悬浇梁桥施工监控

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施工监控的意义、原则、方法和依据2。1施工监控的意义桥梁悬臂施工中，由于施工荷载的变化、新浇筑混凝土重量的误差、结构弹性模量的变化、挂篮的重量和移动的位置、温度的变化、结构体系调整以及混凝土的收缩与徐变等均会影响结构的变形和内力,而这众多的因素在设计阶段是无法准确确定的,这些因素的改变均可能引起桥梁结构线形与内力的改变，影响施工质量,甚至危及桥梁安全。为了使施工能按照设计意图进行,确保施工安全并最终达到设计的理想状态,通过对箱梁实施施工全过程的跟踪监控监测,对控制参数进行实时调整,以确保施工中结构的安全、箱梁最终线形平顺、内力分布合理,使成桥状态的外形和内力符合设计要求,确保桥梁施工安全和正常运营。对于悬臂施工的预应力混凝土连续梁结构来说,施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段的结构仿真分析,确定出每个悬臂浇筑阶段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测下一节段立模标高及进行相应的调整，以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值。同时监测平面线形是否满足有关规范的要求,并在施工过程中监测结构应变是否在设计及规范允许的范围内,保证结构安全。施工监控的意义主要体现在以下几个方面：１)设计图纸的要求是施工的目标，在为实现设计目标而必须经历的施工过程中，通过施工监控，可对施工状态进行实时识别（监测)、调整（纠偏)、预测,使施工处于有效的控制之中，确保设计目标安全、顺利实现是至关重要的。2)通过对桥梁施工过程中的结构受力、变形及稳定进行监测控制,使施工中的结构处于最优状态.施工监控是施工质量控制体系的重要组成部分,是保证桥梁建设质量的重要手段,是对桥梁建设质量的宏观调控,是桥梁施工质量控制的补充与前提。３）监控单位配合监理,辅助业主,指导施工,解决桥梁施工质量控制过程中的关键技术问题。4）通过施工监控，可取得在成桥后无法得到的桥梁部分“参数”,建立档案，为后期桥梁的管理与养护,提供依据.５)将施工监控与桥梁荷载试验结合起来，可以得到仅靠荷载试验无法取得的桥梁恒安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

1载应力,为科学地评价桥梁结构的状态提供更全面的资料。6)通过严格管理，加强保护,使施工监控中埋设的大量应力计存活下来，在桥梁通车运营后，可以通过定期测量这些应力计的应力情况,与成桥时进行比较，可以分析评估桥梁的现状.2。2　施工监控的原则桥梁施工控制采取理论计算预测→按预测进行阶段施工作业→阶段施工作业完成后实测反馈→根据实测反馈进行参数分析、评估和优化→进行下一施工阶段理论计算预测的循环次序进行。其主要工作内容包括阶段施工前的预测计算、阶段施工过程中的控制测量、实测结果与计算预测结果的偏差分析及优化分析三个方面。桥梁施工控制体系如图2－1所示.图2－１桥梁施工控制体系主桥施工控制按“双控”原则进行,即变形控制和内力控制，对主梁挠度和控制截面应力进行实时跟踪监测反馈,以主梁标高控制为主,应力控制为辅，确保全桥控制截面应力和成桥线形满足设计要求.施工控制中，通过调整主梁节段立模标高来控制线形,立模标高控制采用相对高差控制，以追求桥面线形的平顺为目标。施工监测中如发现根据实测修正后反馈的应力结果或线形偏差较大,则应暂停施工，查明原因，及时纠正,安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

2采取改进措施，尽可能保证主梁竖向线形偏差和横向偏移不超过容许范围，施工过程中主梁应力偏差不超过容许范围，使施工状态与设计状态最大程度吻合．１)线形要求严格控制主梁的每一节段的横向偏移及竖向挠度是线形控制的主要原则.为了使下一节段更为精确地施工，在偏差比较大的时候要立即进行误差分析且进行调整(调整前首先要确定好调整的方法）。只有把主梁的线形(变形)控制好了才能确保主梁的局部平顺性和整体标高(通常是长期变形稳定后）。其次,实际轴线与理论轴线的偏差应符合质量标准的要求和设计的要求．2)应力要求所谓应力控制是指监测主梁截面和墩身截面的应力，包括施工过程中以及成桥后特别是合拢阶段的应力。施工控制所要明确的非常重要的问题便是桥梁结构在成桥状态以及施工过程中的受力的情况是否与设计符合.两者的差别如果超过了允许范围则结构很可能就会破坏,因此两者的差别一旦超限就要马上进行调控和查找原因．一定要保证应力满足规范要求以及在安全范围之内．3）调控策略主梁立模标高的调整是调整主梁线形最直接的手段，根据本阶段的实测挠度和理论计算的差值,对误差原因进行合理分析,对模型参数进行修正,对下一阶段的立模标高进行及时修正。调整的方式一般为通过额外压重和对预应力张拉力进行适当调整。2。3施工监控的方法施工监控方法有开环控制法、闭环控制法和自适应控制法三种。自适应控制法也称作参数识别法，是指控制开始时,施工阶段实际结构状态不可能与理想结构状态严格一致,造成控制系统的一些设计参数(如截面几何特性、材料重度、混凝土弹性模量、混凝土收缩徐变等)与实际参数有偏差,致使系统的输出结果与实际结果不符，在各施工阶段实时修正设计参数,将设计输出结果用于下一施工阶段结构分析,如此重复循环,经过若干施工阶段磨合后，系统模型参数取值趋于真实合理,从而主动降低参数误差，让控制系统自动适应实际情况的控制。该法的重点在于对主要设计参数(对结构变形和内力影响较大的参数)的识别,一般只要及时地对主要设计参数进行修正，实测值与预测值的吻合度就较好。自适应控制的基本原理如图2—2所示。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

3图2－2　自适应控制的基本原理安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

41施工控制的基本原理和方法４。１施工监控的原理桥梁施工监控是一个预告→监测→识别→修正→预告的循环过程．施工监控最重要的目的是确保施工过程中结构的安全,具体表现为:结构内力合理，结构变形控制在允许范围内，并保证有足够的稳定性。本合同段主桥大跨径变截面预应力混凝土连续梁施工监控的原则是“线形控制为主、应力监测为辅,确保成桥线形符合设计要求,确保施工过程中结构的安全"。　4。２施工监控的方法大跨径预应力连续梁的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法时，结构的最终形成必须经历一系列的施工过程,而在每一个施工过程中已经完成的节段其实际状态已经形成，在施工过程中施工荷载会发生变化，施工进度也会由于天气原因、施工人员、施工机具和施工材料的影响会和计划的有出入等等原因，为保证施工后成桥的线形和结构安全,在施工前和施工过程中均须对结构进行详细的计算分析,对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析，这是桥梁施工控制最基本的内容之一，也是本桥梁施工控制的方法核心。在施工前应根据施工方提供的施工方案进行初期的结构分析计算，在施工过程中应根据控制监测的实际数据进行计算分析。施工前期的计算是根据前期施工单位提供的施工方案对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析,确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态,以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为。施工过程中的结构计算是根据施工监测的数据、进行分析处理,分析现阶段状态与理论状态之间的偏差原因，对计算数据进行参数识别、修正，使计算模型逐步与实际状态接近,误差能控制的设计容许的范围内，根据此模型计算预测下一施工节段的立模高程。施工过程中的结构计算分析是一个不断对结构计算参数进行识别、进行修正的过程，贯穿于整个施工过程中。目前桥梁计算分析方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力分析法.正装分析法是指为了计算出桥梁结构成桥后的受力状态，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，最终得到成桥结构的受力状态.这种计算方法的特点是：安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

5随着施工阶段的推进,结构形式、边界约束、荷载形式在不断地改变.倒装计算法(倒退分析法）是按照桥梁实际加载的逆过程进行结构分析,可以获得桥梁结构各施工阶段理想的立模标高，指导施工,控制结构的受力状态。本桥施工过程分析拟采用正装分析和倒装分析相结合的方法.分析中把０#块施工完成时的工况作为正装计算起点，成桥状态作为倒装计算的起点，对挂篮前移就位、混凝土浇筑完成和预应力束张拉完成等工况作静力分析，得出相应工况下控制截面的应力和节段截面变形．以倒装计算结果作为施工预拱度控制的依据，以正装计算结果作为应力和变形监控的依据。计算成果：计算成果包括设计参数识别、各施工阶段的应力及挠度及后续施工的控制预报。设计参数识别:在本桥施工控制中,对于设计参数误差的识别就是通过量测施工过程中实际结构的行为,分析结构的实际状态与理想状态的偏差,用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计参数,经过修正设计参数,来达到控制桥梁结构的实际状态与理想状态的偏差的目的。首先,要确定引起桥梁结构偏差的主要设计参数，对于本桥来说主要是截面特性参数、收缩及徐变参数、荷载参数及砼的弹性模量等;其次,运用卡尔曼滤波或最小二乘法等理论和方法来识别这些设计参数误差;最后，要得到设计参数的正确估计值,通过修正设计参数，使桥梁结构的实际状态与理想状态相一致。施工阶段的应力与挠度分析:不可能通过监测得到全桥各断面的应力，只能得到一些代表性断面的数据,故需要通过计算得出各施工阶段其它部位的应力。通过比较应力、挠度的实测值与计算值,调整设计参数，使得计算结果与监测结果一致，则可认为计算能反映实际结构。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

61桥梁施工控制方案5。1施工控制的主要内容本标段桥梁施工监控包括以下主要内容:１）对施工单位的0#块和1＃块支架、边跨直线段支架、施工挂篮悬浇、合龙段施工等施工方案提出建议;２）根据施工图纸、施工方案,建立平面或空间仿真计算模型,根据施工过程进行分析计算；3）提出计算分析报告,给出各施工阶段的位移值、应力值；4）编制施工监控实施细则,作为施工监控指导性文件;5）收集桥梁施工过程中的技术参数及资料；６)0＃块支架搭设完毕后，布设支架变形测点;7）０#块施工支架堆载预压前后,测量支架上测点的变形值,分析确定支架预设拱度量，结合理论计算，给出0#块的立模标高，下达监控指令；８)０#块(或1#块）钢筋绑扎过程中埋设应力传感器、位移测点、温度传感器，在混凝土浇注前,测量其初始值;9)在０#块混凝土浇注后、预应力张拉后,测量温度、应力、线形,同时测量0#块顶高程点的标高;１0）施工挂篮拼装好后,分析确定挂篮的荷载变形曲线,给出2#块的立模标高，下达监控指令;11)在2＃块混凝土灌注前后、预应力张拉前后，测量挂篮实际变形、块段前方测点的变形和应力,进行参数识别,分析确定3＃块的立模标高,下达监控指令;1２)重复11内容,直至悬浇块段施工结束；13)在合龙前，选择日照较强的一天，进行连续2４小时观测，得出梁体温度线形曲线,下达监控指令,提出合龙段施工指令;14)在合龙段压重、劲性骨架安装、混凝土浇注、预应力张拉、体系转换前后,进行应力、线形的监测,根据监测结果,提出桥面系施工指令;1５)桥面系施工完成后,测量成桥阶段应力、线形；安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

71６)若施工过程中出现异常,及时进行预警;1７）编制监控总结报告．5。5　施工托架预压、挂篮静载测试５.5.1托架预压箱梁墩顶0＃块、1#块和边跨直线段采用支架现浇的施工方法.支架在自重和其他施工荷载作用下将发生变形,这种变形包括弹性变形和非弹性变形，通过预压消除托架的非弹性变形。预压试验的方案由施工单位自行设计,并经现场监理审批。5。５。2挂篮静载测试挂篮安装好后，应对挂篮进行预压,预压试验采用分级加载的方法。加载吨位不低于梁段实际重量，记录荷载与挂篮变形数据,绘制荷载-变形曲线.　１)挂蓝荷载测试的目的①在挂篮正式使用前,通过对挂篮加载消除挂篮的非弹性变形；②验证挂篮的承载力;③实测挂篮的弹性变形,与理论值进行比较，为计算挂篮立模标高提供依据。2）变形观测点设置①在挂篮左右侧后锚横梁上各设置一个变形观测点。②在挂篮左右侧前支点处各设置一个变形观测点.③在挂篮前上、下横梁顶各设置一个变形观测点。3）挂篮检测内容　①挂篮两侧主轨道中心是否与设计中线（测量放线)吻合，两侧主轨道的标高是否一致，轨道锚固装置是否已安装好;②挂篮两侧主桁架标高是否一致，间距是否与设计相符;③挂篮所有栓接点，螺栓是否有遗漏,螺帽(含垫圈)是否都已安装、拧紧到位;④挂篮前支点是否已与轨道顶面密贴并参与工作,轨道底面是否与箱梁顶面抄平、抄实;⑤挂篮主桁架是否已调成水平（通过前支点抄垫和后锚蹬筋张拉进行调节）;⑥挂篮后锚系统是否都已安装到位,螺栓是否已紧固;⑦临时工作平台搭设完成。搭设施工人员上、下挂篮前上横梁、后门联的工作平台,安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

8以便进行变形观测和挂篮检查；在主吊带与前上横梁锚固处搭设工作平台，以方便工作人员安装张拉设备;底模后下横梁处搭设工作平台,以方便工作人员安装张拉设备;　4)挂蓝加载试验注意事项:①加载前应设置好各变形观测点，观测人员和观测仪器同步就位；②观测仪器使用前应进行校核,保证测量数据的准确性;③加载过程中,现场技术人员要认真检查挂篮主桁、吊带、锚固点的变化，发现异常及时停止加载,排除问题后方能继续作业;④加载应逐级进行,荷载量施加应均匀,重量要准确；⑤加载时及时记录观测结果；5.6箱梁立模标高的确定主桥箱梁的每个节段的立模标高均以监控指令的形式体现。预告各阶段结构立模标高，通过施工过程结构的仿真计算,并结合现场试验实测影响桥梁施工控制的主要参数,预告箱梁的立模标高。在主梁的悬臂浇筑过程中,梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺,是否符合设计的一个重要问题,如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际,而且加以正确的控制,则最终桥面线形较好．否则,最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。立模标高其计算公式如下：式中:—-施工i梁段时ｉ梁段的立模标高(立模标高)——i梁段设计标高（设计标高)f　——施工i梁段后续施工阶段在i梁段引起的总挠度(软件自动算出)Δ—-施工ｉ梁段挂篮的变形值（可根据挂篮加载试验,绘制出挂篮荷载－挠度曲线,进行内插得到）及调整值.5。7结构有限元仿真分析基本内容根据施工图设计文件拟定的结构尺寸、配筋情况及施工单位上报的施工顺序,采用大型商业软件Mｉdasｃiｖil2０12空间有限元程序安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

9对施工过程进行仿真分析计算，同时运用软件桥梁博士程序对分析结果进行复核。计算内容考虑结构恒载、预应力张拉、分阶段施工流程、温度变化、混凝土收缩徐变、施工荷载、体系转换、二期恒载和活载效应,计算结构变形、结构内力和应力分布状况。在预应力混凝土连续箱梁的悬臂施工中,挂篮、模板及机具设备的重量对结构的内力和变形的影响很大，所以在计算分析中,必须考虑施工荷载(主要是挂篮)的影响。一般说来在现浇１号段混凝土时挂篮设备的静载全部落在墩顶上的0号段上,但是，在悬臂浇筑过程中，混凝土的重量不断增加,使挂篮设备上的伸臂发生弹性变形，它使底模板前端的标高也发生同样的变形,类似的变形将同样的发生在以后各阶段的施工中，这种变形在挂篮拆除后却不能得到恢复。因此在各节点的预拱度值中,均应计入这个影响,也可以通过调整吊带来解决。由于挂篮具有一定的静载,尤其在大跨度桥梁的悬臂施工中，挂篮设备的重心距离悬臂梁的根部的力臂较大，使结构发生变形,但在挂篮拆除后，又使原来的变形得到恢复。故在计算时，应充分考虑施工荷载的影响,准确计算由施工荷载引起的变形。故在计算中应增加挂篮的安装和拆除、以及挂篮前进的工况,挂篮的重量按照施工单位上部结构施工方案中提供的重量计算。在施工阶段对结构内力和变形影响较大的参数主要有:梁自身静载、预应力钢绞线的有效预应力、材料的弹性模量E和剪切模量Ｇ、施工临时荷载－挂篮重量、混凝土的收缩与徐变变形的性能、混凝土加载龄期的变化。在进行计算时这些参数的取值应力求与实际相符合。在桥梁悬臂施工的控制中，最困难的任务之一就是施工挠度的计算与控制。在计算时应根据不同阶段的受力状态考虑混凝土的收缩徐变影响、预加力的影响、温度变化的影响以及支座沉降的影响，其中混凝土收缩徐变的计算还应考虑各阶段混凝土应力变化的影响，在预应力损失的计算中，对每个阶段内每个截面上的每组钢束都应进行计算。悬臂桥梁施工时结构的总挠度计算包括短期弹性挠度和已发生的徐变挠度变形。具体为：预应力损失后的预加力产生的上拱度、梁段自身静载（即一期恒载)产生的下挠度、悬臂施工时的临时施工荷载产生的下挠度、混凝土随龄期增大的徐变产生的下挠度的叠加。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

10对于桥梁长期荷载作用下的总挠度的计算，还必须考虑二期恒载和活载的作用所产生的挠度。综合考虑施工及成桥状态下各种因素后,将各影响参数输入结构计算软件中,由软件自动算出各施工阶段每一梁段的挠度、合龙时的挠度、合龙后二期恒载作用下的挠度,以及活载作用下的挠度。5。８大跨桥梁监控参数误差分析和识别监控参数误差是引起桥梁施工误差的主要因素之一。监控参数误差,就是在进行桥梁结构理论分析时所采用的理想设计参数值与结构实际状态所具有的相应设计参数值的偏差.由于这种设计参数误差的存在，使通过结构分析而得到的桥梁结构的理想状态与施工后的结构实际状态之间存在误差。在施工监控过程中,对设计参数误差的调整就是通过量测施工过程中实际结构的行为分析结构的实际状态和理想状态的偏差,用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计参数误差，来达到控制桥梁结构的实际状态与理想状态的偏差,使结构的成桥状态与设计相一致。因此,在桥梁施工监控过程中，必须对结构设计参数进行识别和修正.主要的设计参数包括以下几个方面：1）结构几何形态参数结构几何形态参数主要是指桥梁结构的跨径、线形,它们表征了结构的形状和结构最初的状态.2)截面特征参数截面主要特征参数包括:箱梁的截面抗弯惯性矩、抗扭惯性矩和截面面积,这些参数对结构的内力变化和结构变形都有较大的影响。3)与时间相关的参数温度和混凝土龄期、收缩、徐变是随时间而变化的设计参数。温度的变化对桥梁结构的内力和变形有较大的影响。混凝土收缩徐变与结构的形成历程有着密切的关系，在混凝土结构中，收缩徐变对结构的内力变形都有明显的影响。4)荷载参数在桥梁施工监控过程中，荷载参数主要指结构构件容重、施工临时荷载和预加力。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

115)材料特性参数材料特性参数主要指材料的弹性模量、材料强度等。对于混凝土材料而言,弹性模量和材料强度都有一定的波动,在施工监控中应对其进行识别。6)施工误差　施工中构件尺寸、安装精度和预应力施工误差等.7)监测误差施工监测因为测试仪器、测试元件安装、测量方法、数据采集等方面的误差,造成对监测结果评判的影响，影响施工控制。进行参数识别有两种方法或手段，一是通过现场量测来确定，这主要是针对结构几何形态、材料特性和温度变化等来说；二是通过结构计算来确定。为了辨别对结构状态影响相对较大的设计参数需要通过参数敏感性分析来确定，当某个设计参数发生一定幅度的变化后，引起结构变形和内力的变化，根据各设计参数变化对结构状态影响的大小，就可确定主要设计参数和次要设计参数。参数识别是先确定主要设计参数,然后运用误差调整理论及方法来分析和识别这些参数，得到设计参数的正确估计值,将修正后的设计参数带入控制计算模型中,重新算出施工阶段结构变形和应力的理论期望值，用以消除设计参数误差引起的施工控制误差,使结构理想状态与实际状态一致。确定了主要设计参数后,运用误差调整理论和方法来估计修正这些参数，从而得到设计参数的正确估计值,采用最小二乘法进行参数识别，最小二乘法的基本思想是未知量最可能是这样一个值，它使得实践值与计算值的差的平方乘以精度后所求得的和最小.5。９施工监控程序施工监控采用事前预测、现场监测控制的方法，其基本步骤如下：1)首先以设计的成桥状态为目标，以施工单位提供的实施方案中进度安排、施工荷载、临时支撑等为依据,按照规范规定的各项设计参数取值,计算每一施工步骤的结构理论状态,并建立施工过程跟踪分析程序；２）施工过程中，根据监控的需要,测量实际结构在各工况下的结构空间变位与应力等数据；3）根据实测的数据分析和调整各设计参数,预测并调整下一阶段结构的施工;安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

124)通过全过程对结构的跟踪监测与数据分析,逐步实现施工监控的目标。在施工过程中，误差的产生是不可避免的.当结构的空间变位、应力等误差在每一工况均能控制在精度范围之内时，则不必对下一阶段的施工做出调整。当这种误差超出控制精度范围或各工况的累计误差已超出控制范围时,则必须对下一阶段的施工做出调整。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

131施工监测的内容和方法6。1变形监测6。1。1　箱梁竖向变形及轴线监测(1）水准基点和强制对中点的设立高程控制网点一般设在桥梁两岸的大地上,为了利用这些控制网点，通常用后方交汇的测量方法，将水准后视点引至桥墩0#块顶面，设立高程固定观测点。在施工0#块时,在箱梁顶预埋高程控制基准点和强制对中点，本桥水准基点和强制对中点布置在10#墩和11＃墩0＃块箱梁顶面横隔板上。高程控制基准点采用直径20ｍm二级钢筋在垂直方向与顶板的上层和下层钢筋点焊牢固，并要求竖直,钢筋露出箱梁混凝土表面２～3　cm,共设4个,测头磨成半球状并用红油漆标记，作为测量高程的水准基点,编号分别为ＢM1、ＢM2，周围用钢筋设小围栏保护，在监控的过程中，各墩顶基准点应互相校核.强制对中点采用普通强制对中螺丝,强制对中点编号为ZD。高程基准点和强制对中点布置如图6所示。施工单位要严格做好对墩顶水准基点和强制对中点的保护工作，监理单位、监控单位和施工单位定期对水准基点和强制对中点进行复测,及时将复测后的结果作为后续节段施工的基准值。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

14图６﻾1０＃块顶部测点布置示意图（单位：cm)(２)各节段高程测点的设立预应力连续连续梁主梁挠度变化比较复杂,挠度的变化可归纳为三种类型：一是施工荷载引起的，如移动挂篮、浇筑混凝土、张拉预应力束和其他施工荷载,这类挠度随施工进程的变化而变化,与时间历程关系不大;二是混凝土收缩徐变引起的,随时间按指数曲线趋势变化,前期变化快后期变化缓慢；三是温度变化引起的,变化具有一定周期性,且波动大变化幅度较大。这三类挠度受外界因素影响很大,挠度实测值很难与理想状态一致，而挠度的变化对后续节段的施工和监控具有一定的指导作用。因此对主梁实际挠度进行观测,找出挠度变化的规律,再根据实际情况对模型进行修正,逐步减小挠度实测值和理论计算值的偏差,对梁体标高进行控制具有重要意义。在每一梁段悬臂端前端梁顶设立3个标高观测点，它们既是挠度测点也是箱梁顶面高程测点,分别为离箱梁上下游边缘约375ｃm处２个点和箱梁中线处1个点，如图6—2所示。测点采用20钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢固，并要求竖直,钢筋露出箱梁混凝土表面约2cm,测点距节段前端10ｃm,测头磨平并用红油漆标记；施工单位做好严格保护措施。测点的高程变化值作为该节段箱梁在各施工阶段挠度变化值,同时是确定箱梁底板高程的间接测量值。安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

15图6—２箱梁高程测点布置示意图（３）挠度、线形和轴线测量1)测量方法挠度、线形测量方法：采用ＬｅiｃaNA2自动安平水准仪＋FS1测微器,精度级别Ｓ1,配备使用2ｍ的铟钢尺,按三等水准测量进行闭合测量。用测点的标高减去钢筋露出混凝土表面的高度即得到相应工况下箱梁顶面相应位置的标高,同时也可确定箱梁顶面横坡值;同一挠度测点在不同的施工状态下标高的变化值就为每一节段在这一施工工况下的挠度．用全站仪和吊锤等，对节段轴线进行观测,进而确定模板的横向偏移量,使模板轴线与基准轴线较好的吻合。监控单位和施工单位按各节段施工次序，每一节段按浇筑混凝土后、预应力钢束张拉后两个工况对箱梁挠度和线形进行平行独立测量,相互校核,测试时尽量采用同一把标尺、同一人立尺．轴线测量方法：在箱梁施工过程中必须对每一个节段进行轴线控制测量。测量方法：用钢尺测出当前施工节段前端的横向中点并做好标记,将全站仪架设在墩顶梁面强制对中点上，后视另一墩顶梁面强制对中点,用坐标放样法定出当前施工节段前端理论横向中心点的位置,用钢尺量出理论横向中心点与实际横向中心点的距离,钢尺读数即为轴线偏差值。２）测量时间　测量和观测应在梁体温度比较均匀的时段进行，早上8：０0左右或之前和下午５：安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

1600以后进行。监控单位在测量过程中,除考虑工序进展必须对每一工况进行例行测量外,还要对温度变化引起的挠度进行测量。为了找出温度变化引起主梁挠度变化的规律,对于一些重点工况,在工况不变的情况下，分别在早晨6:0０左右（即温度较低）和中午12:3０~１４：30(即温度较高）间对其挠度进行测量,找出温差变化较大时挠度变化的极值,从而为确定待施工各节段预拱提供较为可靠的依据。(4)箱梁节段立模标高的测量调控箱梁节段立模标高是控制箱梁顶面高程和确保桥梁线形的重要环节,在节段立模过程中,当空挂篮前移就位后,监控人员按施工控制指令对立模标高进行测量,并且在节段钢筋绑扎完毕后,混凝土浇筑前进行复测。立模标高允许偏差为±5mｍ．1）测点布置　　立模标高控制的测点位置如图6-３所示,即顶模四个测点（１、2、3、4），底模板两个测点(5、6）。图6-３　箱梁节段前端立模标高测点位置示意图2)测量方法用精密水准仪对节段立模标高进行测量和调控.３)测量时间　空挂篮前移后,在箱梁上下表面温差较小的时段，监控人员与施工人员和监理人员对挂篮底模和顶模进行测量调控,并在节段钢筋绑扎完毕混凝土浇筑前进行复测。(５）对高程控制网和墩顶水准基点高程复核每两个月对高程控制网进行复核测量,每个月对墩顶水准基点高程进行一次复测,及时用复测后的基点高程替代原来的基点高程,以指导后续施工监测与控制。（6）同跨两边对称截面相对高差的直接测量当两边施工节段相同时,对称截面的相对高差可直接进行测量和分析比较。在测量安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

17过程中，同一对称截面可测多点,根据其横坡取其平均值,可得到对称截面的对点的相对高差。（７)多跨线形的通测除了保证各跨线形在控制范围内以外,对箱梁全程线形应定期或不定期进行通测，确保全桥线形的协调性。(8)结构几何形状测量采用抽查的方式,不定期对箱梁上下表面的宽度、腹板厚度、顶板和底板的厚度、箱梁截面高度以及箱梁施工节段的长度等进行测量.(9)合拢段的相对高差合龙段合龙前监控人员对合龙口底板和顶板相对高差进行了测量。(10）成桥线形在主桥合拢预应力束全部张拉完毕,施工荷载全部卸载后,对箱梁顶面高程进行了全面测量。测量过程中,按每一施工节段划分测量截面,每一截面测3点即上游点、中线点和下游点，上游和下游测点分别离箱梁翼板边缘0。5m，考虑断面1。5%横坡，将上下游点高程换算成箱梁顶中线处高程，取三个高程值的平均值,得到箱梁顶中线高程。6.1。2监测工况a）　混凝土浇筑前；　b)　凝土浇筑后;　c）预应力钢筋张拉前；ｄ)预应力钢筋张拉后;　　e）挂篮走行前;f）挂篮走行就位后。6．1。3注意事项（1）桥梁施工变形及变位监测工作贯穿于施工的全过程,其特点是理论计算与施工实施紧密相连。因而需要监控、施工和监理各方面密切合作,各司其职完成工作。(2)施工中严格按照平衡施工的要求进行,控制梁段上的施工堆积物并及时清理箱梁中的施工垃圾，以避免由于施工荷载和桥面杂物的不平衡引起安全问题及测量数据不安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

18准确。（３)施工中应按照施工规范要求组装模板，避免由于混凝土超方过大造成施工监控的困难.(4）变形测量主要由施工单位完成，监理单位对施工单位测量结果签字确认．监控单位不定期复核变形测试数据，测量工作应定人、定仪器进行观测,避免由于人为因素引起误差。(5）施工控制组要在掌握设计文件要求基础上，结合施工组织设计和施工现场情况，认真仔细收集、分析实测资料，使施工控制工作顺利进行．(６)为了从总体上控制主梁线性使主梁施工按设计预定的计划进行，考察大气温度对主梁线型的影响是非常必要的,以便监控人员根据大气温度影响规律，正确确定施工段的主要技术参数。6。２　应力监测6。２。1应力测试断面及应力测点布置为了掌握各施工阶段结构内力的变化情况及其与计算结果的符合程度,保证在施工过程中结构各控制截面内不致出现过大应力而危及结构安全,对各施工阶段结构各控制截面的应变或应力增量进行准确测试显得极具意义.应力测试断面及测点选择的依据:能监控悬臂施工阶段最大计算应力断面应力水平、能充分反映墩、主梁中应力的分布规律、区分重点控制断面及普通参照控制断面、兼顾桥梁动静试验对断面及测点布置的要求、能充分且必要地形成主体结构应力监测预警系统。结合初步计算分析结果，对测试断面及测点布置进行优化、调整，选取结构受力最不利处进行监测，拟定该桥需监测主梁悬臂端根部在各悬臂施工工况中的应力变化。为了了解合龙口应力分布及应力变化,在合龙口设应力测试断面。(1）测试元件的选择结合本大桥实际情况,考虑到应力的长期监测,全桥的箱梁混凝土应力测试元件均采用长沙金码实业有限公司的振弦式应变计。(2）测试断面的选取本桥应力测试断面共计9个,分别位于1０#、11＃墩墩顶主梁悬臂端根部（B、Ｃ、G安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

19和H截面）、边跨１/2（A、I截面)、中跨1/4(D截面)、３／4(F截面）、中跨跨中(E截面),如图6—4所示。图６-4箱梁应力测试断面面示意图（单位：ｃｍ）(3）应力测试断面传感器布置考虑到箱梁应力测试的离散性、应力的滞后性和剪力滞等影响因素，在箱梁每个应力测试截面上布置5～6个测点,全桥布置应力测试传感器共计49个.应力测点位置如图6－5。钢弦应变计固定在纵向主筋上,测试导线引至桥面，并作好标记做好保护.所布置的钢弦式应变计可同时作为施工监控、成桥静力荷载试验以及运营工程中的长期观测的传感元件.　a)主梁根部应力测试断面　　　　b)　其他应力测试断面图6—5箱梁断面应力测点布置示意图(4）应力测试方法本桥悬臂施工按下述三个工序循环推进:1)挂篮前移立模;2)混凝土浇筑；3）预应力钢绞线张拉。考虑到施工的连续性,重点对2）、3)两个工况及特殊情况下的应力进行跟踪测试。由于混凝土应变滞后的原因,应力测试时间选定在相应工况结束后8小时左右，同时在每一施工阶段,各工况测量的时的温度变化不能太大．6．2.2　应变传感器埋置及应力传感器导线布置(1)应变传感器的埋设对箱梁结构的纵向应力测试最重要.箱梁节段钢筋绑扎完毕后混凝土浇筑前，在控制截面用扎丝将钢弦应变计捆扎固定在箱梁上下缘纵向钢筋上。埋设传感器之前,需预先对传感器进行处理，首先估算埋设所需导线长度,按用多股铜芯屏蔽线将传感器导线安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

20接长至所需长度,在导线接头处用绝缘胶布反复包扎，再用704乳胶进行密封,然后用万用电表测量有无断路,在导线末端粘贴写有传感器编号的标签。埋设传感器时，尽可能准确地将传感器埋设在控制截面相应位置,用扎丝将传感器牢牢捆扎在纵向钢筋上，然后用扎丝将导线绑扎在横向钢筋绑上,将顶底板导线引至桥面翼板最边缘位置,降低导线在混凝土浇筑前和浇筑过程中损害的可能性.对已埋设好的传感器,要求施工单位予以可靠保护,监控人员加强对已埋设传感器的巡查和保护,尽量避免因人为因素造成传感器的损坏。(2）传感器导线布置为便于管理和保护,箱梁内传感器导线均从梁顶防撞护栏钢筋内侧集中引出,传感器导线布置示意如图6—７所示.ａ)　主梁根部断面应变传感器导线布置b）其他断面应变传感器导线布置图6—７箱梁应变传感器导线布置图6。2。3应力测试原理影响混凝土内部应力测试的因素很复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外,还与收缩、徐变、温度有关。目前国内外混凝土内部应力测试一般通过应变测量换算应力值，即：　　　　　　　σ弹=E·ε弹　　　　　　（6—1）式中：σ弹——　荷载作用下混凝土的应力;Ｅ——混凝土弹性模量;安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

21ε弹　--　荷载作用下混凝土的弹性应变。实际测出的混凝土应变则是包含其它变形影响的总应变ε。即:ε＝ε应力＋ε无应力　　　　　　(6-2)式中:ε应力——　应力应变;ε无应力　－—为无应力应变.为了补偿混凝土内部无应力应变,在布置应力测点时同时埋设工作应变计和无应力计.分别测得混凝土总应变ε和无应力应变ε无应力,按式（6—2)即可得到应力应变ε应力.为测定结构在无应力状态下的应变,便于修正测试应变，需要布置无应变传感器。混凝土无应变传感器埋在试块内.导线引到桥面上,便于测试。混凝土试块尺寸见图６—8所示。图６—8混凝土无应变传感器试块尺寸(单位:ｍm)6.2。4应力测试方法应力测量采用人工巡检方式，振弦传感器间的应力信号传递以有线的方式进行,监控人员携带测试仪爬到待测点处，测得该点所受应力的大小。应力测试与主梁施工同时进行,因而要求测试元件必须具备长期稳定性好、抗损伤性能好、埋设定位容易、存活率高及对施工干扰小等性能。通过以前测试经验和对国内元件及仪器综合分析比较,决定混凝土内部埋入式钢弦计决定选用ＺX2１5型埋入式智能弦式数码应变计,配合使用无应力计。这种应变计的灵敏度都为1με,其主要技术指标如下:量程：±１500με安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

22灵敏度：1με(0。1Hz）ＺX-215型测量标距:12８mm使用环境温度:—１0℃——﹢70℃温度测量范围:-２0℃－—﹢11０℃温度测量:灵敏度0.5℃精度:±1℃JMZX—3006型振弦检测仪是一种便携式、多功能、智能读数仪,该仪器外观如图6-9所示。该系列仪器均能对钢弦传感器、电感调频类传感器、半导体温度传感器进行测量,测试仪具有检测速度快、精度高、使用简单方便等特点.仪器体积小、重量轻,采用可充电电池供电，使用携带极为方便。该仪器能在传感器内自动记录传感器编号、系数,自动计算应变、自动检测温度的结果并作温度修正,保存记录测试结果,供以后查阅或送计算机处理。图6﻾9JMZＸ-３０06综合测试仪主要技术指标如下:振弦频率：６00Ｈz～３0０0Hz;温度:-40℃～125℃频率精度：0。1％±0.1Hz;温度精度：±0。5℃存贮容量:2500个测量记录（每个记录包含传感器编号、测量时间、温度和物理量)使用环境温度:—１０℃~40℃,相对湿度小于等于９０％电能贮量：2Ａh工作电流:80mA充电时间：12小时～14小时安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司第24页

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