江西鐵路大橋監(jiān)測監(jiān)控實(shí)施細(xì)則

1、新建鐵路杭州至長沙鐵路客運(yùn)專線（江西段）站前工程HKJX-6標(biāo)段錦江特大橋施工監(jiān)測與監(jiān)控實(shí)施方案中國港灣工程有限責(zé)任公司滬昆客專江西段站前工程HKJX-6項(xiàng)目經(jīng)理部武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院2011年4月1 概 述錦江特大橋全長8877.29m，中心里程為DK642+907.39。橋址處地貌主要為錦江沖洪積階地區(qū)及近橋臺(tái)處為低緩剝蝕崗地區(qū)，階地區(qū)地形平坦、開闊，多被墾為水田，水塘、魚塘或村莊等。崗地區(qū)地形波狀起伏植被較發(fā)育，多種植為樹木及雜草叢生，錦江段為河流及漫灘區(qū)，錦江彎曲江寬約220m，水深約310m。環(huán)境作用等級(jí)為H1，墩高在320.5m，大多數(shù)墩高在10m左右，橋跨形式為：(48+5*

2、80+48)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。本橋連續(xù)梁采用全液壓式菱形掛籃懸臂灌注法施工，主橋箱梁為變截面單箱單室箱梁，在大橋上構(gòu)施工中：箱梁與主墩臨時(shí)固結(jié)形成六個(gè)構(gòu)，每個(gè)T構(gòu)分若干施工節(jié)段，采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法分段對(duì)稱、獨(dú)立施工。全橋合攏順序?yàn)椋簝蛇吙绾蠑n；連續(xù)梁部分第一、五跨合攏；連續(xù)梁部分第二、四跨合攏；中跨合攏；二期恒載，以此順序進(jìn)行施工。2 施工監(jiān)控的組織機(jī)構(gòu)2.1 組織機(jī)構(gòu)施工控制是一項(xiàng)高難度的、且相互聯(lián)系的施工技術(shù)問題，它涉及業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位的工作。為做好本主橋的監(jiān)控工作，在組織形式上分兩個(gè)層次開展施工控制工作，第一層次為由業(yè)主、主管部門和監(jiān)理工程師等建立的施工監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，第

3、二層次為錦江特大橋施工監(jiān)測監(jiān)控辦公室。施工監(jiān)測和施工控制中的重大技術(shù)問題在領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)下論證決定，必要時(shí)施工監(jiān)測監(jiān)控辦公室可向業(yè)主提出建議，組織專家論證。施工監(jiān)控分析和現(xiàn)場測試等具體工作由聯(lián)合體組成的施工監(jiān)測監(jiān)控辦公室實(shí)施，并承擔(dān)合同賦予的權(quán)利和義務(wù)。1、施工監(jiān)測監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)小組由建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位和施工控制單位的領(lǐng)導(dǎo)或技術(shù)負(fù)責(zé)人參加，其中建設(shè)單位任組長。施工控制領(lǐng)導(dǎo)小組不定期開會(huì)，由組長召集，討論施工控制中出現(xiàn)的重大問題，并提出決策方案。2、施工監(jiān)測監(jiān)控實(shí)施小組施工監(jiān)控實(shí)施小組由建設(shè)單位、監(jiān)控單位、施工單位和監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位共同組建。3、施工監(jiān)測監(jiān)控工作辦公室施工監(jiān)測監(jiān)控

4、領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)監(jiān)測監(jiān)控工作辦公室:由蔡元奇教授牽頭，施工監(jiān)測監(jiān)控小組各成員具體實(shí)施。施工監(jiān)測監(jiān)控工作辦公室，負(fù)責(zé)處理日常事務(wù)、匯總各方提交的文件資料。業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控、監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)小組各方面的監(jiān)控管理程序見圖2.1。 圖2.1 施工監(jiān)控主要程序框圖2.2 相關(guān)各方配合的主要內(nèi)容2.2.1 業(yè)主(1)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)施工單位、監(jiān)控單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位等各方的關(guān)系。(2)負(fù)責(zé)向監(jiān)控方提供與本項(xiàng)目相關(guān)的技術(shù)資料。(3)協(xié)助提供監(jiān)控方現(xiàn)場人員的辦公條件和食宿方便。2.2.2 施工方(1)負(fù)責(zé)提供監(jiān)控方有關(guān)人員在現(xiàn)場工作的便利條件。(2)負(fù)責(zé)提供預(yù)埋測試元件和測點(diǎn)的現(xiàn)場保護(hù)。(3)負(fù)責(zé)向監(jiān)控方提供施工

5、監(jiān)控所需的有關(guān)技術(shù)資料，如掛籃設(shè)計(jì)圖紙、掛籃試壓結(jié)果、梁段混凝土實(shí)際澆注量、混凝土試塊試驗(yàn)結(jié)果以及施工臨時(shí)荷載大小和布置位置等。(4)負(fù)責(zé)及時(shí)準(zhǔn)確地向監(jiān)理工程師提供上一節(jié)段施工的完整自檢成果資料，并向監(jiān)控方抄送副本。(5)嚴(yán)格保證施工節(jié)段立模施工和立模標(biāo)高調(diào)整時(shí)的時(shí)間，控制在0：007：00期間完成。必須絕對(duì)保證為空掛籃立模，模板上不得存在除掛籃結(jié)構(gòu)本身以外的任何荷載，立模標(biāo)高誤差不超過5mm。(6)澆注梁段混凝土和張拉梁內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量避開日照溫差的影響，盡可能在20：0010：00期間施工完畢。(7)必須在掛籃拼裝后，正式使用前對(duì)每一主梁施工掛籃按設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行預(yù)壓，以消除掛籃的非彈性變

6、形和確定掛籃的安全。(8)標(biāo)高測試時(shí)，必須與監(jiān)控組的標(biāo)高測試同步進(jìn)行，測試時(shí)采用同樣的系統(tǒng)、同一把標(biāo)尺、同一人立尺。(9)協(xié)助提供監(jiān)控方現(xiàn)場人員的辦公條件和食宿方便，確保監(jiān)控工作人員的工作安全。2.2.3 設(shè)計(jì)方(1)負(fù)責(zé)提供錦江特大橋的有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算模型、參數(shù)取值和計(jì)算結(jié)果，以便監(jiān)控方復(fù)核有關(guān)計(jì)算結(jié)果，從而保證施工監(jiān)控文件中該橋的理論參考軌跡確定統(tǒng)一和正確無誤。(2)負(fù)責(zé)分析根據(jù)監(jiān)測實(shí)測數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，審核并簽署由監(jiān)控方所提出的立模標(biāo)高等監(jiān)控建議值。2.2.4 監(jiān)理方(1)負(fù)責(zé)組織、管理相關(guān)單位與監(jiān)測和監(jiān)控工作有關(guān)的質(zhì)量、技術(shù)管理。(2)負(fù)責(zé)審核并會(huì)簽由監(jiān)控方所提出的

7、立模標(biāo)高等建議值。(3)組織對(duì)工程施工和監(jiān)控的重大技術(shù)決策、論證。2.3 監(jiān)控單位主要人員姓名職 務(wù)職 稱年齡專業(yè)畢業(yè)院校從事專業(yè)及工作年限本項(xiàng)目分工蔡元奇教授博導(dǎo)47結(jié)構(gòu)工程武漢大學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算（25）項(xiàng)目負(fù)責(zé)、技術(shù)負(fù)責(zé)孔文濤副教授37工程管理武漢大學(xué)項(xiàng)目管理（16）項(xiàng)目第二負(fù)責(zé)楊 俊副教授碩 導(dǎo)34橋梁工程武漢理工大學(xué)橋梁結(jié)構(gòu)分析與施工控制（13）現(xiàn)場監(jiān)控張清江高 工51結(jié)構(gòu)工程武漢大學(xué)結(jié)構(gòu)檢測及試驗(yàn)（30）現(xiàn)場負(fù)責(zé)周萬清副教授碩 導(dǎo)32基礎(chǔ)工程華南理工大學(xué)橋梁基礎(chǔ)施工與控制（10）現(xiàn)場監(jiān)控劉敬輝副教授碩 導(dǎo)32巖土工程華南理工大學(xué)橋梁基礎(chǔ)施工控制（8）現(xiàn)場測試汪 峰副教授28橋梁工程武漢理工

8、大學(xué)橋梁結(jié)構(gòu)分析施工控制現(xiàn)場測試盧云祥博 士26結(jié)構(gòu)工程武漢大學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真（4）結(jié)構(gòu)計(jì)算韓 燕講 師32巖土工程三峽大學(xué)巖土施工溫度控制（9）現(xiàn)場測試樊永華講 師34橋梁工程重慶交通大學(xué)橋梁施工（10）現(xiàn)場測試?yán)栊麓貉芯可?2橋梁工程三峽大學(xué)橋梁設(shè)計(jì)與施工現(xiàn)場測試3 工況劃分和主要監(jiān)測監(jiān)控工作3.1 施工監(jiān)測監(jiān)控工況劃分主橋箱梁混凝土懸澆78天施工一節(jié)段，為一周期：箱梁各節(jié)段掛籃前移、立模；箱梁各節(jié)段混凝土箱梁懸澆后；箱梁各節(jié)段預(yù)應(yīng)力索張拉后。此后有箱梁合攏階段：各跨剛性聯(lián)接前后、各跨合攏現(xiàn)澆段后、各跨剛性聯(lián)接解除后、各腹板索、頂板索、底板索和通長索張拉后，即成橋前各施工工況發(fā)生較大變化等，

9、隨著施工的進(jìn)展而開展監(jiān)測監(jiān)控工作。3.2 施工監(jiān)測的主要工作3.2.1 立模標(biāo)高通過計(jì)算和實(shí)測，提供箱梁各施工節(jié)段的立模標(biāo)高；3.2.2 變形測試變形觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)。在每個(gè)節(jié)段混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢、掛籃前移到位等工況下，都要進(jìn)行標(biāo)高的測量和測點(diǎn)撓度的采集。變形測定首先應(yīng)建立一個(gè)高程控制網(wǎng)，本橋采用施工單位的高程控制網(wǎng)，在測量變形前對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核，撓度測定采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行。3.2.3 應(yīng)力、應(yīng)變測試結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)力通過預(yù)埋的應(yīng)力傳感元件采用相應(yīng)的應(yīng)變儀進(jìn)行測試。把測得的內(nèi)力值與計(jì)算值比較，從而判斷結(jié)構(gòu)的受力性能，以確定是否在本施工階段對(duì)可調(diào)變量實(shí)施調(diào)整。應(yīng)力的測定盡量

10、與變形的測定同步。3.2.4 掛籃變形觀測對(duì)混凝土澆注前后掛籃變形進(jìn)行觀測，為施工控制中立模標(biāo)高的調(diào)整提供依據(jù)。掛籃變形用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測試。此外，施工單位必須在掛籃拼裝后、正式使用以前對(duì)每一掛籃進(jìn)行預(yù)壓以確認(rèn)掛籃的安全和消除掛籃的非彈性變形。對(duì)掛籃進(jìn)行加載試驗(yàn)以確定其受力變形性能。3.2.5 溫度影響測試溫度是影響主梁撓度和內(nèi)力的最主要的因素之一，溫度變化包括日溫度變化和季節(jié)溫度變化兩部分。日溫度變化比較復(fù)雜，尤其是日照作用，會(huì)引起主梁頂?shù)装鍦囟炔?，使主梁發(fā)生撓曲，同時(shí)，也會(huì)引起墩身偏移。季節(jié)溫差對(duì)主梁撓度的影響比較簡單，其變化是均勻的。因此，在構(gòu)件表面，布置溫度傳感器，觀測環(huán)境溫度的變化。

11、3.2.6 結(jié)構(gòu)幾何及物理參數(shù)的檢測在每一節(jié)段澆注完畢，對(duì)節(jié)段端部的幾何尺寸進(jìn)行檢測，為下一節(jié)段的施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，使節(jié)段幾何尺寸盡可能地接近設(shè)計(jì)尺寸?；炷寥葜氐臏y試可在現(xiàn)場取樣，采用實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)方法進(jìn)行測定。同樣，在混凝土配比改變或混凝土的原材料改變時(shí)，也須再次測定，該工作主要由監(jiān)理和施工單位完成。3.2.7 裂縫觀察每完成一個(gè)懸澆過程，對(duì)已澆混凝土箱梁段進(jìn)行表面觀測，以確保在出現(xiàn)裂縫的情況下能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和分析其形成原因并采取相應(yīng)的處理對(duì)策。3.3 施工控制的重點(diǎn)錦江特大橋采用五跨連續(xù)梁橋體系，每跨跨徑達(dá)80m?；谠撎卮髽虻慕Y(jié)構(gòu)受力特征，其施工控制的重點(diǎn)是：(1) 主梁線形控制 在每一

12、懸澆節(jié)段施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其節(jié)段前端的立模標(biāo)高，盡量避免采用預(yù)應(yīng)力筋的張拉力來調(diào)整線形以減少結(jié)構(gòu)受力的變異，因?yàn)椴捎谜{(diào)整節(jié)段標(biāo)高來控制線形并不導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力有顯著變化，節(jié)段標(biāo)高的調(diào)整主要改變主梁線形。(2) 預(yù)應(yīng)力筋的張拉力控制必須嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力筋張拉力的偏差在允許的范圍之內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)的受力安全。(3) 主梁應(yīng)力控制實(shí)際上，在節(jié)段重量、節(jié)段混凝土彈性模量以及施工荷載得到有效控制的前提下，梁內(nèi)施工過程中的應(yīng)力主要取決于預(yù)應(yīng)力筋的張拉力，因此，應(yīng)力控制與預(yù)應(yīng)力筋的張拉力的控制密切相關(guān)。在主梁各控制截面預(yù)埋應(yīng)力傳感元件進(jìn)行主梁應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)控從而及時(shí)掌握主梁的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。(4) 不平衡載荷控制 箱梁懸

13、臂施工過程中的不平衡施工荷載、風(fēng)荷載及結(jié)構(gòu)體系的合攏溫度對(duì)高墩的底部應(yīng)力影響較大，因此必須通過箱梁控制截面預(yù)埋應(yīng)力傳感器進(jìn)行不平衡應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)控，嚴(yán)格控制不平衡施工荷載與合攏溫度。3.4 施工監(jiān)控的工作流程前期結(jié)構(gòu)分析計(jì)算預(yù)告標(biāo)高施 工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)參數(shù)誤差識(shí)別設(shè)計(jì)參數(shù)誤差預(yù)測立模標(biāo)高調(diào)整分析預(yù)告下一梁段立模標(biāo)高主梁橋面標(biāo)高、撓度；控制截面的應(yīng)變；環(huán)境溫度及截面尺寸等圖3.1 錦江特大橋施工控制框圖4 結(jié)構(gòu)有限元仿真分析監(jiān)測監(jiān)控的重要工作是對(duì)監(jiān)控橋梁的應(yīng)力、位移等進(jìn)行有限元分析計(jì)算，以確保橋梁施工工藝的科學(xué)性。進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析時(shí)，采用梁單元計(jì)算模型，通過對(duì)各節(jié)段施工工況下的相應(yīng)截面的應(yīng)力、位

14、移進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，將各截面的應(yīng)力計(jì)算值、施工預(yù)拱度與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，其結(jié)果作為監(jiān)測監(jiān)控的參考依據(jù)。應(yīng)用目前國內(nèi)外有相當(dāng)聲譽(yù)的正版結(jié)構(gòu)有限元分析軟件包（GQJS、MIDAS-CIVIL等）進(jìn)行計(jì)算分析。4.1 結(jié)構(gòu)有限元分析內(nèi)容按照設(shè)計(jì)和施工所確定的施工工序，以及設(shè)計(jì)所提供的基本參數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程分析；根據(jù)實(shí)測的結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)行反饋分析，包括: 結(jié)構(gòu)變形分析（包括階段橋面計(jì)算標(biāo)高、階段撓度變化值等）； 控制截面結(jié)構(gòu)應(yīng)變應(yīng)力及內(nèi)力計(jì)算； 結(jié)構(gòu)預(yù)拱度計(jì)算分析，以確定立模標(biāo)高。4.2 結(jié)構(gòu)有限元分析的階段劃分主橋上構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，施工過程劃分如下：第一階段：在主墩上懸臂澆筑混凝土；第

15、二階段：邊跨合龍；第三階段：連續(xù)梁第一、五跨合龍；第四階段：連續(xù)梁第二、四跨合龍；第五階段：中跨合龍；第六階段：拆除合龍段掛籃；第七階段：上二期恒載5 箱梁預(yù)拱度指令和線形控制5.1 箱梁施工預(yù)拱度在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁懸臂澆筑施工中，隨著箱梁的延伸，結(jié)構(gòu)自重將逐步施加于已澆筑的節(jié)段上，使其撓度逐漸增大而變化。因此，在各節(jié)段施工時(shí)需要有一定的施工預(yù)拱。但實(shí)際施工中，影響撓度的因素較多，主要有箱梁自重、掛籃變形、預(yù)施應(yīng)力大小、施工荷載、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失、溫度變化等。撓度控制將影響到合攏精度和成橋線形，故對(duì)其必須進(jìn)行精確的計(jì)算和嚴(yán)格的控制。通過實(shí)測，對(duì)設(shè)計(jì)部門給定的預(yù)拱值在一定的范圍作

16、適當(dāng)修正。否則，多跨度橋梁橋?qū)⒖赡艹霈F(xiàn)較明顯的起伏現(xiàn)象。箱梁澆筑時(shí)各節(jié)段立模標(biāo)高由幾部分組成(1)式中： Hi待澆筑箱梁底板前端模板標(biāo)高；Ho該點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高； fi本次及以后各澆筑箱梁段對(duì)該點(diǎn)撓度影響值；fi預(yù)本次澆筑箱梁段縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對(duì)該點(diǎn)撓度影響值；fi籃掛籃彈性變形對(duì)該點(diǎn)撓度影響值；fx由收縮、徐變、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期恒載、活載等影響對(duì)該點(diǎn)撓度影響值。預(yù)拱分析采用與施工過程逆方向的反向分析計(jì)算方法，即認(rèn)為變截面箱型連續(xù)梁合攏400天后，箱梁頂面達(dá)到了設(shè)計(jì)要求給定的標(biāo)高，然后在增加掛籃、模板和施工附加荷載的條件下，按實(shí)際施工的逆過程，逐步“拆除”各節(jié)段箱梁，計(jì)算剩余部分的坐標(biāo)，與

17、被“拆除”節(jié)段最鄰近的箱梁頂面標(biāo)高減去其設(shè)計(jì)標(biāo)高，即該節(jié)段的預(yù)拱度。持續(xù)此計(jì)算過程，由合攏段反推至第二節(jié)段，由此得到各節(jié)段的預(yù)拱。5.2 預(yù)拱度的預(yù)測和調(diào)整在主梁施工中，結(jié)構(gòu)實(shí)際線形很難與設(shè)計(jì)計(jì)算的理論線形完全吻合。施工預(yù)拱的設(shè)置嚴(yán)格受到施工工期、施工時(shí)間、合攏日期等制約，將按施工單位編制的“錦江特大橋主橋上構(gòu)施工網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度圖”和合攏時(shí)間安排來調(diào)整確定。實(shí)際測量值與理論計(jì)算值的偏差可通過物理力學(xué)模型予以分析，其手段是通過前期預(yù)測和后期調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。如果線型偏離量不太大，則可以由下一節(jié)段直接調(diào)整進(jìn)行一次性補(bǔ)償；若偏離量較大，一次性補(bǔ)償將會(huì)出現(xiàn)明顯的橋面“波浪”，需要通過若干節(jié)段的預(yù)拱度連續(xù)修正來彌補(bǔ)

18、誤差。后者的多節(jié)段調(diào)整方案，實(shí)際上是一種多目標(biāo)的全局優(yōu)化解。預(yù)拱控制實(shí)際上是對(duì)成橋線型的預(yù)測，需要通過實(shí)際的橋面標(biāo)高測量結(jié)果，不斷反饋比較，用實(shí)踐來檢驗(yàn)理論計(jì)算的準(zhǔn)確性與調(diào)整方案的合理性。監(jiān)控方將本著不斷監(jiān)測觀察，理論計(jì)算、分析調(diào)整，再測量觀察的方法，與施工、監(jiān)理單位密切配合，搞好預(yù)拱的預(yù)測和調(diào)整，以保證大橋質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程的目標(biāo)。近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能型方法，在國外得到了大力發(fā)展和應(yīng)用，國內(nèi)亦在逐步推廣之中。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦結(jié)構(gòu)和功能的一種以計(jì)算機(jī)為工具的信息處理系統(tǒng)，具有自學(xué)習(xí)特性，能建立網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出變量之間的靜態(tài)非線性映射關(guān)系，可用于識(shí)別、預(yù)測等問題。同時(shí)，較活躍的遺傳算

19、法(簡稱GA)是解決全局優(yōu)化問題的有力工具，可用于大跨度橋梁預(yù)應(yīng)力附加損失模型的參數(shù)識(shí)別。該橋擬運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法于箱梁預(yù)拱度預(yù)測中。在施工過程中，運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，對(duì)實(shí)際發(fā)生的橋面標(biāo)高偏差進(jìn)行預(yù)測，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)單T 懸臂施工主梁預(yù)拱度進(jìn)行少參數(shù)預(yù)測的基礎(chǔ)上，開展對(duì)多T構(gòu)懸臂施工的預(yù)拱度預(yù)測和全橋線形預(yù)測的研究與分析。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入變量（輸入層參數(shù)）選取：測量溫度T()、時(shí)間、張拉截面的箱梁高度、討論截面的箱梁高度、以及張拉截面、討論截面至“”構(gòu)中心的距離(m)、理論計(jì)算的張拉后標(biāo)高變化值W(m)、彈性模量、張拉力值、管道偏位系數(shù)K和混凝土的容重等共計(jì)11個(gè)參數(shù)。樣本的期望輸

20、出取標(biāo)高偏差W(m)。即BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層神經(jīng)元數(shù)L=11，而輸出層N=1。輸入層樣本的采集分別從T構(gòu)懸澆和成橋數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出主梁截面的幾何特性：包括橫截面積、中性軸位置、抗彎截面模量、抗剪截面積等和按規(guī)范選取徐變系數(shù)、以及相關(guān)的參、系數(shù)。根據(jù)懸臂施工節(jié)段的不斷延伸，逐步積累樣本數(shù)據(jù)，用前一節(jié)段的橋面預(yù)測標(biāo)高與測量實(shí)際值的偏差，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)讓其“掌握”橋面標(biāo)高的實(shí)際變化與上述影響因素之間的規(guī)律，從而預(yù)測下一節(jié)段立模標(biāo)高和全橋的線形，達(dá)到智能預(yù)測的目的。5.3 箱梁線形控制程序?yàn)榱吮ＷC箱梁軸線高程施工精度，應(yīng)通過現(xiàn)場實(shí)測，及時(shí)準(zhǔn)確地控制和調(diào)整施工中發(fā)生的偏差值。選用高精度水準(zhǔn)儀(

21、偶然誤差1.5mm/km)，高程控制以等水準(zhǔn)高程控制測量標(biāo)準(zhǔn)為控制網(wǎng)，箱梁高程以等水準(zhǔn)高程精度控制聯(lián)測。測量控制程序如圖5-1所示確定立模標(biāo)高簽立模標(biāo)高掛籃定位、立模板扎鋼筋、澆砼監(jiān)理復(fù)核標(biāo)高觀測張拉前后高程觀測監(jiān)理復(fù)測、監(jiān)控抽測監(jiān)理復(fù)測移掛籃后高程觀測圖5-1、高程測量控制程序5.4 箱梁線形測量大橋主梁的軸線和里程用全站儀進(jìn)行測量，高程用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。將軸線后視點(diǎn)引至過渡墩，用遠(yuǎn)點(diǎn)控制近距離點(diǎn)。5.4.1墩頂測量和基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)立利用大橋兩岸導(dǎo)線控制點(diǎn)，使用后方交匯法，用全站儀測出墩頂測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將墩頂標(biāo)高值作為箱梁高程的水準(zhǔn)基點(diǎn)，每一墩頂布置一個(gè)水平基準(zhǔn)點(diǎn)和一個(gè)軸線基準(zhǔn)點(diǎn)（做好

22、明顯的紅色標(biāo)識(shí)，施工單位做好嚴(yán)格保護(hù)措施），監(jiān)理單位、監(jiān)控單位和施工單位按每月至少一次聯(lián)測。以首次獲得的墩頂標(biāo)高值為初始值，每一工況下的測試值與初始值之差即為該工況下的墩頂變位。5.4.2主梁撓度的觀測1、測點(diǎn)布置：施工單位在每一梁段懸臂端梁頂設(shè)立二個(gè)標(biāo)高觀測點(diǎn)和一個(gè)箱梁軸線的控制點(diǎn)（每一構(gòu)有13個(gè)端面，共39個(gè)控制點(diǎn)）。箱梁每一截面的控制點(diǎn)A、B、C的位置如圖5-2所示?？刂泣c(diǎn)A、C均用短鋼筋預(yù)埋,如圖5-3所示，短鋼筋伸出長度比對(duì)應(yīng)箱梁截面混凝土表面高10mm，其頂端應(yīng)平滑，見圖5-2中的“0”所示的位置，截面測點(diǎn)分別距翼板邊緣287.5cm?？刂泣c(diǎn)B用鋼板10010012mm3預(yù)埋，鋼板

23、頂面與相應(yīng)箱梁截面頂面混凝土表面的對(duì)應(yīng)位置平齊，它既是箱梁頂面高程、撓度的控制點(diǎn)，也是箱梁軸線的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)須用紅油漆標(biāo)明編號(hào)?？刂泣c(diǎn)的保護(hù)按國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于施工過程中主梁頂面不平整，故施工過程中只能控制梁底標(biāo)高，為此，必須在澆注梁段混凝土后、底模拆除之前測出該梁段梁頂測點(diǎn)至梁底間的垂直距離H（如圖5-4所示），以便根據(jù)梁段頂面測點(diǎn)的標(biāo)高換算出該位置處的梁底標(biāo)高。3003001175 AACCB水流方向箱梁中心鋼板：10010012212A C圖5-2 箱梁截面測點(diǎn)位置示意圖圖5-3 節(jié)段撓度線形測點(diǎn)布置示意圖圖5-4 梁底標(biāo)高測試換算圖L8L/43L8L2L3L/4L2L4根部根部控

24、制截面位置圖縱向呈45度角布置縱向水平布置測點(diǎn)位置圖5-5 各截面測點(diǎn)布置圖2、測量方法：用精密水平水準(zhǔn)儀測量測點(diǎn)標(biāo)高。3、測量頻率：監(jiān)控單位和施工單位按各節(jié)段施工次序，每一節(jié)段按二種工況（即：澆筑混凝土后；張拉后或張拉、掛籃前移后）對(duì)主梁撓度進(jìn)行平行獨(dú)立測量，相互校核。4、測量時(shí)間：測量時(shí)間在早7：00左右和下午5：00以后進(jìn)行。監(jiān)控單位在測量過程中，除考慮工序進(jìn)展必須對(duì)每一工況進(jìn)行例行測量外，還要對(duì)溫度變化引起的撓度進(jìn)行測量。為了找出溫度變化引起主梁撓度變化的規(guī)律，對(duì)于一些重點(diǎn)工況，在工況不變的情況下，分別在早晨6：00左右（即溫度較低）和中午12：3014：30（即溫度較高）間對(duì)其撓度進(jìn)

25、行測量，找出溫差變化較大時(shí)撓度變化的極值，從而為確定待施工各節(jié)段預(yù)拱提供較為可靠的依據(jù)。5.4.3箱梁軸線抽測1、測點(diǎn)布置：施工單位在每一梁段懸臂端梁頂中線設(shè)立一個(gè)軸線觀測點(diǎn)。測點(diǎn)見圖5-2所示的位置。2、測量方法：使用全站儀和鋼尺等，采用測小角法或視準(zhǔn)法直接測量其前端偏位。5.4.4 主梁立模標(biāo)高的測量1、1測點(diǎn)布置：立模標(biāo)高的測點(diǎn)位置見圖5-6中的“ ”所指處，即：底板底模板三個(gè)特征位置；頂板底模板七個(gè)特征位置。圖5-6、箱梁截面立模標(biāo)高測點(diǎn)位置示意圖2、測量方法：用精密水平水準(zhǔn)儀測量立模標(biāo)高。3、測量時(shí)機(jī)：立模標(biāo)高的測量應(yīng)避開溫差較大的時(shí)段。施工單位立模到位、測量完畢后，監(jiān)理單位對(duì)施工各

26、節(jié)段的立模標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測。監(jiān)控單位不定期進(jìn)行抽測。 5.4.5 主梁頂面高程的測量在某一施工工況完畢后，對(duì)主梁頂面混凝土進(jìn)行直接測量。在測量過程中，同一截面測三點(diǎn)，根據(jù)其橫坡取其平均值，這樣可得到主梁頂面的高程值。同時(shí)，根據(jù)不同的工況觀察主梁的撓度（反拱）變化值，按給定的立模標(biāo)高（含預(yù)拱度）立模，也可得到主梁頂面的高程值。兩者進(jìn)行比較后，可檢驗(yàn)施工質(zhì)量。5.4.6 同跨兩邊對(duì)稱截面相對(duì)高差的直接測量當(dāng)兩邊施工節(jié)段相同時(shí)，對(duì)稱截面的相對(duì)高差可直接進(jìn)行測量和分析比較。當(dāng)施工節(jié)段不同時(shí)，對(duì)稱節(jié)段的相對(duì)高差不滿足可比性，此時(shí)，可選擇較慢的一邊最末端截面和較快的一邊已施工的對(duì)應(yīng)截面作為相對(duì)高差的測量對(duì)象，

27、在測量過程中，同一對(duì)稱截面可測多點(diǎn)，根據(jù)其橫坡取其平均值，可得到對(duì)稱截面的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相對(duì)高差。5.4.7 多跨線形的通測除保證各跨線形在控制范圍內(nèi)外，主梁全程線形應(yīng)定期或不定期進(jìn)行通測，確保全橋線形的協(xié)調(diào)性。5.4.8 T構(gòu)剛體轉(zhuǎn)角的監(jiān)測T構(gòu)每一節(jié)混凝土澆注完后，及時(shí)測量T構(gòu)各截面由工況變化引起的撓度。一般來說，同一T構(gòu)兩側(cè)各截面由工況變化引起的撓度值基本一致，發(fā)現(xiàn)有較大差別時(shí)，應(yīng)分析原因，若出現(xiàn)了T構(gòu)剛體轉(zhuǎn)角，應(yīng)及時(shí)予以控制。5.4.9 結(jié)構(gòu)幾何形狀測量結(jié)構(gòu)幾何形狀的測量主要包括：箱梁上下表面的寬度、腹板厚度、上蓋板和下底板的厚度、箱梁截面高度以及箱梁施工節(jié)段的長度等。監(jiān)控單位采用抽查的方式，

28、不定期的進(jìn)行測量。5.5 精度控制主梁懸臂澆筑時(shí)，施工控制精度如下：1、立模標(biāo)高允許偏差：5mm2、局部線形控制要求相鄰節(jié)段相對(duì)標(biāo)高誤差：10mm。3、已澆梁段以及成橋后主梁系統(tǒng)控制誤差標(biāo)高誤差：20 mm；4、軸線偏位：10mm；5、同跨對(duì)稱點(diǎn)高程差20mm；6、合攏段相對(duì)高程差20mm；7、斷面尺寸偏差：-10h5（mm）；-25w25（mm）。8、每公里往返測高程高差中誤差1.5mm。6 混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量結(jié)構(gòu)的應(yīng)變應(yīng)力測試結(jié)果一方面用來評(píng)價(jià)施工質(zhì)量，另一方面還可用于橋梁結(jié)構(gòu)的跟蹤監(jiān)測，進(jìn)一步完善橋梁設(shè)計(jì)理論。對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁而言，由于混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性，受設(shè)計(jì)參數(shù)的

29、選取(如材料特性、密度、截面特性等參數(shù))、施工狀況的確定(施工荷載、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失、溫度、濕度、時(shí)間等參數(shù))和結(jié)構(gòu)分析模型等諸多因素的影響，結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力與設(shè)計(jì)應(yīng)力很難完全吻合，即計(jì)算應(yīng)力不可能反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。因此，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變實(shí)際測試中，通過系統(tǒng)識(shí)別、誤差分析與處理，使測試應(yīng)力盡可能地接近于實(shí)際，從而較準(zhǔn)確地掌握結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)。6.1 傳感器選擇基于錦江特大橋施工工期緊、工作量大(測量頻繁且須多點(diǎn)同時(shí)讀數(shù))、現(xiàn)場測試環(huán)境差(邊施工，邊測量)，密封、絕緣要求高，溫度變化難于預(yù)測，因撞擊、振搗損壞傳感器器件的情況不可避免。另外，還必須設(shè)法排除混凝土干縮徐變對(duì)測

30、試結(jié)果的影響。在整個(gè)監(jiān)測監(jiān)控期間，為了不影響橋梁現(xiàn)場施工進(jìn)度，鑒于同類橋梁施工監(jiān)控的經(jīng)驗(yàn)，擬選用內(nèi)埋式鋼弦應(yīng)變傳感器。目前，工程界普遍認(rèn)為，鋼弦式內(nèi)埋應(yīng)變傳感器量程大、精度高、非線性范圍大、零漂、溫漂范圍微小，對(duì)測量精度基本無影響，且自身防護(hù)破損的能力好，便于長期觀測，是混凝土應(yīng)變測量較理想的傳感元件，但是其價(jià)格高。根據(jù)混凝土箱梁結(jié)構(gòu)可受到的荷載和溫度變化情況，擬選用型號(hào)JXH-2、規(guī)格為30Mpa的鋼弦應(yīng)變計(jì)。其溫度范圍為-10+50，應(yīng)變范圍為-20001000，溫度漂移3Hz/10，零點(diǎn)漂移35Hz/3月。若以9個(gè)月施工期考慮，累計(jì)蠕變使測試應(yīng)變偏小12.0；而溫漂視環(huán)境溫度升高還是降低

31、相應(yīng)修正(加或減)測試應(yīng)變約3.0/10。鋼弦應(yīng)變計(jì)的主要參數(shù)鋼弦絲自振頻率與應(yīng)變(f,)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，廠家多用標(biāo)定表和折線圖的形式給出，這樣不便于大批量數(shù)據(jù)的處理?；炷两Y(jié)構(gòu)應(yīng)變可近似看作自振頻率f的二次函數(shù)(2)式中：C混凝土構(gòu)件應(yīng)變()；f 弦絲自振頻率(Hz)；、待定系數(shù)。分別將各鋼弦傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)(fi，ci)通過最小二乘原理，確定系數(shù)、，擬合為二次函數(shù)為式（2），得到各自的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在應(yīng)力監(jiān)測中，將所測量的鋼弦頻率值代入式(2)，通過專用軟件計(jì)算即得到混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值，進(jìn)而可得到結(jié)構(gòu)的名義應(yīng)力值。6.2 傳感器布置方案實(shí)踐表明：箱型截面整體性好，結(jié)構(gòu)剛度大，承受正、負(fù)彎矩及抗

32、扭能力強(qiáng)，是一種經(jīng)濟(jì)合理的截面形式。單箱單室薄壁截面，可提高單位面積的慣性矩，可采用箱梁頂板橫向預(yù)應(yīng)力與腹板內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力配筋來解決長懸臂箱梁的受力問題。對(duì)于大跨度三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，箱梁結(jié)構(gòu)在混凝土懸澆中各截面的應(yīng)力分布有很大的差別。因此，箱梁應(yīng)力測試斷面應(yīng)綜合考慮。6.2.1 控制截面及測點(diǎn)布置（1）測試截面的縱向布置考慮到施工先后順序、施工人員、施工時(shí)間等因素，主梁左、右兩幅應(yīng)力測試截面采用不同的布置，箱梁應(yīng)力測試斷面選擇時(shí)，每一構(gòu)力求具有代表性，主要選擇在0#塊附近(懸梁根部)、L /8、L /4、3 L/8和跨中合攏段(L/2)等處(L為橋梁主跨)。（2）主梁測試截面上的測點(diǎn)布置

33、箱梁每個(gè)應(yīng)力測試截面上布置47個(gè)測點(diǎn)（如圖6.16.3所示），采用鋼弦式應(yīng)變計(jì)。應(yīng)變計(jì)按縱橋向的測試方向固定在縱向主筋上，測試導(dǎo)線引至混凝土橋面，并作好標(biāo)記，做好保護(hù)。所布置的鋼弦式應(yīng)變計(jì)可同時(shí)作為施工監(jiān)控、成橋靜力荷載試驗(yàn)以及運(yùn)營工程中的長期觀測的傳感元件。 圖6.1 箱梁根部應(yīng)力測試截面圖6.2 箱梁跨中應(yīng)力測試截面圖6.3 箱梁1/8、1/4、3/8應(yīng)力測試截面（3）溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形和受力的影響測量測量內(nèi)容：主梁標(biāo)高、相關(guān)截面的應(yīng)力應(yīng)變。測量時(shí)間：與溫度觀測同步進(jìn)行。6.2.2 鋼弦應(yīng)變計(jì)埋設(shè)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力變形特點(diǎn)，測量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的縱向應(yīng)力最重要。在混凝土澆筑前，在控制截面用扎絲

34、將鋼弦應(yīng)變計(jì)捆扎固定在箱梁上、下緣縱向鋼筋上。為保證埋設(shè)的鋼弦應(yīng)變計(jì)有較高的成活率和測量精度，需對(duì)埋設(shè)的應(yīng)變計(jì)特殊處理和進(jìn)行多項(xiàng)檢查。首先，為防止外界電磁場干擾，全部采用多股銅芯屏蔽線；其次，由于監(jiān)測監(jiān)控屬于長時(shí)間穩(wěn)定性測量，且連接線較長，對(duì)連接線采用平行釬焊，在接頭處用絕緣膠布反復(fù)包扎，再用703乳膠進(jìn)行密封；然后用萬用電表測量有無斷路，檢查引線與被測構(gòu)件有無短路。在操作中盡可能準(zhǔn)確地使鋼弦應(yīng)變計(jì)與縱向應(yīng)力方向保持一致。為防止混凝土澆筑過程中傳感器的竄位和角度改變，埋設(shè)時(shí)用扎絲將傳感器牢牢捆扎在鋼筋上。6.3 箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力測量混凝土箱梁結(jié)構(gòu)在懸澆過程中，按下述三個(gè)工序循環(huán)推進(jìn)：掛籃前移、立模

35、；混凝土澆筑、凝固；預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉。應(yīng)力測量考慮到施工中特殊工況和溫度大幅變化等情況，因此，按混凝土澆筑后和預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后，或預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后、掛籃前移后，分別對(duì)箱梁混凝土的應(yīng)力進(jìn)行跟蹤監(jiān)測；然后對(duì)體系轉(zhuǎn)換后箱梁結(jié)構(gòu)各工況改變后的應(yīng)力監(jiān)測，直至箱梁竣工。由于混凝土應(yīng)力測量的特殊性（當(dāng)結(jié)構(gòu)較大時(shí)應(yīng)變滯后時(shí)間較長），測量時(shí)間選定在每一工況結(jié)束后8小時(shí)為宜，同時(shí)，在每一施工階段，各工況測量時(shí)的溫度變化不能太大。然而，實(shí)際操作中各工況的界定往往由于施工原因而不太好把握。混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力是通過應(yīng)變測量獲得的(6-1)式中 彈為載荷作用下混凝土結(jié)構(gòu)的彈性應(yīng)力；E為混凝土彈性模量；彈為載荷作用下混凝

36、土結(jié)構(gòu)的彈性應(yīng)變?；炷恋膽?yīng)變可分為受力應(yīng)變和非受力應(yīng)變，在實(shí)測的應(yīng)變中它們是混雜在一起的。根據(jù)CEBFIP(1990)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在時(shí)刻承受單軸向、不變應(yīng)力()的混凝土構(gòu)件,在時(shí)刻t測量總應(yīng)變(t)可分解為(6-2)式中i()為加載時(shí)初應(yīng)變；C(t)為時(shí)刻t時(shí)的徐變應(yīng)變；S(t)為收縮應(yīng)變；T(t)為溫度應(yīng)變；m為系統(tǒng)應(yīng)變誤差。橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況與理論狀況總是存在著一定的誤差，究其原因，主要由設(shè)計(jì)參數(shù)誤差、施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)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(yīng)力結(jié)果盡可能地接近于結(jié)構(gòu)實(shí)際，才能較準(zhǔn)確地掌握結(jié)構(gòu)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)。由于混凝土材料的特殊性，測量應(yīng)力的誤差主要來源于混凝土的實(shí)際彈性模量的測量和混凝土的收縮徐變的計(jì)算。在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工中，應(yīng)力測試是監(jiān)測監(jiān)控的重要手段之一。事實(shí)上，由于混凝土材料的特殊性及施工工藝的復(fù)雜性，影響應(yīng)力測試結(jié)果的因素太多，尚待深入探索和研究。同時(shí)，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的有限元計(jì)算結(jié)果也受到諸多因素的影響。因此，測試應(yīng)力與設(shè)計(jì)應(yīng)力的相互比