1、西南交通大學SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY 新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋施工監控方案西南交通大學峨眉校區二一五年五月目 錄1工程概況12監控的目的、原則、方法及主要工作12.1 監控目的12.2 監控原則22.3 控制方法22.4 主要工作33施工監控內容33.1施工監控主要依據33.2仿真分析計算、施工階段及控制工況劃分43.3 基礎資料及試驗數據的收集43.4 施工過程結構變位、溫度及裂縫觀測53.5 施工過程中結構應力應變測量63.6 精度控制及預警系統93.7 擬投入本項目主要設備儀器一覽表94

2、施工控制的管理體系104.1 監控實施中的總體要求104.2 施工監控控制體系104.3 施工監控的組織體系124.4 施工監控體系中的信息采集134.5 施工監控中的實時監測體系及結構安全預報體系164.6 施工監控體系中的信息分析164.7 各單位職責及分工195施工監控工作安排206施工監控表格216.1 表格類型216.2 表格編號規則22附表：監控表格參考樣本231 工程概況沅江特大橋位于新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段上，跨徑為（60+100+60）m的預應力混凝土連續梁橋。該連續梁橋線間距4.4m5.0m，最小曲線半徑R=2800m，雙線有咋軌道；設計行車速度客車200Km/h，貨車

3、120 Km/h；設計采用中-活載。橋面寬11.9m12.5m，線路中心線距離擋砟墻內側2.23cm，軌枕以下道砟最小厚度0.35m。11.9m橋面適用于線間距4.4m，直線、曲線，橋上不設置聲屏障；12.5m橋面適用于線間距5.0m。橋梁全長221.5m，中支點梁高7.20m，跨中梁高4.60m，邊支座中心至梁端為0.75m。該橋立面圖如圖1-1所示。圖1-1 （60+100+60）m預應力混凝土連續梁立面布置圖(單位：cm)因該橋主跨為100m，施工難度較大。為確保連續梁橋在施工過程中受力和變形處于安全可控范圍，且成橋后主梁線形符合設計要求，結構恒載內力狀態接近設計期望，西南交通大學擬參加

4、該橋施工監控工作。為了完成該橋梁工程的施工監控工作，特制定本施工監控方案。2 監控的目的、原則、方法及主要工作2.1 監控目的為確保連續梁橋在施工過程中，結構受力和變形始終處于安全可控范圍內，且成橋后主梁線形符合設計要求，結構恒載內力狀態接近設計期望，在本橋施工過程中應進行監控。施工監控是根據施工監測所得的結構參數真實值，進行施工階段模擬仿真計算、確定每個懸澆節段的立模標高，并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和對下一立模標高進行調整，以此來保證成橋后橋面線形、合龍段兩懸臂端標高的相對偏差不大于規定值以及結構內力狀態符合設計要求。在大跨徑橋梁的懸臂施工中，累計撓度的計算和分析處

5、理是極為重要的一環，它不僅影響到橋梁合龍的精度，而且影響到成橋線形與設計線形的吻合程度。一般來講，箱梁懸臂施工中影響撓度大小的因素主要有混凝土容重、彈性模量、收縮徐變、日照和溫度變化、預應力大小、結構體系轉換、掛籃變形、施工荷載和橋墩變位等因素。設計中各項參數的設定值與實際施工狀態值不可能一致，加上計算理論的不完善（主要指混凝土收縮徐變）導致箱梁計算撓度與實測撓度有較大偏差，而且對撓度偏差的控制隨懸臂跨徑增大，難度也越大。采取科學有效的措施對箱梁撓度實施監控，預測分析、實時調整，以達到大橋實際合龍線形盡可能地吻合目標線形，這是施工監控的主要目的。通過施工過程的數據采集、分析和嚴格控制，確保結構

6、的安全性、穩定性和可控性，保證結構受力合理和線形平順，減小施工誤差的影響，盡可能減少調整工作量，為大橋安全順利建成和正常運營提供技術保障。2.2 監控原則監控是要對成橋目標進行有效控制，修正在施工過程中各種影響成橋目標的參數誤差，確保成橋后結構受力和線形滿足設計要求。(1)受力要求反映連續梁橋受力的因素主要是主梁的截面內力(或應力)狀況。通常起控制作用的是主梁的上、下緣正應力。不論是在成橋狀態還是在施工狀態，要確保各截面應力的最大值在允許范圍之內。應力監控的目的是保證大橋安全施工，并為今后運營階段的長期健康監測提供基礎資料。(2)線形要求施工線形監控主要指箱梁高程線形和箱梁平面線形的監控。線形

7、監控的目的是通過數據處理、預測分析和實時調整，以達到大橋實際成橋線形盡可能地吻合目標線形。線形監控中高程線形監控是重點。(3)調控手段監控要采用預測控制法。對于主梁內力(或應力)的調整，通過嚴格控制預應力束張拉力實現。對于主梁線形的調整，通過調整立模標高實現。將參數誤差以及其他因素引起的主梁標高的變化通過立模標高的調整予以修正。2.3 控制方法為了消除因設計參數取值的不確切所引起的施工中設計與實際的不一致性，在施工過程中對參數應進行識別和預測。對于重大的設計參數誤差，提請設計單位進行理論設計值的修改，對于常規的參數誤差，通過優化進行調整。(1)設計參數識別通過在典型施工狀態下對狀態變量(位移和

8、應力應變)實測值與理論值的比較，以及設計參數影響分析，識別出設計參數誤差量。(2)設計參數預測根據已施工梁段設計參數誤差量，采用合適的預測方法預測未來梁段的設計參數可能誤差量。(3)優化調整監控主要以控制主梁標高、控制截面彎矩為主，優化調整也就以這些因素建立控制目標函數(和約束條件)。通過設計參數誤差對橋梁變形和受力的影響分析。應用優化方法，調整本梁段與未來梁段的立模標高，使成橋狀態最大限度地接近理想設計成橋狀態，并且保證施工過程中受力安全。2.4 主要工作本橋施工監控是一個“施工測試計算分析修正預告”的循環過程，最基本的要求是在確保結構安全施工的前提下，做到主梁線形和內力符合設計規定的允許誤

9、差范圍。而測試是施工監控中的重要環節，它包括幾何指標參量的測量和力學指標參量的測試。整個施工控制系統的運行過程如下：(1) 按照規范確定的各種參數，通過施工過程模擬，得到各工況下橋墩、主梁關鍵點的應力和線形，并預報第一節段施工的高程。(2) 按照上述預報值進行第一節段施工并測量各關鍵點的高程及應力等觀測變量。(3) 將觀測變量的實測值與模擬計算值比較，通過參數識別進行參數估算，獲得修正后的計算參數，從而得到新的計算值，將計算值與實測值比較，根據兩者的誤差大小進行適當調整，并預報下一節段施工高程及采取措施調整縱向預應力。(4) 按上述預報值進行下一節段施工并測量主梁、墩各關鍵點高程及應力。(5)

10、 繼續以上施工步驟，直至施工結束。(6) 成橋后測量各控制截面應力和撓度。在施工過程中，加強對重點部位的裂縫觀察。3 施工監控內容3.1施工監控主要依據本大橋施工監控依據下列有關規范、標準進行：(1)鐵路橋涵設計基本規范（TB10002.1-2005）；(2)鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB10002.3-2005）；(3)新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規定（鐵建設函2005285號）；(4)鐵路橋涵工程施工質量驗收標準（TB10415-2003）；(5)客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）；(6)鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準(鐵建

11、設2005160號)；(7)本橋相關設計文件、施工方案及相關的參數。3.2仿真分析計算、施工階段及控制工況劃分(1) 仿真分析計算大橋施工設計過程中，根據設計擬定的施工方法、規范規定的標準設計參數對全橋所有施工及運營階段進行了全面分析檢算，得到了結構各截面在不同狀態下的應力分布，并給出了成橋后的結構目標線性狀態和主梁各梁段預拱度值。本橋主梁采用懸臂掛籃現澆施工，施工階段多、跨越時間長。橋梁結構的變形與應力狀態受材料彈性模量、容重、截面尺寸、預應力施加的大小、各施工階段時間等各種因素影響，因此實際結構的應力狀態及變形與設計時計算出的理論值有一定差別。為確保結構受力與線型滿足設計要求，需要在施工控

12、制過程中，根據大橋實際的施工過程、實際材料彈性模量、容重等，對結構進行全面分析計算，得到各施工狀態以及成橋狀態下的結構受力和變形等控制數據，作為施工控制的基礎。(2) 施工階段及控制工況劃分本橋采用懸臂澆筑施工方法。依據設計要求結合本橋的施工實際，一個梁段施工稱為一個階段，為了改善施工過程中的掛籃和混凝土主梁的受力，每階段分成3個工況： 掛籃前移并定位立模；主梁混凝土澆筑；預應力張拉。3.3 基礎資料及試驗數據的收集(1) 混凝土齡期為3、7、14、28、90天的彈性模量試驗以及按規定要求的強度實驗；鋼筋混凝土容重；懸臂澆筑節段混凝土方量及實際斷面尺寸。(2) 鋼絞線的實際彈性模量和截面面積。

13、(3) 氣候資料：晴雨、氣溫、風向、風速。(4) 實際工期與未來進度安排。(5) 掛籃支點反力及其他施工荷載在橋上布置位置與數值。(6) 施工荷載及其在橋上布置位置。3.4 施工過程結構變位、溫度及裂縫觀測3.4.1 主梁立模標高的測量1(1) 測點布置：立模標高的測點位置見圖31中的“”所指處，即：底板兩側模板兩個特征位置。(2) 測量方法：用精密水準儀測量立模測點標高。(3) 測量時間：測量時間宜選擇在溫度較為穩定的時段進行。遇到雨天或大霧天氣，施工單位可根據天氣情況自行確定。圖3-1 箱梁截面立模標高測點位置示意圖3.4.2 主梁橋面標高及撓度測量(1) 測點布置：在橋的橋軸線上離開各節

14、段（節段劃分以施工圖設計為主）前端0.1m處的斷面上布置線型測點（布置在橋頂面），測點采用16的短鋼筋制作，鋼筋底部焊接于頂板的構造鋼筋上，并且要求豎直，其頂部磨平露出混凝土箱梁表面5cm，采用紅油漆標記。在周圍預埋一個10cm見方的鋼筋框架保護住測點，成橋后切除。主梁標高及撓度測點示意圖如圖3-2所示。通過對應測點的高程關系，可換算各測點主梁撓度。(2) 測試方法：用水準儀或高精度全站儀測量。(3) 測試時間：測試時間宜選擇在溫度較為穩定的時段進行。圖3-2 主梁撓度測點布置圖3.4.3 溫度測量(1) 測試方法混凝土中預埋的傳感器自帶溫度測量系統，可直接測量溫度值。(2) 測點布置按照應變

15、測點測量溫度。(3) 測試時間：在主梁施工期間選擇有代表性的天氣進行24小時連續觀測。每個季節選擇一個晴天、多云天和陰雨天。(4) 溫度對結構變形和受力影響的測量測試內容：主梁標高、墩頂偏位及橋墩垂直度以及相關截面應力應變。測試時間：與溫度場觀測同步進行。3.4.4 裂縫觀測對施工過程中混凝土產生的裂縫進行觀測，分析裂縫產生的原因及對結構安全的影響，并提出有效的措施。3.5 施工過程中結構應力應變測量通過結構的應力應變測量，一方面可以掌握結構實際受力狀態，另一方面用來評價施工質量。本橋主梁選用混凝土埋入式振弦應變計，具有高靈敏度、高精度、高穩定性的優點；測試速度快、鋼弦振動穩定可靠、頻率信號長

16、距離傳輸不失真，抗干擾能力強等特點，便于長期觀測的優點。3.5.1 傳感器布置(1) 主梁箱梁應力測試截面主跨布置在1號塊前端 和L/4截面處(L為橋梁主跨長度)；邊跨布置在1號塊前端和L/4截面處(L為邊跨長度)。全橋共布置8個測試截面，見表3-1。各主梁測試截面擬埋設6個傳感器，箱梁頂板擬埋設3個，底板擬埋設3個。現場埋設根據實際情況進行相應的調整。主梁應力監測截面傳感器布置詳見圖3-3。表3-1 連續梁橋應力監測傳感器布置截面編號測試內容傳感器數量1-1頂板、底板應力62-2頂板、底板應力63-3頂板、底板應力64-4頂板、底板應力65-5頂板、底板應力66-6頂板、底板應力67-7頂板

17、、底板應力68-8頂板、底板應力6傳感器數量總計(估計)48(個)圖3-3 主梁應力監測截面布置示意圖主梁每個截面所有傳感器的導線均引至箱內，傳感器布置詳見圖3-4。圖3-4 主梁截面應力監測傳感器布置3.5.2 應變計埋設采用混凝土埋入式振弦應變計。混凝土澆筑前，在控制截面位置，將應變計平行結構應力方向安裝,采用細匝絲或尼龍扣帶將應變計捆綁在結構鋼筋上，避開混凝土和搗振棒能直接沖擊到的鋼筋面。綁扎位置應在應變計兩端（即受力柄）的內側5mm處，中間部分不容許綁扎。應變計為兩端頭緊貼鋼筋，中間懸空的狀態。測試導線沿結構鋼筋引出，同樣要避開混凝土和搗振棒能直接沖擊到的鋼筋面，并間隔12米綁扎，綁扎

18、不宜過緊，導線也要略為松弛。在安裝傳感器之前對傳感器進行標定，確保數據采集的準確。3.5.3 應力測試工作中的安全保護細則(1) 施工中應注意應力測試的安全標識，在含有測試斷面的梁段中進行施工時應注意避免對測試元件、測試線路、集線器的損害。(2) 嚴禁非測試人員擅自移動、打開測試元件及集線器。(3) 嚴禁破壞應力測試元件、線路和儀器，嚴禁切割測試線路。(4) 應力測試時在測試元件及線路附近應避免使用高溫或強電磁設備。(5) 嚴禁將液體物質傾倒于測試元件、線路及轉接器上或附近。(6) 嚴禁涂污線路及測點編號。(7) 請勿任意在箱梁內測點附近堆放施工荷載。(8) 嚴禁故意敲打、擠壓測試元件。(9)

19、 對違反本保護細則的行為將進行追究、處罰。3.5.4 結構應力測量主梁的應力測量主要按以下步驟進行：混凝土澆筑、養生，即梁段預應力張拉前；梁段預應力索張拉后。施工中需對體系轉換、橋面鋪裝各工況的應力進行監測，直至全橋竣工。3.5.5 測試應力誤差分析及比較橋梁結構的實際狀況與理論狀況總是存在著一定的誤差，主要由設計參數誤差、施工誤差、測量誤差、結構分析模型誤差等綜合因素干擾所致。只有通過理論分析、誤差分析等手段，使測試應力結果盡可能地接近于實際結構，才能較準確地掌握結構的真實應力狀態。通過傳感器測量箱梁的受力情況，獲取控制截面的全部應力分布信息。經與設計值比較，做出合理的評價，并及時將分析結果

20、反饋給設計、現場監理和施工單位等，完成信息化施工控制全過程。3.6 精度控制及預警系統1) 精度控制根據新建時速200公里客貨共線鐵路工程施工質量驗收暫行標準(鐵建設20048號)、鐵路橋涵工程施工質量驗收標準（TB 10415-2003）要求，施工控制允許誤差如下： 施工監控總目標是成橋后橋面高程誤差控制在20mm以內； 合龍前兩懸臂端相對高差:為合龍段長度的1/100，且不大于15mm； 立模標高允許偏差：3mm； 梁段軸線偏差15mm； 梁段頂面高程差：10mm； 懸臂梁段高程：-5h15(mm)； 預應力張拉控制：實際伸長值與計算伸長值的差值不大于6%。其它允許偏差要求按客運專線鐵路橋

21、涵工程施工質量驗收暫行標準(鐵建設2005160號)、鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準(鐵建設2005160號)檢查控制，如有異常情況發生影響標高控制，其調整方案經控制小組分析研究，提出控制意見。2) 施工監控預警系統在實際施工中，由于各種因素的影響，監控參數實測值與理論值會產生差異，通過有效的監控，這種差異不會很大，但考慮到某些非確定因素的影響，確定差值的上限，對保證全橋結構安全、控制效果及監控的順利進行時十分必要的。3.7 擬投入本項目主要設備儀器一覽表主橋施工監控中的設備見表3-2。表3-2 施工監控儀器及設備一覽表序號儀器設備名稱規格型號精度功能單位數量備注1混凝土埋入式振弦應變計J

22、M-510型/測應力支482應變讀數儀JM-406讀數儀/測應力個23溫度測試儀IFT-136型0.1測溫度臺14手動轉接箱LB10型/臺35導線、護管、配件等/3000m6橋梁結構分析系統橋梁博士/計算分析套17Midas/Civil軟件2012/計算分析套18計算機聯想/臺29打印機Hp1100/臺14 施工控制的管理體系4.1 監控實施中的總體要求1)嚴格控制施工臨時荷載。測試時橋面吊車必須開至0#梁段位置，材料堆放要求定點、定量。2)所有觀測記錄須注明工況(施工狀態)、日期、時間、天氣、氣溫、橋面特殊施工荷載和其他突變因素。3)每一施工工況完成后，由施工單位和監控單位同時獨立進行測試，

23、并由監理方按規定頻率抽查，確認測量結果無誤后方可進行下一工況的施工。4)主梁掛籃立模和預應力張拉前后的測試工作必須回避日照溫差的影響。5)預應力張拉結束、降掛籃后，有關方把數據匯總至監控單位，由監控單位進行數據分析后，下達下一梁段的控制指令表。6)在監控符合設計和監控共同確認的監控的控制目標時，設計單位在每個塊件澆筑、合龍段，應按實際施工參數復核監控單位監控指令表提供的指令，并簽認；其它梁段設計單位備案。監控參數實測值與計算值超過差值的上限，設計單位和監控單位應分別計算，并分析原因，調整有關設計參數，監控指令表設計單位和監控單位均應簽認。7)控制指令表經高級駐地監理工程師簽認后方可執行，才能進

24、行下一梁段的施工。8)每一梁段完成后應對已成梁段進行全面裂縫檢查，發現裂縫應停止施工，上報監控管理小組和領導小組。9)施工指令表一式4份，分別由業主、監理、施工、監控保存。4.2 施工監控控制體系施工監控的工作，廣義上講，就是指施工監控體系的建立和正確的運作。橋梁的施工監控與橋梁的設計和施工有密切的聯系。根據該橋設計和施工的具體特點，參考國內外橋梁施工監控工作的開展情況，擬建立圖4-1所示的施工監控技術體系，依此進行施工監控。從圖4-1可以看到：橋梁的施工監控是與橋梁設計、施工及監理是密切聯系的。從信息論的觀點看，橋梁的施工監控過程是一個信息采集、信息分析處理和信息反饋的過程。通過實時測量體系

25、和現場測試體系，可以采集到橋梁施工過程中的各類所關心的數據信息。借助橋梁施工監控的計算分析體系，對采集的數據信息進行分析。尤其是對施工中各類結構響應數據(如變形、內力、應力)的分析，可以對施工誤差做出評價，并根據需要研究制定出精度控制和誤差調整的具體措施。最后以施工控制指令的形式為橋梁的施工提供反饋信息。在施工控制計算和誤差分析中，通過對施工容許誤差度指標數據體系、施工反饋數據(尤其是應力監測數據)、施工控制目標值數據的分析，確立施工狀態的應力預警體系如圖4-1 (虛框內所示)。圖4-1 施工監控技術體系4.3 施工監控的組織體系為保障施工監控工作的保質、保量、高效地完成，必須明確施工監控實施

26、過程中的工作制度和組織制度。結合該連續梁橋施工的實際情況和施工監控工作的具體技術內容，建議成立“沅江特大橋連續梁橋施工監控工作領導小組”，由該橋的建設單位、施工單位、設計單位、監理單位和監控單位(承擔施工監控任務的單位)的負責人組成。領導小組負責施工監控工作實施過程中的總體協調工作。同時，由承擔該橋施工監控任務的單位牽頭建立“沅江特大橋連續梁橋施工監控工作組”，成員由監控單位參加該連續梁橋施工監控任務的技術人員組成。工作組負責施工監控具體任務的實施。施工監控工作組的具體組成見圖4-2說明。圖4-2 施工監控工作組的組織體系施工監控領導組負責在每月的工地例會中組織施工監控工作專題內容討論，聽取施

27、工監控工作組對施工監控工作情況的通報。有重大問題時，組織召集進行臨時技術討論。在施工監控工作組的日常工作中，信息傳遞的時效性、準確性、可靠性和通暢性是保證施工監控工作順利進行的基本前提。建議按圖4-3所示的信息傳遞機制以監控報表體系為核心進行施工監控的日常工作。施工監控的工作將接受監理工程師的全面監理。對施工監控而言，其日常工作需要得到設計和施工部門的大力支持和配合，需要信息和意見的及時交流；其控制指令和結果則需要借助監理權威和程序予以發布、執行和反饋。4.4 施工監控體系中的信息采集在施工監控計算中，需要根據實際施工的情況現場測試或核定參數，進行實時計算，并根據實際施工中的實時測量數據對這些

28、參數進行分析擬合，以使施工監控計算能與實際施工相符。需要進行現場測定的參數主要包括：1)實際材料的物理力學性能參數混凝土的容重、彈性模量、拉壓強度在預應力混凝土梁橋梁的施工中，混凝土力學性能的變異性對施工計算的影響很大。如：主梁混凝土的實際容重與設計取用值的差異將直接引起計算恒載的差異；混凝土彈性模量實際值與設計值的差異將引起主梁剛度的差異，進而會導致按設計計算出的主梁施工撓度與實際撓度的誤差。混凝土的材料特性的離散性往往較大，在以往的施工監控工作中，曾發現混凝土的彈性模量實測值較設計取值高出15%，并且有混凝土的彈性模量隨時間而增長的情況，因此有必要對工地現場用于主梁的混凝土進行專門的彈性模

29、量測試。試驗時取幾組試件做混凝土7天和28天的靜彈性模量測試，用其統計平均值作為彈性模量施工控制計算的實測值。根據以往橋梁施工控制經驗，混凝土的實際容重值與設計值間也存在一定的差異。混凝土的容重參數和強度參數直接使用施工單位工地試驗室的測試資料。 圖4-3 施工監控信息傳遞機制混凝土的收縮徐變系數混凝土的收縮徐變系數對分階段施工的混凝土梁橋梁施工計算影響較為顯著。但混凝土的收縮徐變系數的試驗室測試需要一個較長的周期及較大投資的設備，對施工現場的混凝土的收縮徐變系數的測定目前尚無較滿意的方法。本橋主橋混凝土的徐變和收縮系數按設計取值，并可考慮在施工監控過程中按一定的方法進行分析和修正。其它物理參

30、數的測量在大跨度橋梁的施工監控中若需考慮溫度效應對結構體系的影響，必要時還需對材料的線膨脹系數和熱傳導系數等進行現場測試。2)實際施工中的荷載參數恒載a主梁自重主梁自重(一期恒載)原則上是根據設計資料進行統計，再依據現場提供的材料容重進行計算，并考慮實際測量出的構件幾何尺寸與設計尺寸的偏差。每一主梁梁段的實測自重包括：梁體混凝土的重量、各類鋼筋的重量、預應力體系(預應力鋼筋、錨具、連接器、錨下墊板等)的重量等。b二期恒載主梁的二期恒載也是根據設計資料與現場調查相結合，并采用現場測試的材料參數加以計算。主梁二期恒載的統計內容包括：橋面鋪裝，欄桿，路緣石，燈柱，過橋管線等。施工荷載根據施工單位提供

31、的資料，經現場核對，確定在主梁施工過程中施工機具荷載的大小及作用位置。主要考慮的施工機具重量為用于梁段懸臂施工、預應力張拉等設備的重量。臨時荷載在實際施工過程中，施工單位由于種種原因會在結構體系上增減某些臨時性荷載。對于其中影響較大者，要根據施工單位提供的數據及現場調查分析，將這些荷載進行量化模擬，反映在施工控制的實時計算中，以便對施工監控的指標進行及時的修正。對影響施工監控的荷載布置，將按一定的要求規范臨時荷載的擺放。這些荷載包括：- 施工機具荷載的改變；- 在主梁上堆放較長時間的機具、材料等；- 施工過程中對結構體系的臨時約束。3)實際截面幾何參數這主要是指對主梁截面的幾何尺寸的測定。對施

32、工監控工作而言，主要是對施工單位施工完成后的主梁截面驗收資料進行分析，將截面尺寸誤差的影響考慮到施工控制計算中去。截面尺寸的誤差將引起主梁恒載和抗彎剛度的誤差，但由于施工中能將此部分的誤差控制在較小范圍內，對施工控制計算中剛度的影響并不顯著，它對結構體系的影響主要表現為對主梁恒載的影響，施工中對此部分的控制是為了使施工控制計算能更準確反映出主梁的撓度變化。4)掛籃剛度在橋梁懸臂施工中，掛籃在承受混凝土梁段重量時會發生彈性變形。需要在確定主梁梁段的立模標高中預先考慮其變形的影響，以確保主梁線型的完成。通常，在制造掛籃時，應對掛籃進行靜力加載試驗以確定其剛度，或者在掛籃設計時通過仿真計算來確定其剛

33、度，供施工單位使用。在施工監控工作中，還應根據掛籃的實際使用情況，通過一定的方法來校核分析掛籃的剛度。5)實際環境參數對在實際施工過程中會對施工產生影響的環境參數，如：溫度、濕度、風速、日照輻射強度等，也應視情況進行測試。對上述各類參數的統計、分析和校核，需要分清主次，突出重點。4.5 施工監控中的實時監測體系及結構安全預報體系從施工現場采集的信息除了現場測試的參數以外，大量的是現場的實時監測數據。這些實時監測數據大致可分為：- 物理測量，包括時間、溫度等；- 力學監測，指主梁混凝土應力；- 線形監測，指主梁線型、軸線偏位。4.6 施工監控體系中的信息分析1)施工監控預測計算提供控制目標理論值

34、施工監控在實施時第一步的工作是要形成控制的目標文件。施工監控的預測計算將采用設計計算參數對施工過程進行分析，計算出控制目標的理論真值。理論真值由主梁理論撓度、主梁理論軸線、和主梁截面理論應力等系列數據組成。在這一計算過程中將與設計計算進行相互校核，以確保控制的目標不與設計要求失真。橋梁施工監控的目的就是使施工與設計盡可能一致。在橋梁的設計計算中通常會采用一些假定的參數用于計算，比如：材料的彈性模量、容重、施工時間等。另外，在設計計算中還有大量的指定的計算參數，比如：施工順序等。在橋梁的施工控制計算中通常會采用盡可能真實的參數用于計算，以反映出設計與施工的差異。設計計算和施工控制計算的區別和聯系

35、，以及施工監控的基本流程和控制目標如圖4-4所示。由于橋梁的設計和施工中存在著這兩種既不相同又相互聯系的計算過程，并且在實際工作中這兩類計算可能采用不同的計算模型，由不同的單位來完成，因此，為達到使施工監控指導的施工能與設計結果相一致，首先要校核設計計算與施工監控計算的閉合性。其校核過程如圖4-5所示。設計計算 施工控制計算D. 設計計算結果 D1. 各施工階段線型、內力 D2. 成橋線型、內力d. 施工控制計算結果(形成控制文件) d1. 各施工階段線型、內力 d2. 成橋線型、內力A 設計計算力學模型B 設計計算參數 B1. 指定參數 B2. 假定參數C 設計計算施工步驟 C1. 施工方法

36、模擬 C2. 假定施工時間a. 施工控制計算力學模型b. 施工控制計算參數 b1. 設計指定參數 b2. 現場測試及擬合參數c. 施工控制計算施工步驟 c1. 實際施工方法模擬 c2. 實際施工時間發布指令，指導施工實際施工結果1各階段施工后的線型、內力2成橋后的線型、內力施工信息返饋控制目標(在絕大多數情況下與設計結果一致)圖4-4 設計計算與施工監控計算的區別和聯系設計計算結果施工控制校核計算結果比較開展下一步施工控制工作有實質差異基本一致a. 施工控制計算模型b. 設計參數和實測計算參數c. 施工控制計算施工步驟 c1. 實際施工方法模擬 c2. 實際施工時間A設計計算力學模型B設計計算

37、參數C設計計算施工步驟 C1. 施工方法模擬 C2. 假定施工時間圖4-5 設計計算與施工監控校核計算這一校核過程主要是在施工控制計算初期，根據設計圖提供的資料，建立施工控制計算模型(a)，采用設計計算的主要參數(B)和設計計算中假定的施工時間(C2)進行計算，利用此過程下的施工控制計算結果與設計計算結果相核對，以校核二者是否在計算模型(aA)及施工方法模擬(c1C1)間存在實質性差異。只有在兩者計算結論基本一致的前提下，施工監控的開展才有實際意義。否則，需要與設計人員一起仔細核對兩種計算過程，找出并解決存在的問題。2)對反饋施工信息分析確定施工誤差狀態目前的各類施工監控的理論的實質都是基于對

38、采樣誤差的分析和確定調整方法以控制誤差狀態。施工誤差的出現是不可避免的，但各類施工誤差會出現不同的分布形態。常見的誤差形態有圖4-6所示的三類。(a)白噪聲形態分布誤差(b)連續單向分布形態誤差(c)大峰值誤差圖4-6 常見誤差形態分布圖a中的誤差分布，由于其單個誤差峰值較小，且正負誤差分布均勻，類似于白噪聲干擾，它對結構的影響很小，是施工控制所追求的理想狀態。圖b中的誤差分布，雖然其單個誤差的峰值較小，但整體誤差分布出現連續的正向或負向分布，特殊時會呈現積累放大現象。有積累的連續分布誤差會對結構線型及內力產生嚴重不利影響。圖c中的誤差分布，雖然其整體誤差均值較小，但出現單個誤差峰值較大的情況

39、，會對結構的內力和線型產生嚴重影響，必須加以控制和調整。施工監控中應根據施工反饋的數據與施工控制的預測計算的理論目標真值及施工監控的實時計算結果的修正目標真值進行比較，確定誤差的實際分布狀態，對連續分布誤差和大峰值誤差進行及時調整。3)利用參數識別系統對計算參數進行識別、修正施工中如出現有發散趨勢的連續分布誤差狀態，這類誤差的產生大多源于計算參數失真引起的目標真值失真，必須進行參數識別、參數修正或參數擬合，提供合理的目標真值。對于產生參數失真的原因必須進行認真分析，以便在施工中加以控制。在懸臂施工的橋梁中產生誤差發散的主要參數是體系剛度和主梁自重。4)確定適用的施工誤差容許度指標和應力預警機制

40、要確定誤差峰值的大小和確定是否進行誤差調整，必須確定一套符合施工實際情況的誤差容許度指標體系。過嚴的誤差容許度會為施工帶來困難，延誤施工進度，過松的誤差容許度會為施工留下一定的隱患。誤差容許度的確定還必須滿足設計和監理對施工質量的要求。具體控制允許誤差在與設計及監理協商后，根據施工情況進行調整。對于主梁的應力指標而言，由于采用國產的測試設備，根據國內目前的使用情況來看其應力測試的準確度尚不能令人滿意。并且設計計算和施工監控計算一般只能給出線性平面應力的大小，而施工中存在箱梁的剪力滯后效應及角域應力的特殊性，因此應力的測試結果通常不用于直接的誤差分析，而是利用應力測試的增量結果作為施工的應力預警

41、參數。監控單位對于測試中出現的應力異常變化及時作出預警報告。5)利用施工監控實時計算調整控制目標值在進行參數調整擬合后，利用實際的施工時間參數和實際的施工荷載參數進行施工監控實時計算，產生施工控制實際目標真值，用于下一階段的立模標高確定和誤差分析。6)提交施工監控指令及其它控制報告4.7 各單位職責及分工(1) 業主協調各成員單位的工作，及時召集大橋施工控制會議。(2) 設計提供大橋施工安全性檢算資料，參與討論重大設計修改，負責變更設計后的各種驗算。(3) 監控單位提供結構計算數據文件、圖紙、結構控制階段的內力和線型狀態，主要包括：擬定監控實施細則。施工過程結構應力監測。設計參數誤差識別，并進

42、行有效預測。各階段結構內力監測，并與理論狀態分析對比。各階段結構實測線形狀態與理論線形狀態分析對比。優化調整分析，發布控制指令表，提供梁段掛籃前端點立模標高。(4) 施工單位施工組織設計與進度安排，如有變更應及早提出。掛籃撓度計算與試驗。材料彈性模量、容重、結構實際尺寸。鋼絞線管道摩阻損失的測定，擬選擇短、中、長三種不同長度的通長束鋼絞線進行測試，測試結果及時匯交設計、監控單位。橋面施工荷載實際布置情況。負責測試元件的現場保護，并為監控單位提供現場測試的便利條件。結構控制點的標高測量，測試結果及時匯交設計、監控單位。(5) 監理單位協調設計方、監控方與施工方的現場配合。對監控過程及結果提出合理

43、化建議。5 施工監控工作安排根據目前連續梁橋施工進度的實際情況，結合施工監控工作的具體特點，對該橋施工監控的工作安排如下表所示。表5.1 各施工階段監控工作安排施工進度施工單位西南交通大學施工監控組施工監控合同簽定提供設計圖紙及相關資料1、開始進行設計計算與施工監控計算的校核工作；2、進行測試元件和設備的采購工作。承臺施工提供中墩完成后的平面位置和標高根據墩施工信息（溫度、加載齡期）更新計算模型。掛籃施工掛籃預壓試驗，提供壓載試驗的非彈性變形和彈性變形值；主梁逐段施工預應力孔道摩阻試驗； 混凝土干濕容重以及彈性模量等試驗數據；預應力鋼鉸線彈性模量等試驗數據；施工完畢各節點標高及平面測試數據。1

44、、派駐人員進場開始主橋的監控工作。2、根據施工進度埋設測試元件；3、采集現場數據、信息；4、進行施工監控預測計算和施工控制實時計算；5、計算分析施工誤差形態；6、進行應力監測；7、確定精度控制要求和誤差調整方案。全橋竣工后各節點平面位置和標高數據1、提交施工監控總結報告；2、提交測試元件埋設、使用狀況數據交接報告。結題召開施工監控項目總結評審會。注：具體的安排根據施工進度調整。6 施工監控表格6.1 表格類型1)監控指令表；2)主梁標高實測數據記錄表；3)梁底標高實測值與理論值比較表；4)應力應變測試數據記錄表；5)應力應變實測值與理論值比較表；6)施工控制測量結果及分析；7)工作聯系單。6.

45、2 表格編號規則為了管理好監控中的大量數據和表格，對表格進行如下方式的編號：1)表格編號格式：表格P-T-N(-C)2)編號中各部分的具體含義為：P：部位號(Position of the bridge)T：表格類型號(Type of form)01監控指令表；02主梁標高實測數據記錄表；03梁底標高實測值與理論值比較表；04應力應變測試數據記錄表；05應力應變實測值與理論值比較表；06施工控制測量結果及分析；07工作聯系單。1)N：梁段號(Number of beam)2)C：工況號(Case of construction)01掛籃定位；02澆完全部混凝土；03張拉預應力筋。西南交通大學峨

46、眉校區二一五年五月 附表：監控表格參考樣本新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋監控指令表墩號： 施工梁段號： 表格編號：本梁段控制數據1#T截面號標高值2#T截面號標高值說明：(對施工工序要求以及上一段施工實施情況作簡要說明)監 控組(蓋章)： 計算： 復核：監控負責人： 年 月 日監 理： 年 月 日施 工：年 月 日新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋主梁標高實測數據記錄表墩號： 施工梁段號： 表格編號：水準點標高： 第一次后視讀數： 第二次后視讀數： 單位：m梁段號江側梁段號岸

47、側水準尺讀數高程水準尺讀數高程上游上游下游下游上游上游下游下游上游上游下游下游上游上游下游下游上游上游下游下游上游上游下游下游上游上游下游下游說明：測試日期：測試時間：天氣：溫度：視線高：(水準點標高+后視讀數)：測量： 記錄：新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋梁底標高實測值與理論值比較表墩號： 施工梁段號： 單位： m 表格編號： 填表： 復核： 審核： 序號工況比較值岸側梁位江側梁位日期時間天氣溫度1立模實測上下平均值理論值差值差值2澆完混凝土實測上下平均值理論值差值3梁預應力張拉實測上下平均值理論值差值新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段

48、客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋應力應變測試數據記錄表 墩號： 施工梁段號： 工 況： 表格編號： 測試日期： 測試時間： 天 氣： 外界溫度： 度截面位置測點編號測點標記測試頻率應力或應變截面位置測點編號測點標記測試頻率應力或應變截面位置測點編號測點標記測試頻率應力或應變說明： 測試： 計算：新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋應力應變實測值與理論值比較表 墩號： 施工梁段號： 工 況： 表格編號： 測試日期： 測試時間： 天 氣： 外界溫度： 度截面位置測點號實測值理論值實-理截面位置測點號實測值理論值實-理說明：填表： 復核： 審核：新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋施工控制測量結果及分析 編號：工況時間儀器大氣溫度主送抄送測量結果監控結論新建鐵路懷邵衡線懷化至衡陽段客貨共線（60+100+60）m有咋軌道雙線預應力混凝土連續梁橋施工控制工作聯系單 年 月 日任務編號工程名稱主送單位抄送單位聯系事宜：聯系人項目負責人單位(部門)項目部回復意見： 工程負責人：回復單位：(蓋章) 年 月 日