327031832.731093119-0.31031993307-3.3349934670.911350034461.6374136422.71234113576-4.636363762-3.413393437983.6418639446.11439324175-5.839343945-0.31545134587-1.645244720-4.216535553400.3522750673.127#墩實(shí)測(cè)索力與理論索力對(duì)照表 表1-(d)索號(hào)江側(cè)實(shí)測(cè)江側(cè)理論值誤差岸側(cè)實(shí)測(cè)岸側(cè)理論值誤差平

22、均值（KN）（KN）（%）平均值（KN）（KN）（%）1319630604.4309930382.02214520773.3209720651.6322802375-4.0243723613.2425922611-0.724712579-4.2526882716-1.026372697-2.26305429015.329092933-0.87290628631.528372898-2.1829553074-3.929623067-3.4930693183-3.630563119-2.010337733072.1369334676.511356434463.435893642-1.4123672

23、35762.7388837623.413379937980.038663944-2.014427541752.4401439451.71544894587-2.1476647201.016539153400.949195067-2.9 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果基本正常實(shí)測(cè)應(yīng)變最大值小于考慮混凝土收縮、徐變的平均值。列出六個(gè)典型斷面施工成橋狀態(tài)的應(yīng)變對(duì)比值。如表。湘潭三大橋斜拉橋主梁施工成橋狀態(tài)的應(yīng)變比較表 表 3 梁 段下緣應(yīng)變()上緣應(yīng)變()理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值26#A1324236421427026#A0325449820013826#J13317488251308合龍段2716609430227

24、#J0326342419416727#A13249322211286以上這些工作，對(duì)湘潭三大橋的控制起到了非常重要的作用。控制結(jié)果符合精度要求，令人滿意。6 結(jié)論a) 索力、標(biāo)高、塔頂偏位等結(jié)果均正常，誤差均在允許范圍之內(nèi)，達(dá)到了設(shè)計(jì)的成橋狀態(tài)，可以進(jìn)行成橋荷載試驗(yàn)等工序。b) 湘潭三大橋的控制實(shí)踐說明了在混凝土斜拉橋的懸澆施工中，當(dāng)前施工梁段斜拉索的分次索力和標(biāo)高的全過程控制也同等重要，它將決定相鄰梁段線型的控制精度；對(duì)長索用傳感器進(jìn)行標(biāo)定可減少外界因素的干擾，提高測(cè)力的精度。立模和第三次張拉時(shí)，同步實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)（特別是索、梁溫差等）有利于設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確識(shí)別；跟蹤監(jiān)測(cè)主梁中關(guān)鍵截面的應(yīng)變，不僅

25、對(duì)主梁應(yīng)力安全起預(yù)警作用，而且還可對(duì)理論的收縮、徐變參數(shù)進(jìn)行校核c) 控制工作的順利實(shí)施，是控制領(lǐng)導(dǎo)小組的直接、正確領(lǐng)導(dǎo)和一橋各方共同團(tuán)結(jié)協(xié)作的結(jié)果。7 建議根據(jù)理論分析結(jié)果：后期混凝土的收縮和徐變將對(duì)大橋有較大影響，會(huì)使中跨主梁向下變形，塔頂水平偏位向中跨增加，這是正常的。建議管理單位在運(yùn)營過程中加強(qiáng)后期的長期觀測(cè)，密切關(guān)注斜拉橋的各項(xiàng)參數(shù)變化，定期檢測(cè)，確保湘潭三大橋主橋在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)處于一個(gè)良好的運(yùn)營狀態(tài)。8 致謝感謝參加和支持湘潭三大橋斜拉橋施工控制研究工作的單位：湘潭市湘江三大橋建設(shè)指揮部、長沙市規(guī)劃設(shè)計(jì)院、湖南省公路橋梁建設(shè)總公司、鐵道部第四勘測(cè)設(shè)計(jì)院監(jiān)理公司、鐵道部大橋局第五工

26、程處等，以及所有關(guān)心與支持湘潭三大橋的專家和領(lǐng)導(dǎo)！報(bào)告技術(shù)負(fù)責(zé)人：湘潭三大橋施工控制組2001年4月附件1湘潭三橋斜拉橋施工控制結(jié)構(gòu)計(jì)算離散圖理論計(jì)算工況信息湘潭三橋施工控制組湘潭三橋施工控制計(jì)算工況信息大工況號(hào)小工況號(hào)工 況 內(nèi) 容11下塔柱及下橫梁施工2中塔柱及上橫梁施工3上塔柱施工40#塊施工51#梁段施工，1#索安裝，進(jìn)行第一次張拉61#索第二次張拉7掛籃掛在1#梁段上81#索第三次張拉212#索安裝，進(jìn)行第一次張拉22#梁段澆注主梁的1/2砼32#索第二次張拉42#梁段砼澆完5降掛籃，張拉預(yù)應(yīng)力。62#索第三次張拉3101掛籃前移至當(dāng)前梁段，立模2當(dāng)前斜拉索安裝并進(jìn)行第一次張拉3當(dāng)前

27、梁段澆注主梁的1/2砼4當(dāng)前索第二次張拉5梁段砼澆完6降掛籃，張拉預(yù)應(yīng)力。7當(dāng)前索第三次張拉11151掛籃前移至當(dāng)前梁段2當(dāng)前斜拉索安裝并進(jìn)行第一次張拉3當(dāng)前梁段澆注主梁的1/2砼，在主跨前一梁段中間橫梁位置加1/2的平衡重。4當(dāng)前索第二次張拉5梁段砼澆完，平衡重也加完6降掛籃，張拉預(yù)應(yīng)力。7當(dāng)前索第三次張拉湘潭三橋施工控制計(jì)算工況信息大工況號(hào)小工況號(hào)工 況 內(nèi) 容161掛籃前移至16號(hào)梁段，邊掛籃與邊墩連接，掛籃立模2A15#梁段中橫梁位置加壓重400KN，16號(hào)索安裝，進(jìn)行第一次張拉；316號(hào)梁段澆1/2 砼416號(hào)索第二次張拉；5砼澆完6邊跨合龍，去壓重7降掛籃，張拉16梁端的預(yù)應(yīng)力81

28、6斜拉索第三次張拉171拆除邊跨掛籃，鑿除塔梁臨時(shí)固結(jié)2主跨16梁段中橫梁位置加壓重500KN3合龍主跨4邊跨16斜拉索第四次張拉5加后期預(yù)應(yīng)力6拆除中跨平衡重181澆注部分二期恒載，張拉15、16索2加剩余二期恒載191成橋試驗(yàn)，通車，長期徐變2徐變3徐變4徐變5徐變6徐變7徐變附件2湘潭三大橋主橋施工控制工作提綱及補(bǔ)充說明湘潭三大橋主橋施工控制組湘潭三大橋主橋施工控制工作提綱一、 施工控制目的與意義湘潭三大橋主橋?yàn)橹骺?70米的雙塔雙索面混凝土斜拉橋，為了確保斜拉橋在施工過程中結(jié)構(gòu)受力和變形始終處于安全的范圍內(nèi)，且成橋后主梁的線形符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)恒載受力狀態(tài)接近設(shè)計(jì)期望，在斜拉橋建造過程

29、中必須進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。斜拉橋設(shè)計(jì)與施工高度耦合，所采用的施工方法、材料性能、澆筑程序、立模標(biāo)高和斜拉索安裝索力等都直接影響成橋的線形與應(yīng)力，而施工現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)的假定總會(huì)存在差異，為此必須在施工中采集需要的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，對(duì)澆筑主梁立模標(biāo)高和斜拉索的安裝索力給以調(diào)整與控制，以滿足設(shè)計(jì)的要求。通過施工過程的數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化控制，在施工中逐步做到把握現(xiàn)在，預(yù)估未來，避免施工差錯(cuò)，盡可能減少索力調(diào)整工作量，縮短工期，節(jié)省投資。二、 施工控制的原則與方法（一）控制原則控制目標(biāo)為成橋后主梁和主塔控制截面彎矩以及主梁線形。控制調(diào)整的手段為安裝索力和立模標(biāo)高。調(diào)整分析方法為最優(yōu)化方法。最終要使成橋后斜拉橋各部

30、分受力以及主梁線形滿足設(shè)計(jì)要求。 （二）控制方法(附圖1) 1設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別通過在典型施工狀態(tài)下對(duì)狀態(tài)變量（索力、位移和應(yīng)力）實(shí)測(cè)值與理論值的比較，以及設(shè)計(jì)參數(shù)影響分析，識(shí)別出設(shè)計(jì)參數(shù)誤差量。2設(shè)計(jì)參數(shù)預(yù)測(cè)根據(jù)已施工梁段設(shè)計(jì)參數(shù)誤差量，采用合適的預(yù)測(cè)方法（如灰色模型等）預(yù)測(cè)未來梁段的設(shè)計(jì)參數(shù)可能誤差量。3優(yōu)化調(diào)整通過設(shè)計(jì)參數(shù)誤差對(duì)橋梁變形和受力的影響分析。應(yīng)用優(yōu)化方法調(diào)整本梁段與未來梁段的安裝索力以及未來梁段的立模標(biāo)高，使成橋狀態(tài)最大限度地接近理想設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)，并且保證施工過程中受力安全。必要時(shí)還可對(duì)已施工梁段的索力進(jìn)行調(diào)整。三、 施工控制主要工作內(nèi)容1 施工過程結(jié)構(gòu)變位、應(yīng)力和索力觀測(cè)施工一個(gè)

31、梁段稱為一個(gè)階段，每階段共分七個(gè)工況：掛籃定位立模；第一次張拉前支點(diǎn)斜拉索；主梁混凝土澆筑一半；第二次張拉前支點(diǎn)斜拉索；混凝土澆筑完畢；預(yù)應(yīng)力張拉、降掛籃；主梁斜拉索第三次張拉至安裝索力。如果需要進(jìn)一步改善掛籃在混凝土澆筑過程中的受力，可將混凝土分三次澆筑，斜拉索分四次張拉，則一個(gè)階段共分九個(gè)工況。每階段觀測(cè)項(xiàng)目如下：（1） 截面鋼筋應(yīng)力或混凝土應(yīng)變觀測(cè)測(cè)點(diǎn)布置見附圖。觀測(cè)次數(shù)：每階段的工況以及合龍前后和二期恒載后等典型工況測(cè)讀。（2） 索力測(cè)定觀測(cè)次數(shù)：每階段的、工況監(jiān)測(cè)前6對(duì)斜拉索的索力，、工況監(jiān)測(cè)前2對(duì)斜拉索的索力。每隔5對(duì)索在工況或下對(duì)所有已施工的斜拉索測(cè)量一次。觀測(cè)時(shí)間：、一般在工況

32、完成后立即進(jìn)行，但、工況的觀測(cè)應(yīng)在日出前的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。（3） 主梁撓度觀測(cè) 測(cè)點(diǎn)布置：每一梁段懸臂端截面梁頂設(shè)立三個(gè)標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)須用短鋼筋預(yù)埋設(shè)置并用紅漆標(biāo)明編號(hào)。當(dāng)前現(xiàn)澆梁段懸臂端截面設(shè)立二個(gè)臨時(shí)標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)，作為當(dāng)前梁段控制截面梁底標(biāo)高用，并給出相應(yīng)于梁頂對(duì)應(yīng)的二測(cè)點(diǎn)的高程關(guān)系。觀測(cè)次數(shù)和數(shù)量與索力相對(duì)應(yīng)。觀測(cè)方法：用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在梁塔臨時(shí)固結(jié)處。觀測(cè)時(shí)間：與索力要求相同。（4） 塔身、塔頂水平變位測(cè)量測(cè)點(diǎn)布置：各塔頂沿上下游設(shè)一二個(gè)測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)次數(shù)：每階段工況和各觀測(cè)一次。注意：a)所有觀測(cè)記錄須注明工況（施工狀態(tài)）、日期、時(shí)間、天氣、氣溫、橋面特殊施工荷載

33、和其他突變因素。b)測(cè)試工作是施工控制的基礎(chǔ)，必須認(rèn)真執(zhí)行，并保證數(shù)據(jù)的可靠。為此測(cè)量工作應(yīng)作為施工的一個(gè)工序來完成，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)有關(guān)人員認(rèn)可后方可進(jìn)行下一工序施工。2 與施工控制有關(guān)的基礎(chǔ)資料試驗(yàn)與收集（1） 混凝土收縮試驗(yàn)，測(cè)試混凝土不同時(shí)間的收縮應(yīng)變。（2） 混凝土齡期為3、7、14、28、90天的強(qiáng)度與彈性模量試驗(yàn)。如施工現(xiàn)場(chǎng)改變水泥品種批號(hào)或砂石集料及配合比時(shí)須做一套試驗(yàn)。（3） 氣象資料：晴雨、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速。（4） 實(shí)際工期與未來進(jìn)度安排。（5） 掛籃支點(diǎn)反力及其他施工荷載在橋上布置位置與數(shù)值。3 設(shè)計(jì)參數(shù)誤差分析和識(shí)別掛籃剛度分析；梁段自重誤差對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析；斜拉索張拉力誤差

34、對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析；梁、塔和索的剛度誤差對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析；混凝土收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析；施工荷載變動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析；溫度的影響分析。4 對(duì)未來梁段設(shè)計(jì)參數(shù)誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)5 預(yù)告主梁下階段立模標(biāo)高和斜拉索各次張拉力6 重大設(shè)計(jì)修改如果出現(xiàn)較大的施工誤差，可能需采取以下重大修改措施：（1） 對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)作重大修改。（2） 對(duì)已施工斜拉索實(shí)施索力調(diào)整。（3） 對(duì)合攏施工方案作重大調(diào)整。四、 組織施工控制是個(gè)高難度施工技術(shù)問題，但不是孤立的施工技術(shù)問題，它涉及設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位的實(shí)際工作內(nèi)容，為做好本項(xiàng)工作，在組織形式上分兩個(gè)層次開展施工控制工作，即設(shè)立施工控制領(lǐng)導(dǎo)小組與施工控制工作小組。重大技術(shù)問題由領(lǐng)導(dǎo)小

35、組討論決定，具體工作由施工控制工作小組實(shí)施（詳見附圖2）。其組織機(jī)構(gòu)人員安排如下：1 施工控制領(lǐng)導(dǎo)小組：組長：盧東南副組長：譚榮鳴成員： 李素平，方聯(lián)民，金人夔，顏東煌，鐘新谷，王虞君，袁海雄，章呈祥，張緒軍，賀淑龍，彭彥2 施工控制工作小組 組長：顏東煌副組長：鐘新谷，賀淑龍，趙旭，彭彥，成員：李克忠，楊秉武，李鵬，莫建軍，袁帥華，李朝奎，舒小娟，徐卓榮，鄭玉國五、 分工1 業(yè)主加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，協(xié)調(diào)各成員單位的工作，及時(shí)召集主梁施工控制會(huì)議。2 設(shè)計(jì)單位（1） 提供結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)文件、圖紙、結(jié)構(gòu)最終內(nèi)力狀態(tài)、索力和線形。（2） 會(huì)簽控制小組發(fā)布的關(guān)于預(yù)告下階段立模標(biāo)高和斜拉索張拉力的控制指令表。

36、（3） 討論決定重大設(shè)計(jì)修改，負(fù)責(zé)變更設(shè)計(jì)后各種驗(yàn)算。3 施工單位（1） 施工組織設(shè)計(jì)與進(jìn)度安排，變更原定施工方案應(yīng)及早提出。（2） 掛籃撓度計(jì)算與試驗(yàn)。（3） 混凝土彈性模量試驗(yàn)，不同材料或配合比均需做一組。（4） 橋面施工荷載調(diào)查與控制。（5） 主梁和塔的位移測(cè)試。4 監(jiān)測(cè)單位（1） 主梁撓度觀測(cè)，塔頂變位觀測(cè)。（2） 斜拉索的索力測(cè)試。（3） 主梁的應(yīng)力或應(yīng)變測(cè)試。（4） 匯總所有的測(cè)試數(shù)據(jù)。（5） 對(duì)主塔及主梁進(jìn)行溫度影響測(cè)試。5 監(jiān)理單位（1） 認(rèn)真執(zhí)行監(jiān)理工作，保證施工質(zhì)量。（2） 復(fù)核監(jiān)測(cè)單位提供的主梁標(biāo)高和塔頂坐標(biāo)觀測(cè)結(jié)果。（3） 提供主梁斷面尺寸測(cè)量結(jié)果。6 施工控制工作小組（1） 擬定施工控制方案。（2） 識(shí)別設(shè)計(jì)參數(shù)誤差，并進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。（3） 優(yōu)化調(diào)整分析。（4） 預(yù)告下階段掛籃立模標(biāo)高和斜拉索各次張拉力。（5） 發(fā)生重大修改及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)小組匯報(bào)并會(huì)同設(shè)計(jì)單位提出調(diào)整方案。（6） 主橋竣工后三個(gè)月內(nèi)提交施工控制與監(jiān)測(cè)成果報(bào)告。六、 每階段施工控制驗(yàn)收斜拉索張拉完畢，掛籃移動(dòng)前，是本階段施工結(jié)束的標(biāo)志，須認(rèn)真驗(yàn)收后方可進(jìn)入下階段施工。為了