1、斜拉橋施工監(jiān)控斜拉橋施工監(jiān)控技術(shù)方案技術(shù)方案一一 概述概述1.1 工程概況工程概況 主橋全長272m,為2136m獨塔單索面混合梁斜拉橋,橋面全寬42.9m,橋面設(shè)2%的雙向橫坡,橋面橫向布置為:1.05m管線區(qū)+2.9m人行道+15.5m行車道+4m中央分隔帶+15.5m行車道+2.9m人行道+1.05m管線區(qū)。 主梁采用鋼箱梁與混凝土箱梁相結(jié)合的混合梁,主塔中心線順橋向兩側(cè)28m范圍采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁(0#塊),其余部分為扁平閉口鋼箱梁,鋼箱梁段與混凝土梁段采用鋼混結(jié)合段連接。主橋的鋼箱梁全長244m,橋梁中線處梁高3.5m。鋼箱梁標準節(jié)段長12m,最大吊裝重量2185KN。 主塔縱橋向
2、采“人”字型橋塔,塔全高92.615m(含塔座),橋面以上塔高72.391m。整個主塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱及塔冠等部分組成。下塔柱為單箱三室截面,中、上塔柱為單箱單室截面,材料采用C60混凝土。 斜拉索在主梁上索距為12m,塔上索距為2m,斜拉索在塔上采用冷鑄錨,在主梁上采用銷接耳板式錨,全橋共設(shè)16根斜拉索。1.2 大橋的主要施工方法大橋的主要施工方法v搭設(shè)棧橋,施工主墩及過渡墩樁基、承臺。v在支架上澆注主塔附近部分0#塊,張拉縱向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋及橫向預(yù)應(yīng)力。v繼續(xù)主塔施工直至主塔施工完畢,同時在過渡墩旁搭設(shè)支架。v利用駁船浮運,水中吊裝鋼-混結(jié)合段(1#梁段)至支架,并精確定位,澆注0#
3、塊剩余部分,張拉0#塊全部縱、橫向預(yù)應(yīng)力,完成鋼-混結(jié)合段施工。利用駁船浮運,水中吊裝2#梁段至支架,精確定位后完成與D型梁段的連接。v拼裝中跨橋面架梁吊機。浮運3#梁段到位,利用橋面吊機吊裝至設(shè)計位置,與前一梁段臨時連接。在合適的溫度區(qū)間,調(diào)整梁段高程、精確定位后進行全截面連接,第一次張拉L01及R01斜拉索。拆除主塔旁支架。v向前移動吊機,起吊4#梁段。調(diào)整梁段位置,與前一節(jié)段臨時連接,精確定位后進行全截面連接, 第一次張拉L02及R02斜拉索。按此步驟依次完成5#10#節(jié)段施工。在合適時間吊裝12#梁段就位。v在合適的溫度區(qū)間,左右兩跨對稱起吊合攏段(11#梁段),精確定位后完成合攏段連
4、接,拆除橋面吊機及支架。第二次調(diào)整斜拉索力。橋面鋪裝及其他附屬設(shè)施施工。成橋試驗。v二二 施工監(jiān)控依據(jù)施工監(jiān)控依據(jù)v 本次監(jiān)控依據(jù)以下資料:本次監(jiān)控依據(jù)以下資料:v公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)v公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范(試行)(試行)(JTJ02796)v公路斜拉橋設(shè)計細則公路斜拉橋設(shè)計細則(JTG/TD65-01-2007)v公路橋梁抗風設(shè)計規(guī)范公路橋梁抗風設(shè)計規(guī)范(JTG/T D60-012004)v公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86)v鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(TB 10002
5、.2-2005)v鐵路鋼橋制造規(guī)范鐵路鋼橋制造規(guī)范(TB 10212-2009)v公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ0412000) v公路工程質(zhì)量檢驗評定標準公路工程質(zhì)量檢驗評定標準(JTG F80/12004)三三 施工監(jiān)控的目的施工監(jiān)控的目的 由于各種因素(如材料的彈性模量、混凝土收縮徐變系數(shù)、結(jié)構(gòu)自重、施工荷載、溫度影響、結(jié)構(gòu)分析模型誤差、測量誤差等)的隨機影響,結(jié)構(gòu)的初始理論設(shè)計值難以做到與實際測量值完全一致,兩者之間會存在偏差。若對偏差不加以及時有效的調(diào)整,就會影響成橋的內(nèi)力和線形。 施工控制的目的,就是根據(jù)實際的施工工序,以及現(xiàn)場獲取的參數(shù)和數(shù)據(jù),對橋跨結(jié)構(gòu)進行實時
6、誤差分析和結(jié)構(gòu)驗算;對每一施工階段,根據(jù)分析驗算結(jié)果給出結(jié)構(gòu)應(yīng)力及變形等施工控制參數(shù),分析并調(diào)整施工誤差狀態(tài),建立預(yù)警體系對施工狀態(tài)進行安全評價和控制。這樣,才能保證結(jié)構(gòu)的受力和變形始終處于安全合理的范圍內(nèi),成橋后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形符合設(shè)計要求。 根據(jù)該橋主橋結(jié)構(gòu)和施工方法的特點,施工監(jiān)控的工作內(nèi)容主要包括以下幾項: 1) 在鋼箱梁制作時提供無應(yīng)力制造線形; 2) 根據(jù)現(xiàn)場施工進度提供0#塊立模標高,塔柱支撐; 3) 鋼箱梁施工時提供鋼箱梁前端定位標高; 4) 若干施工階段下主梁及主塔軸線偏位及變形情況; 5) 提供主梁施工索力初始張拉值及每一施工階段下懸臂前4個梁段斜拉索索力及索力變化值; 6
7、) 若干施工階段下各控制截面的應(yīng)力或應(yīng)變; 7) 若干關(guān)鍵工況下的塔柱水平位移; 8) 若干施工階段下主墩沉降值及水平位移值; 9) 成橋狀態(tài)各控制截面的應(yīng)力、索力、塔柱水平位移; 10) 施工過程監(jiān)控仿真計算。四四 施工監(jiān)控目標施工監(jiān)控目標 主梁各施工控制節(jié)段標高誤差主梁各施工控制節(jié)段標高誤差2mm 主梁橫橋向各對稱點標高誤差主梁橫橋向各對稱點標高誤差4mm 合龍段兩側(cè)梁段允許高差合龍段兩側(cè)梁段允許高差5mm 斜拉索索力誤差斜拉索索力誤差2% 索塔縱向傾斜度誤差索塔縱向傾斜度誤差20mm 索塔橫向傾斜度誤差索塔橫向傾斜度誤差10mm 主梁的中心線偏差主梁的中心線偏差10mm 成橋豎向線形誤差
8、(成橋豎向線形誤差(20設(shè)計基準溫度)設(shè)計基準溫度)15mm某市區(qū)政府辦公樓實景某市區(qū)政府辦公樓實景五五 施工監(jiān)控流程及組織體系施工監(jiān)控流程及組織體系5.1 施工監(jiān)控階段施工監(jiān)控階段 施工控制分為計劃階段、預(yù)制階段、安裝階段等三個階段,每個階段的主要工作內(nèi)容是: 1)計劃階段(計算分析)工作內(nèi)容 1 全橋施工過程模擬分析,各結(jié)構(gòu)物(鋼箱梁、斜拉索、鋼錨箱)無應(yīng)力尺寸確定,提供各節(jié)段的加工尺寸; 2 各施工階段安裝分析,確定各階段理想目標線形,校核最不利狀態(tài)下結(jié)構(gòu)物安全; 3設(shè)計參數(shù)或誤差因素敏感性分析,確定主要施工誤差因素。 2)預(yù)制階段(節(jié)段預(yù)制或建造)工作內(nèi)容 1 評估和確認制造過程的可靠
9、性和正確性; 2 檢查和驗收預(yù)制節(jié)段,分批建立誤差數(shù)據(jù)庫,及時更新和糾正后續(xù)節(jié)段加工尺寸。 3)現(xiàn)場安裝階段工作內(nèi)容 1 建立現(xiàn)場幾何監(jiān)測系統(tǒng); 2 索塔安裝過程施工控制; 3 邊跨大塊鋼箱梁安裝施工控制; 4 斜拉索及鋼箱梁安裝過程中施工控制。5.2 施工監(jiān)控組織體系施工監(jiān)控組織體系施工監(jiān)控工作小組施工監(jiān)控工作小組 施工監(jiān)控協(xié)調(diào)小組施工監(jiān)控協(xié)調(diào)小組 5.3 各方分工各方分工業(yè)主業(yè)主 1)加強現(xiàn)場管理,協(xié)調(diào)各成員單位的工作; 2)及時召集施工監(jiān)控會議。 3)提供加蓋各方公章的正式施工圖紙;設(shè)計單位設(shè)計單位 1)提供設(shè)計圖紙(包括設(shè)計變更圖紙); 2)對監(jiān)控單位提供的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行審核,使結(jié)構(gòu)始終
10、處于安全受力范圍; 3)討論決定重大設(shè)計修改; 4)與監(jiān)控單位核對計算模型及設(shè)計參數(shù); 5)復(fù)核確認監(jiān)控單位的指令。施工單位施工單位 1)施工組織設(shè)計與進度安排,變更原定施工方案應(yīng)及早提出并不得在原則上改變原定施工流程; 2)混凝土彈性模量、容重試驗,支架剛度的確定; 3)橋面施工荷載調(diào)查與控制(吊機荷載等); 4)完成施工常規(guī)的線形及標高、墩頂沉降觀測等; 5)在監(jiān)控單位的技術(shù)指導(dǎo)下,協(xié)助完成測試元件的安裝工作,并配合各項數(shù)據(jù)的采集工作。 6)在施工過程中,就應(yīng)力測試工作細則中的安全保護細則,對施工人員進行宣傳教育,使施工人員樹立對測試元件及線路的保護意識。監(jiān)理單位監(jiān)理單位 1)認真執(zhí)行監(jiān)理
11、工作,保證施工質(zhì)量; 2)對施工單位提供的觀測數(shù)據(jù)進行復(fù)測(復(fù)核); 3)提供主梁斷面尺寸測量結(jié)果。 4)發(fā)布控制指令,負責各方簽收,匯集各方意見,統(tǒng)籌協(xié)調(diào);施工監(jiān)控單位施工監(jiān)控單位 1)擬定施工監(jiān)控方案; 2)識別設(shè)計參數(shù)誤差,并進行有效預(yù)測; 3)優(yōu)化調(diào)整分析; 4)預(yù)告梁段定位標高,索力初張拉,二次張拉值; 5)復(fù)核施工方提供的主梁標高結(jié)果,索力值,塔軸線偏位值; 6)應(yīng)力(應(yīng)變)監(jiān)測、溫度場監(jiān)測; 7)匯總所有的監(jiān)測數(shù)據(jù); 8)發(fā)生重大修改及時向協(xié)調(diào)小組匯報并會同設(shè)計單位提出調(diào)整方案; 9)工程竣工后三個月內(nèi)提交施工監(jiān)控成果報告。5.4 施工監(jiān)控實施流程施工監(jiān)控實施流程 施工監(jiān)控工作是
12、確保該橋施工質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán),這項工作的主體是監(jiān)控單位,但同時也需要其他有關(guān)單位的配合與支持。在大橋主梁施工開始之前,應(yīng)由監(jiān)控單位提出,并經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、施工等單位的反復(fù)磋商,形成該橋施工監(jiān)控實施流程。先我單位初擬大橋施工監(jiān)控實施流程如下: 1) 在每個主梁節(jié)段施工前,由監(jiān)控單位根據(jù)結(jié)構(gòu)當前狀態(tài)經(jīng)過分析計算,提出該節(jié)段的施工控制數(shù)據(jù)建議值,包括主梁安裝標高與角度,斜拉索的施工索力等; 2) 設(shè)計、監(jiān)理、施工和監(jiān)控單位對有關(guān)施工控制數(shù)據(jù)建議值進行商討,形成最終數(shù)據(jù); 3) 設(shè)計、監(jiān)理、施工和監(jiān)控單位的現(xiàn)場負責人簽字確認有關(guān)施工控制數(shù)據(jù),形成施工控制指令單。由監(jiān)理單位分發(fā)給業(yè)主、施工單位和設(shè)計單位確認
13、; 4) 施工單位按照通知單的控制數(shù)據(jù)進行當前節(jié)段的施工,監(jiān)理單位監(jiān)督執(zhí)行; 5) 在完成當前節(jié)段施工后,施工單位將有關(guān)測量結(jié)果提交監(jiān)控單位,供下一節(jié)段施工控制之用; 6) 以上為正常情況下每個主梁節(jié)段施工時的施工實施流程,如遇階段性全面調(diào)整,可參照上述流程實施; 7) 由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、施工和監(jiān)控單位負責人組成的監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)小組負責協(xié)調(diào)施工控制的實施。 六六 施工監(jiān)控的具體實施施工監(jiān)控的具體實施6.1 計算流程計算流程6.1.1 設(shè)計計算的校核設(shè)計計算的校核 施工控制首先將采用設(shè)計計算參數(shù)對施工過程進行分析,計算出控制目標的理論值。理論值由主梁理論撓度、主梁理論軸線、主梁截面理論應(yīng)力、斜拉索理
14、論索力等系列數(shù)據(jù)組成。 在這一計算過程中將與設(shè)計計算進行相互校核,以確保控制的目標不與設(shè)計要求失真。其中涉及無應(yīng)力線形(制造線形)以及安裝線形的計算。 設(shè)計成橋線形指橋梁修筑完成后所需要達到的設(shè)計線形;制造線形是主梁在制造過程中零應(yīng)力狀態(tài)下的線形;安裝線形指橋梁在拼裝過程中各新安裝梁段自由端連接成的線形(注意由于新安裝梁段在不斷改變,因此該線形上的各點并不同時存在)。從實質(zhì)上講利用安裝線形作為制造線形產(chǎn)生矛盾的主要原因是:制造線形是無應(yīng)力的線形,而架設(shè)過程中已成梁段已經(jīng)受力,新梁段則基本上為無應(yīng)力狀態(tài);新梁段如果要保證安裝標高就無法保持與已成梁段間轉(zhuǎn)角關(guān)系。 從圖中可以清楚地看到,安裝2號梁段
15、時,由于1號梁段已經(jīng)承載并變形,2號節(jié)點標高已經(jīng)不等于其安裝標高了。于是2號梁段安裝時其左端(2號節(jié)點)標(0.103)低于2號節(jié)點的安裝標高(0.129),而右端則位于3號節(jié)點的安裝標高上(0.339)。此時2號節(jié)點處兩個梁段端面的拼裝角度(制造線形角度)顯然不同于安裝線形中此處的角度。這也是為什么安裝線形不能夠作為制造線形的原因。如果用安裝線形作為制造線形,在這個階段就存在兩種可能,如果保持1、2號梁段端面的拼裝角度不變(圖中的方塊連線),則將使得3號節(jié)點無法達到安裝標高;如果保持3號節(jié)點達到安裝高,則必須調(diào)整1、2號梁段端面間的角度。對懸澆的混凝土橋梁而言,調(diào)整梁段間轉(zhuǎn)角比較容易。而對于
16、懸拼結(jié)構(gòu)而言,這種轉(zhuǎn)角的調(diào)整將受焊縫寬度等因素的影響,其調(diào)整量是很有限的,將無法保證新節(jié)點順利達到安裝高程。6.1.2 施工控制計算施工控制計算 該橋主橋的施工控制計算分成以下兩個階段進行:該橋主橋的施工控制計算分成以下兩個階段進行: 第一個階段就是計劃工作階段,這個階段主要是考慮實際確認的施工步驟(過程)、方法、臨時結(jié)構(gòu)等與原設(shè)計有許多的不同,所以要做更接近實際的模擬,并對張拉索力、主梁配重等進行合理的調(diào)整,最后根據(jù)本階段的計算結(jié)果提出主梁及斜拉索無應(yīng)力制造尺寸,安裝預(yù)測位置等。 第二個階段是現(xiàn)場實時計算階段,這個階段的主要工作是在前一個階段工作的基礎(chǔ)上,跟隨著施工過程的進行,根據(jù)現(xiàn)場的實測
17、參數(shù)、誤差分析結(jié)果等對模型進行修改,并對現(xiàn)場的施工目標進行必要的調(diào)整。6 .1.3仿真分析計算的方法仿真分析計算的方法 斜拉橋結(jié)構(gòu)施工過程仿真計算方法主要包括倒拆分析法和正裝分析法兩種。通常,正裝計算比較直觀、簡便。當施工過程中架設(shè)方案有較大改變或施工參數(shù)有較大變化時,可以方便處理。而倒拆分析法的計算稍微復(fù)雜些,但倒拆計算可以得出斜拉橋各施工階段的斜拉索索力和主梁的架設(shè)線型等控制參數(shù),因此在實際中也得到較多的應(yīng)用。本橋的施工過程模擬計算主要采用正裝分析方法進行,并采用倒拆分析計算進行校核 。6.2 現(xiàn)場測定現(xiàn)場測定 在施工控制計算中,需要根據(jù)實際施工中的現(xiàn)場測試或核定參數(shù),進行仿真計算,并根據(jù)
18、實際施工中的實時測量數(shù)據(jù)對這些參數(shù)進行分析擬合,以使施工控制計算能與實際施工相符。6.2.1施工過程中的變形測試施工過程中的變形測試 變形測量的具體內(nèi)容包括主梁標高監(jiān)測、索塔軸線偏位監(jiān)測以及主梁軸線偏位監(jiān)測等三個部分。(1)主梁高程測試)主梁高程測試1) 測點布置 在零號塊頂端埋設(shè)23個監(jiān)測基準點,以便基準點間的互檢以及某一點受到施工干擾時啟用備用點,此處的橋面標高,基本上不受索塔變形、主梁施工及溫度的影響,因此可確保撓度變形監(jiān)測基準的穩(wěn)定性。在每一個梁段前端斷面線附近布設(shè)5個監(jiān)測點,其中一個點布設(shè)在中腹板上,另外四個點分別對稱布設(shè)在邊腹板和斜腹板上方。監(jiān)測點要求在鋼箱梁加工時制造,高大約10
19、mm,頂部磨圓,焊接于鋼箱梁上表面并作紅漆標志,主梁標高控制點布置見圖6.2.1-1。2) 監(jiān)測周期 在主梁吊機前移后、每根斜拉索張拉完畢后,測量后3個梁段和當前梁段的梁端標高,共4個梁端標高。以拉索最后一次張拉到位作為一個梁段的測量控制結(jié)果評價工況,為了消除梁段的變形積累,在3#梁段對應(yīng)斜拉索張拉完畢,主梁吊機前移后,測量0#3#梁段的梁段高程,此后,保證每施工完三個梁段進行一次控制工況的線形通測。3) 監(jiān)測儀器 精密水準儀銦瓦尺。圖6.2.1-1 標準鋼截面主梁標高監(jiān)測點布置示意(2)主塔軸線偏位測試)主塔軸線偏位測試1) 測點布置 在中塔柱的三號塊,上塔柱的一號塊,塔頂位置縱向中軸線處各
20、設(shè)置1個測點,測點采用小棱鏡。具體見圖6.2.1-2。圖6.2.1-2 主塔變形和高程觀測點2) 監(jiān)測周期 索塔偏位測量在吊機前移及所有拉索張拉工況以及二次調(diào)索前后以及二期恒載施工前后進行,以拉索最后一次張拉到位作為一個梁段的測量控制結(jié)果評價工況。3) 監(jiān)測儀器 全站儀及其配套棱鏡。(3)主梁軸線測試)主梁軸線測試1) 測點布置 在每個已施工梁段上各布設(shè)1個,具體位置為每個梁段前端斷面線后退1015cm的橋中線處,可結(jié)合主梁標高監(jiān)測點一起布置,監(jiān)測點要求采用圓端頭、直徑20的鋼筋(與高程測點區(qū)分)作為測點,在鋼箱梁加工時制造,頂部磨圓,焊接于鋼箱梁上表面并作紅漆標志。見圖6.2.1-3所示。
21、圖6.2.1-3 主梁軸線測點斷面布置圖2) 監(jiān)測周期 主梁偏位每隔三個節(jié)段觀測一次。3) 監(jiān)測方法 采用全站儀進行坐標測定來監(jiān)測,每次在架設(shè)完一段主梁后進行測點布設(shè),布點完成后,及時讀取初值,以后每施工完四節(jié)段后,進行軸線測點測量。4) 監(jiān)測儀器 全站儀及配套的棱鏡。(4)墩頂沉降及偏位觀測)墩頂沉降及偏位觀測 主墩沉降觀測點布置在主墩及輔助墩頂面,埋設(shè)6個不銹鋼圓頭短鋼筋,沿著承臺橫橋向每邊布置3個點。主墩承臺偏位觀測點布置于下塔柱上(具體高度根據(jù)現(xiàn)場勘查取定),在此處布設(shè)一個棱鏡,這樣可以方便全站儀從岸上進行觀測。輔助墩沉降及水平位移觀測點布置類似主墩,具體布置情況見圖3.1.4-4圖3
22、.1.4-7所示。監(jiān)測周期為1個月。圖6.2.1-4 主墩承臺沉降觀測點圖6.2.1-5 主墩承臺水平位移觀測點 圖6.2.1-6 輔助墩承臺沉降觀測點圖6.2.1-7 主墩承臺水平位移觀測點(5)永久測控網(wǎng)設(shè)置)永久測控網(wǎng)設(shè)置 監(jiān)控小組將根據(jù)現(xiàn)場實際情況,在合適的位置建立永久測控網(wǎng),建立兩個永久基準點,并作為長期監(jiān)控觀測點,其中一個用于復(fù)核,這兩個基準點必須根據(jù)國家坐標系來已知他們的坐標值,用作于永久觀測和主梁、主塔軸線測量的基準點。6.2.2施工過程中的應(yīng)力測試施工過程中的應(yīng)力測試(1)主塔應(yīng)力測試)主塔應(yīng)力測試1)主塔應(yīng)力測點布設(shè) 主塔應(yīng)力測試斷面應(yīng)布置在塔底(2個斷面)、主塔塔梁固結(jié)處
23、(2個斷面)、主塔中塔柱交點處(2個斷面)、拉索錨固區(qū)底部中部頂部(3個斷面),共11個主塔應(yīng)力測試斷面,見圖6.2.2-1和圖6.2.2-2所示。每個測試斷面設(shè)置4測點,共44個測點,見圖6.2.2-3所示。拉索區(qū)斷面(I-I;J-J;K-K)測點應(yīng)設(shè)計院要求,為了觀察環(huán)向預(yù)應(yīng)力效果,采用水平布置,具體情況見圖6.2.2-3,非拉索區(qū)斷面測點采用豎向布置,具體情況見圖6.2.2-4。其中塔底(A-A、B-B斷面)及塔梁固結(jié)處(C-C、D-D斷面)已經(jīng)施工完畢,故采用振弦表面式傳感器,并要求施工單位妥善保護,增加耐久性。其余斷面采用埋入式傳感器。2)索塔應(yīng)力測量周期和測試時間 索塔應(yīng)力測量在架
24、梁階段每隔3個梁段測試一次,應(yīng)力及監(jiān)測結(jié)果應(yīng)在測試斷面澆筑30天后開始提供。3)監(jiān)測儀器 澳大利亞Datataker公司生產(chǎn)的鋼弦應(yīng)變自動測試儀DT615(80通道);加拿大Roctest公司生產(chǎn)的Roctest手持式鋼弦應(yīng)變自動測試儀(單點);南京南瑞公司生產(chǎn)的鋼弦應(yīng)變自動測試儀(16點)。圖6.2.2-1 主塔應(yīng)力測試斷面?zhèn)纫晥D圖6.2.2-2主塔應(yīng)力測試斷面正視圖圖6.2.2-3 拉索區(qū)主塔應(yīng)力測點示意圖圖6.2.2-4 非拉索區(qū)主塔應(yīng)力測點示意圖 (2)主梁應(yīng)力測試)主梁應(yīng)力測試1)主梁應(yīng)力測點布設(shè) 主梁的塔墩固結(jié)處兩個測試斷面(1-1斷面及2-2斷面),混凝土箱梁和鋼箱梁結(jié)合處兩個測
25、試斷面(3-3斷面及4-4斷面),主跨四分點處(5-5截面)主跨跨中2個截面(6-6、7-7截面)。具體應(yīng)力測試斷面布置如圖6.2.2-5所示。其中位于0#塊上的斷面有1-1截面,2-2截面,對稱于橋梁橋梁中心線。各斷面測點具體布置見圖6.2.2-610所示。圖6.2.2-5 主梁應(yīng)力測量斷面一般主梁截面應(yīng)力測試點布置(4-47-7斷面)圖6.2.2-6 一般主梁應(yīng)力測試點布置圖6.2.2-7 斷面3-3主梁應(yīng)力測試點布置(13#16#為橫向測點)鋼混結(jié)合斷3-3斷面0#塊1-1斷面縱向及橫向位置布點情況圖6.2.2-8 橫向斷面位置示意圖圖6.2.2-9 斷面1-1與3-3縱向位置示意圖圖6
26、.2.2-10 斷面2-2與4-4縱向位置示意圖2)主梁應(yīng)力測量周期和測試時間 主梁應(yīng)力測量應(yīng)保證在吊機前移及所有拉索張拉工況進行,以拉索最后一次張拉到位作為一個梁段的測量控制結(jié)果評價工況。3)監(jiān)測儀器 澳大利亞Datataker公司生產(chǎn)的鋼弦應(yīng)變自動測試儀DT615(80通道);加拿大Roctest公司生產(chǎn)的Roctest手持式鋼弦應(yīng)變自動測試儀(單點);南京南瑞公司生產(chǎn)的鋼弦應(yīng)變自動測試儀(16點)。6.2.3施工過程中的溫度測試施工過程中的溫度測試(1)主梁溫度測試布點布置)主梁溫度測試布點布置 該橋主橋主梁截面溫度測試控制截面共有二個,號斷面與應(yīng)力測試位置的1-1斷面為同一位置,號斷面
27、與應(yīng)力測試位置的6-6斷面為同一位置。溫度測試采用熱電偶溫度傳感器測試,具體布置情況見圖6.2.3-1 3所示。 圖6.2.3-1主梁溫度測試斷面分布圖圖6.2.3-2 鋼主梁溫度測試斷面測點布置圖(1個斷面共10個測點)圖6.2.3-3 混凝土主梁溫度測試斷面測點布置圖(1個斷面共10個測點)(2)主塔溫度測試點布置 該橋主橋索塔截面溫度測試控制截面共有3個,溫度測試采用熱電偶溫度傳感器測試,具體布置情況見圖6.2.3-4。圖6.2.3-4 索塔截面溫度傳感器布置情況(3個截面共12個測試點)(3)斜拉索溫度測試)斜拉索溫度測試 在主塔附近布置一個斜拉索溫度測點,主梁施工過程中每個梁段測量一
28、次。(4)監(jiān)測周期和時間)監(jiān)測周期和時間 在主梁施工到中長懸臂段時,即拼裝施工完-傳感器布置斷面時,選擇一個天氣較好,晝夜溫差較大的時間,完成一個24小時溫度場測試,同時檢測主梁、主塔、主墩的應(yīng)力以及主梁撓度變化和主塔偏位,全面了解溫度對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。(5)監(jiān)測儀器)監(jiān)測儀器 澳大利亞Datataker公司生產(chǎn)的鋼弦應(yīng)變自動測試儀DT615(90通道);環(huán)境溫度測試用水銀溫度計。6.2.4 施工過程中的索力測量施工過程中的索力測量 斜拉橋索力測試的準確與否直接關(guān)系到斜拉橋施工控制的順利實施, 在工程實際中,常用的索力測定方法有壓力表測定法,壓力傳感器測定法以及頻率法。該橋主橋的斜拉索10%(
29、2根索)采用壓力傳感器測定法作為對比,初選萬頃沙測的第一根和第四根索的近塔端,其余采用間接法頻率法進行。圖6.2.4-1 斜拉索壓力傳感器布置情況 頻率法測索力分3 步進行: 在環(huán)境激勵下利用加速度傳感器拾取斜拉索的隨機振動信號, 然后通過頻域分析獲取斜拉索的頻譜圖, 據(jù)此識別出斜拉索的各階振動固有頻率; 通過理論分析( 解析法與有限元法) 與現(xiàn)場標定, 獲取斜拉索索力與振動固有頻率之間的對應(yīng)關(guān)系; 把實測頻率代入上述關(guān)系中, 得到實測索力。可見, 頻率法測索力是一種間接方法,頻率法的精度取決于高靈敏度拾振技術(shù)以及準確的索力、頻率對應(yīng)關(guān)系。頻率法測試索力流程見圖6.2.3-2。圖6.2.3-2
30、 頻率法測試索力流程6.3 誤差控制及施工監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)誤差控制及施工監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)6.3.1誤差分析誤差分析 監(jiān)控單位應(yīng)對施工反饋的數(shù)據(jù)與施工控制預(yù)測計算的理論目標值以及施工控制實時計算結(jié)果的修正目標值進行比較,確定誤差的實際分布狀態(tài),對連續(xù)分布誤差和大峰值誤差進行及時調(diào)整。6.3.2誤差修正程序誤差修正程序圖6.3.2基本誤差處理流程6.3.3 鋼箱梁節(jié)段安裝誤差修正鋼箱梁節(jié)段安裝誤差修正圖6.3.3 主梁節(jié)段安裝的誤差處理流程6.3.4 安全預(yù)警系統(tǒng)安全預(yù)警系統(tǒng) 對于施工中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變位或應(yīng)力的異常變化,超過了正常可接受的允許值,施工監(jiān)控單位應(yīng)及時做出預(yù)警報告,并提出對策。其中主要預(yù)警值如下
31、:混凝土應(yīng)力值超過理論值30%;鋼箱梁應(yīng)力值超過理論值15%;索力值超過理論值10%;主梁標高偏差超過2cm;主塔軸線誤差超過1/3000H;監(jiān)控單位提交分析報告后提出解決方案,由設(shè)計單位批準后方可實施。具體流程大致如下: 圖6.3.7 重大問題處理流程(預(yù)警系統(tǒng))6.4 成橋后的全面測試成橋后的全面測試 橋梁合攏后,為了全面了解橋梁結(jié)構(gòu)在自重下的受力及變形等工作狀態(tài)必須對橋梁進行全面測試。要測試的內(nèi)容包括:(1)在主橋合攏后,二期鋪裝之前對全橋高程進行測試;(2)二期鋪裝之后對鋪裝后的橋面標高進行測量;(3)二期鋪裝后應(yīng)力測試;(4)二期鋪裝后索力測試。以上的測試結(jié)果都可以作為該橋運營監(jiān)控與
32、管理的初始狀態(tài),為以后橋梁的維護管理提供參考數(shù)據(jù)。七 施工監(jiān)控工作時間安排根據(jù)實際施工進度,結(jié)合施工監(jiān)控項目的需要,初步確定工作時間總體安排如下:1)合同簽訂后,訂購所需儀器設(shè)備,準備投入到該項目的硬件設(shè)施,落實現(xiàn)場人員的食宿;2)安排人員進行設(shè)計復(fù)核計算和監(jiān)控分析,在2個月內(nèi)提供初步計算成果,并與設(shè)計相互校核;3)在設(shè)計復(fù)核計算、具體施工方案落實后,與相關(guān)單位進一步協(xié)商,編寫施工監(jiān)控實施細則,明確和細化監(jiān)控具體工作的內(nèi)容和范圍; 4)主梁施工開始前:監(jiān)控人員進場,儀器設(shè)備到位,現(xiàn)場工作全面展開,并在后續(xù)施工過程中按照施工監(jiān)控方案開展各項工作;5)監(jiān)控工作全部完成后3個月之內(nèi),提交施工監(jiān)控工作報告。結(jié)束,謝謝大家結(jié)束,謝謝大家