最終劉家峽大橋監(jiān)控方案

1、中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司中國交通建設(shè)劉家峽大橋工程主橋148+536+113m重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)實(shí)施方案編制單位：中交第一公路工程局有限公司編制時間：二o一年三月1概況2施工監(jiān)控內(nèi)容1施工監(jiān)控依據(jù)22施工監(jiān)控目的2.3施工監(jiān)控內(nèi)容4施工監(jiān)控的精度3施工監(jiān)控計(jì)算3.1計(jì)算說明2分析方法3.3監(jiān)控計(jì)算內(nèi)容4施工監(jiān)控計(jì)算工況及成果4施工監(jiān)控實(shí)施4.1設(shè)計(jì)參數(shù)的測定2臨時結(jié)構(gòu)變形測定3施工測量4.3.1主梁索塔位移測量|=4.3.5溫度場測量|=4.3.6主鞍鞍座縱向預(yù)偏量測量4.37主纜錨固區(qū)域的應(yīng)力測試4.3.8測試工況及時機(jī)44參數(shù)預(yù)測、反饋與調(diào)整4.4.1參

2、數(shù)的確定4.4.2參數(shù)的修正4.5施工監(jiān)控對策4.6施工控制組織體系4.7施工控制技術(shù)體系4.8施工控制工作流程與信息傳遞4.9監(jiān)控質(zhì)量保證措施333333691011101116191920202037383939274142454851525457劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司1概況劉家峽黃河特大橋?qū)儆谂R夏折橋至蘭州達(dá)川二級公路的重點(diǎn)工程，為跨越劉家峽水庫黃河支流而設(shè)，折

3、達(dá)二級公路起點(diǎn)位于臨夏州折橋鎮(zhèn)，與臨夏市西濱河路相接，終點(diǎn)位于蘭州市西固區(qū)達(dá)川鎮(zhèn)，與國道G109相接,全長81.51Kmo折達(dá)公路是甘肅省的重點(diǎn)工程，對促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和改善交通條件有重要意義。劉家峽橋工程橋址區(qū)位于劉家峽水庫庫區(qū)右岸的本池溝溝口，跨越劉家峽水庫，河面寬度約500m。橋梁全長797m,主橋?yàn)閱慰缰亓κ綉宜鳂?邊跨設(shè)置形式是：西邊跨148米，無吊索；東邊跨113m,無吊索?？鐝讲贾脼椋?48+536+113o主纜中心距為156m,橋面布置為：1.5+0.5+11+0.5+1.5米。橋梁位于R=10700m的豎曲線上,主橋以中點(diǎn)為變坡點(diǎn)，釆用雙向2.5%縱坡，橋中心橋面標(biāo)高1790

4、.041m。橋梁平面位于直線上，與河道中心線正交。橋面為雙向2%橫坡。II1II主橋雙塔釆用鋼管混凝門框架結(jié)構(gòu)，塔柱高60.5m,鞍罩、避雷針裝置高1431m。由樁基礎(chǔ)、塔基、塔柱（3000*50mm的鋼管，鋼管內(nèi)灌注II1IIC40混凝土）和橫梁組成，塔頂作裝飾處理。為造型美觀，使橋塔與伊斯蘭建筑“邦克樓（望月樓）”形似，橋塔豎直設(shè)置。人行道在橋塔處繞行。IIIII主纜共2根，采用對稱布置，成橋狀態(tài)下主跨跨度536m。主橋主纜成橋線型采用二次拋物線，中跨垂跨比為l/llo主跨主纜計(jì)算跨徑為536m,西岸邊跨主纜計(jì)算跨徑為148m,東岸邊跨主纜計(jì)算跨徑為113m。主纜施工采用預(yù)制平行鋼絲索股逐

5、根架設(shè)的施工方法（PPWS）。主纜共兩根，橫橋向間距156m,單束預(yù)制平行鋼絲索股由127根主梁縱梁為單跨雙絞簡支鋼桁梁結(jié)構(gòu)。理論直徑為281mm,每根主纜由19股預(yù)制平行鋼絲成品索編制而成，每股成品索由127根05.2mm的平行鍍鋅鋼絲組成，用定型IIIII捆扎帶捆扎。本橋單穆桁架懸索橋，標(biāo)準(zhǔn)吊索間距為8m,端部吊索距橋塔中心線12m,布置為平行豎直吊索，采用平行鍍鋅鋼絲、HPDE防護(hù)。由于騎跨式轉(zhuǎn)彎半徑小，本橋采用銷接式連接，每根吊索由單根鋼絲索組成，上端與索夾銷接，下端采用錨頭與設(shè)在勁梁上的錨箱連接。吊索兩端錨頭采用熱鑄錨,錨杯內(nèi)澆鑄鋅銅合金，下端錨頭設(shè)有100mm的調(diào)節(jié)量，用以消除制造

6、.架設(shè)引起的吊索長度誤差。為滿足吊桿橫向變形需要，橋跨中部17對較短的吊桿上端設(shè)有球向轉(zhuǎn)動裝置。該橋立面布置見圖1,主塔處橋梁橫斷面見圖2o劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司22施工監(jiān)控內(nèi)容2.1施工監(jiān)控依據(jù)城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(CJJU-93)；城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)(CJJ77-98)；公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004)；公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ024-85)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ004-93)鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(DLT5085-99)公路橋涵施工技

7、術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD60-2004)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ024-85)；公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范(征求意見稿);(11)公路懸索橋吊索(11)公路懸索橋吊索(JT/T449-2001)；劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司(12)公路工程可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50283-1999)；(13)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003)；(14)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ022-85)；(14)(15)大跨徑公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(16)公路

8、工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(第一冊土建工程)(JTGF80/1-2004)(17)大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法(交通部公路科學(xué)研究所(17)1980/10)混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB50152-92)工程測量規(guī)范(GB50026-93)2.2施工監(jiān)控目的根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)18.1.3的規(guī)定，懸索橋施工過程中，必須進(jìn)行施工監(jiān)控，確保施工質(zhì)量。一般說來，對于懸索橋，設(shè)計(jì)人員在圖紙上設(shè)計(jì)出的是成橋理想狀態(tài),要想將這種狀態(tài)在現(xiàn)場科學(xué)地、安全地、經(jīng)濟(jì)地在工地上得以實(shí)現(xiàn)，就必須依靠嚴(yán)格的施工監(jiān)控。大跨度懸索橋的成橋線型和內(nèi)力是否與設(shè)計(jì)一致及是否合理，是與施工過程的合理安排與嚴(yán)格控

9、制緊密相關(guān)的；按照已完成工程的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和施工過程，收集和調(diào)整控制參數(shù)、預(yù)測后續(xù)施工過程的結(jié)構(gòu)形狀，提出后續(xù)施工過程應(yīng)釆取的措施和調(diào)整后的設(shè)計(jì)參數(shù)，保證施工完成的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不論是內(nèi)力或線形都滿足設(shè)計(jì)的精度要求，最大可能地接近設(shè)計(jì)理想狀態(tài)，這是施工監(jiān)控的目的。施工監(jiān)控是隨施工過程逐漸實(shí)現(xiàn)的。它是通過對橋梁施工過程中的主要受力斷面應(yīng)力、主要測點(diǎn)變形、主要構(gòu)件的受力的測量，將實(shí)用的結(jié)構(gòu)測試技術(shù)和現(xiàn)場分析技術(shù)應(yīng)用于施工，并結(jié)合實(shí)際施工過程形成結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、監(jiān)測及反饋控制一套完整的系統(tǒng)。通過施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)測試，跟蹤計(jì)算分析及成橋狀態(tài)預(yù)測得出合理的反饋控制措施，給施工過程提供決策性技術(shù)依據(jù)，為結(jié)構(gòu)行為控

10、制提供理論數(shù)據(jù)，從而正確地指導(dǎo)施工，確保成橋線形與受力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。施工控制既是懸索橋施工質(zhì)量的保證措施，又是施工過程安全的保證措施。施工監(jiān)控是施工質(zhì)量控制體系的重要組成部分，是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要手段，是對橋梁建設(shè)質(zhì)量的宏觀調(diào)控，是橋梁施工質(zhì)量控制的補(bǔ)充與前提。監(jiān)控單位配合監(jiān)理，輔助業(yè)主，指導(dǎo)施工，解決橋梁施工質(zhì)量控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題。施工監(jiān)控是一個預(yù)告-監(jiān)測-識別T修正T預(yù)告的循環(huán)過程，其目的就是通過施工過程中的有關(guān)參數(shù)的監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析處理，使施工過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力合理，結(jié)構(gòu)變形控制在允許范圍內(nèi)，確保結(jié)構(gòu)施工過程中結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，使成橋后的軸線和橋面線形達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且使結(jié)構(gòu)的內(nèi)

11、力分布與設(shè)計(jì)理想的內(nèi)力狀態(tài)基本吻合，確保橋梁施工安全和正常運(yùn)營。1=12、劉家峽大橋?qū)儆诋惓?fù)雜的高次超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力和線形隨溫度、橋塔偏位.恒載誤差、施工誤差變化相當(dāng)敏感，并且設(shè)計(jì)與施工高度耦合,所采用的施工方法和安裝順序與成橋后的主梁、主纜線形及結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)有非常密切的關(guān)系。施工階段隨橋梁結(jié)構(gòu)體系和荷載工況的不斷變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力.1=12、1）懸索橋是由剛度相差很大的結(jié)構(gòu)單元（塔、主纜、梁、吊索）組成的超靜定結(jié)構(gòu)，與其它形式的橋梁相比，在荷載下具有強(qiáng)烈的幾何非線性。2）設(shè)計(jì)時設(shè)計(jì)參數(shù)的取值不可能與實(shí)際結(jié)構(gòu)所反映的一致。例如結(jié)構(gòu)的自重、截面尺寸、混凝土彈性模量、施工荷載等均是具有隨機(jī)性的幾

12、何及物理參數(shù)，與設(shè)計(jì)值相比將或多或少的有所變化；ImIHI3）溫度對懸索橋結(jié)構(gòu)的幾何形狀非常敏感，外界的溫度變化將引起懸索橋幾何形狀和吊索張拉力的顯著改變。ImIHI4）主纜的架設(shè)長度對懸索橋結(jié)構(gòu)的幾何形狀非常敏感，架設(shè)長度誤差將引起懸索橋幾何形狀的較大改變。5）跨度變化對懸索橋結(jié)構(gòu)的幾何形狀非常敏感，架設(shè)過程中的橋塔偏位將引起懸索橋幾何形狀的較大改變。6)7)6)7)8)9)上述大多數(shù)因素的影響在設(shè)計(jì)階段一般沒有也無法完全考慮和計(jì)及，只有在施工過程中根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際參數(shù)和通過監(jiān)測得到的反應(yīng)予以考慮。若不在施工過程中實(shí)施有效控制，就有可能由于誤差的積累致使成橋后結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)及線形嚴(yán)重偏離設(shè)

13、計(jì)目標(biāo)而影響結(jié)構(gòu)的可靠性。為了確保設(shè)計(jì)圖紙上的懸索橋能夠安全而經(jīng)濟(jì)地在工地上得到實(shí)現(xiàn)，保證橋梁順利修建，消除上述誤差的影響，必須釆用合理的施工控制方法。2.3施工監(jiān)控內(nèi)容施工控制的內(nèi)容是校核主要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，提供施工各理想狀態(tài)線形及內(nèi)力數(shù)據(jù)，對施工各狀態(tài)控制數(shù)據(jù)實(shí)測值與理論值進(jìn)行比較分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)識別與調(diào)整，對成橋狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測與反饋控制分析，對結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力（應(yīng)力）進(jìn)行監(jiān)測，防止施工中出現(xiàn)過大位移和應(yīng)力，確保施工朝預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行。為更好地使施工監(jiān)控工作與現(xiàn)場施工工作緊密相連，根據(jù)施工階段，確定相應(yīng)的監(jiān)控工作內(nèi)容詳述如下。）監(jiān)控準(zhǔn)備階段設(shè)計(jì)窗紙上給出的參數(shù)與實(shí)際采用材料的往往有差別，如絲股彈

14、性模量和實(shí)際面積、鋼梁和混凝土梁面積和重量、材料熱膨脹系數(shù)等，施工監(jiān)控單位應(yīng)通過對設(shè)計(jì)圖紙的深入理解，向設(shè)計(jì)、施工(加工)、監(jiān)理等單位收集有關(guān)計(jì)算的實(shí)際參數(shù)，通過必要的計(jì)算，提出施工監(jiān)控的相應(yīng)狀態(tài)。橋塔施工建成階段本階段監(jiān)控工作主要是：布設(shè)橋塔內(nèi)應(yīng)力、位移、溫度測點(diǎn)，監(jiān)測主塔線形、傾斜度；對橋塔的施工階段應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控和收集結(jié)構(gòu)計(jì)算有關(guān)資料；收集橋塔完成后橋塔中心.主索鞍底座中心等的實(shí)測里程、標(biāo)高和方向；測量橋塔受溫度影響的變形曲線。架設(shè)貓道及完成階段本階段監(jiān)控工作主要是：根據(jù)施工單位提出的貓道施工流程，對貓道施工的全過程進(jìn)行計(jì)算分析，提出架設(shè)承重索、架設(shè)橫向通道和面層等各階段的承重索控制線形、

15、橋塔頂?shù)目刂莆灰疲岢鍪┕た刂平ㄗh和措施；(2)(3)(2)(3)(4)(5)計(jì)算空纜狀態(tài)的線形和內(nèi)力；確定空纜在各跨的跨度和各點(diǎn)標(biāo)高；|=_|確定索鞍預(yù)偏量(索鞍偏移量和頂推次數(shù)的多少有兩個決定因素：第一就是橋塔的控制應(yīng)力，第二就是千斤頂?shù)淖畲箜斖屏?。為了施工方便，要盡量減少索鞍的頂推次數(shù)。索鞍頂推的原則是在最大頂推力范圍內(nèi)，在橋塔的應(yīng)力沒有超標(biāo)的情況下，盡量減少頂推次數(shù)，盡量一次頂推到位。如果不可行，則在橋塔應(yīng)力和最大頂推力達(dá)到極限的時候開始頂推,頂推到平衡狀態(tài)后還要繼續(xù)頂推一段距離，將后面調(diào)索過程中索鞍的偏移預(yù)留出來，但預(yù)留不能太大，使最大頂推力和橋塔應(yīng)力均在允許的范圍|=_|(6)(7

16、)(6)(7)(8)(9)給出鞍座處水平調(diào)整量與控制點(diǎn)標(biāo)高的變化量的對應(yīng)表；給出基準(zhǔn)絲股錨跨張力與溫度變化的對應(yīng)表；rr/貓道架設(shè)完成后，進(jìn)行貓道各跨跨徑和跨中標(biāo)高的測量，測量橋塔頂主索鞍和散索鞍底座中心的坐標(biāo)。rr/(10)提出基準(zhǔn)絲股施工控制建議報(bào)告；架設(shè)主纜階段本階段的監(jiān)控內(nèi)容是：根據(jù)施工完成后的主梁散索套的實(shí)際位置和實(shí)際標(biāo)高、橋塔中dm心實(shí)際位置和實(shí)際標(biāo)高，并考慮橋塔、混凝土梁的徐變收縮、基礎(chǔ)沉降等影響后，計(jì)算主纜架設(shè)時的空纜線形、基準(zhǔn)絲股線形、一般絲股相對位置和絲股線形調(diào)整控制參數(shù)(溫度、橋塔變形等影響參數(shù))；各鞍座的預(yù)偏量；提出用于施工的監(jiān)控報(bào)告和施工控制建議；dm基準(zhǔn)絲股架設(shè)過程

17、中對絲股各跨跨徑.控制點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)控測(3)(4)使用；(3)(4)使用；(5)(6)緊纜完成后，對結(jié)構(gòu)線形進(jìn)行測量，測量內(nèi)容為：主纜各跨跨徑.跨中點(diǎn)標(biāo)高；索塔頂?shù)淖鴺?biāo)；氣溫對主纜跨中標(biāo)高及索塔頂水平位移的影響規(guī)律的觀測。對錨跨索股拉力進(jìn)行測試。安裝索夾階段本階段的監(jiān)控工作內(nèi)容是：(1)根據(jù)上一工況測量獲得的主纜線形，進(jìn)行誤差分析和成橋線形預(yù)測，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整確定吊索長度和索夾的安裝位置，提供索夾安裝位置表；提供吊索長度制作表；進(jìn)行絲股錨跨張力的調(diào)整和抽樣監(jiān)測；計(jì)算貓道改掛后結(jié)構(gòu)線形的變化和結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。提供吊索長度制作表；進(jìn)行絲股錨跨張力的調(diào)整和抽樣監(jiān)測；計(jì)算貓道改掛后結(jié)構(gòu)線形的變化和結(jié)構(gòu)的

18、內(nèi)力。(3)(4)吊索張拉與調(diào)整階段本施工階段的監(jiān)控內(nèi)容是：提出吊索力的張拉調(diào)整方案，進(jìn)行各方案的模擬計(jì)算；提出施工控制索力張拉調(diào)整方案建議，并與業(yè)主、設(shè)計(jì)院和施工單位共同確定實(shí)際的施工方案；對擬定的施工方案，按施工過程進(jìn)行完全的跟蹤分析計(jì)算，結(jié)合應(yīng)力、變形測量資料，提出各施工工況的吊索力調(diào)整控制值；確定鞍座的頂推時刻和頂推量；監(jiān)控吊索力調(diào)整過程中塔頂與梁端變形、主纜與加勁梁線形；監(jiān)控主纜.橋塔.加勁梁、吊索的內(nèi)力。橋面鋪裝和成橋階段本階段的監(jiān)控內(nèi)容是：根據(jù)橋面鋪裝機(jī)械和設(shè)備情況和擬定的施工流程，計(jì)算鋪裝階段橋塔、加勁梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形，提出施工控制建議；按吊索張拉完成的實(shí)際索力狀態(tài)，確定成橋

19、時的實(shí)際內(nèi)力狀態(tài),提出是否需要調(diào)整吊索力的控制建議；計(jì)算實(shí)際成橋狀態(tài)的線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并與設(shè)計(jì)值對比，給出監(jiān)控結(jié)論數(shù)據(jù)；對總索力、主纜錨跨張力、橋塔應(yīng)力應(yīng)變、加勁梁應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行測試；對成橋線形、橋塔狀態(tài)、鞍座復(fù)位情況進(jìn)行測量；觀測日照對結(jié)構(gòu)線形的影響規(guī)律。5二在以上每一個階段，都要及時整理分段監(jiān)控成果，提出處理方案，供業(yè)主.5二2.4施工監(jiān)控的精度由于懸索橋是多次超靜定結(jié)構(gòu)，在施工過程中結(jié)構(gòu)隨施工階段的改變而不斷變化，結(jié)構(gòu)的實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)值會存在一些差異，加上現(xiàn)場施工荷載及環(huán)境變化的不確定性將會使結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)和線形偏離設(shè)計(jì)值。因此，如何通過最初主纜線形的確定、索鞍偏位的調(diào)整和加勁梁標(biāo)高的調(diào)整

20、來逼近和達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)和線形，將是施工過程中最為關(guān)心的問題。這就要求施工監(jiān)控監(jiān)測小組通過現(xiàn)場監(jiān)測及調(diào)查等手段，收集已完成工程的結(jié)構(gòu)狀態(tài)及施工過程，整理實(shí)測控制參數(shù)，再通過監(jiān)控分析計(jì)算，預(yù)測后續(xù)施工過程的結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力狀況，提出后續(xù)施工過程應(yīng)采取的措施和調(diào)整后的設(shè)計(jì)參數(shù)，指導(dǎo)施工、保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，使橋梁最終達(dá)到設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)有施工水平及儀器精度，及公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，確定本次監(jiān)控主要項(xiàng)目控制精度見下表:項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差（mm）塔柱頂水平偏位10傾斜度塔高的L/3000,且不大于30或設(shè)計(jì)要求系梁高程土10索鞍底板面高程+10,0表4索塔施工精度要求索股架設(shè)垂度容

21、許誤差：基準(zhǔn)索股W+20:其他索股W+25mm、15mu索夾縱向誤差不大于lOmmo表5主索鞍安裝精度項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差（mm）縱向最終偏差符合設(shè)計(jì)要求橫向偏差10高程+20,-0四角高差2表6散索套安裝精度項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差（皿）縱.橫向偏位5高程5角度2或符合設(shè)計(jì)要求3施工監(jiān)控計(jì)算mu本橋由主纜、索塔、吊桿、主梁組成，作為受力結(jié)構(gòu)的主纜和主梁縱梁又形成組合體系，其中主要承重結(jié)構(gòu)又是主纜，主纜是一條只承受拉力的柔性大纜，在自重力和荷載作用下主纜將產(chǎn)生較大變形，主纜線形變化（坐標(biāo)改變）將會改變主纜和主梁縱梁的內(nèi)力，內(nèi)力的改變又反過來影響主纜變形，其內(nèi)力與變形具有突出的幾何非線性特性，采用一

22、般力學(xué)方法已不能準(zhǔn)確計(jì)算出內(nèi)力與變形，在施工控制中更不能忽略非線性的影響。因此，本控制結(jié)構(gòu)分析采用基于非線性的有限元法和解析法計(jì)算程序進(jìn)行。mu在施工監(jiān)控前應(yīng)進(jìn)行前期的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，在施工過程中應(yīng)根據(jù)控制監(jiān)測的實(shí)際計(jì)算參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析。施工前期的計(jì)算是根據(jù)前期施工單位提供的施工方案對施工過程中每個階段進(jìn)行詳細(xì)的變形計(jì)算和受力分析，確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每個階段在受力和變形的理想狀態(tài)，以此為依據(jù)來控制施工過程中每個階段的結(jié)構(gòu)行為。施工過程中的結(jié)構(gòu)計(jì)算是根據(jù)施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析處理，分析現(xiàn)階段狀態(tài)與理論狀態(tài)之間的偏差原因，對計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)識別、修正，使計(jì)算模型逐步與實(shí)際狀態(tài)接近，誤差能控制的

23、設(shè)計(jì)容許的范圍內(nèi)，根據(jù)此模型計(jì)算預(yù)測下一施工階段的施工參數(shù)。施工過程中的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析是一個不斷對結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行識別、進(jìn)行修正的過程，貫穿于整個施工過程中。3.1計(jì)算說明劉家峽大橋計(jì)算將采用懸索橋?qū)I(yè)非線性有限元軟件和西南交通大學(xué)開發(fā)的“橋梁空間非線性分析系統(tǒng)BNLAS進(jìn)行，同時結(jié)合使用橋梁專用程序MIDAS/Civil,將本橋結(jié)構(gòu)離散為空間梁元和索單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，采用多個程序平行進(jìn)行，可互相校核，避免人為錯誤。這三個軟件能均能進(jìn)行懸索橋空間非線性施工架設(shè)過程仿真分析，能充分考慮主塔混凝土收縮、徐變的影響，能考慮結(jié)構(gòu)體系溫差和環(huán)境整體溫度影響，因此采用該軟件均可實(shí)現(xiàn)真正意義上的懸索橋施工空間

24、控制。另外，對結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度、穩(wěn)定性檢算，如主纜錨固區(qū)、混凝土主梁局部應(yīng)力及穩(wěn)定性分析等，可以采用通用有限元軟件ANSYS進(jìn)行。根據(jù)該橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將全橋上部結(jié)構(gòu)劃分為橋塔單元、鋼桁梁單元、鞍座單元.主纜單元、索夾單元和吊索單元，根據(jù)橋梁的施工步驟劃分為橋塔施工階段、鋼桁梁的拼裝階段、安裝施工貓道階段、鞍座就位主纜絲股架設(shè)階段、緊纜索夾安裝階段、貓道改掛階段、安裝并張拉吊索頂推鞍座階段、拆除貓道階段、橋面鋪裝等二期恒載施工階段和運(yùn)營階段。3=i在進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模時，主纜自重（包括纏絲及防護(hù)）按沿弧長的均布荷載處理，由吊索傳遞的荷載及施工臨時荷載都按集中荷載處理，荷載模式與實(shí)際情況較為一致。集中荷載間

25、的纜索曲線為懸鏈線，其索長用解析式計(jì)算，考慮索截面變化對曲線形狀的影響。兩錨固點(diǎn)間的主纜，根據(jù)力的平衡條件和變形相容條件確定各部分的索力和曲線形狀。3=i在計(jì)算中，考慮了頂推鞍座工況時，塔頂?shù)钠屏考八?nèi)彎矩.剪力,便于施工控制者確定何時頂推鞍座，以保證橋塔的安全。對架設(shè)荷載按永久荷載（通過吊索傳遞的荷載）和臨時荷載兩種形式處理，永久荷載直接傳遞給下一工況；臨時荷載的數(shù)量（大小和個數(shù)入作用的位置可任意，由計(jì)算者根據(jù)每一工況的實(shí)際值輸入。3.2分析方法在本橋施工控制分析時倒拆計(jì)算與正裝迭代計(jì)算兩種方法。首先，以理想的成橋階段時為初始狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆分析，從倒拆分析中可初步得出各節(jié)段在施工過程

26、中的位移.初始位置及鞍座偏位量。倒退分析由于是基于理論的設(shè)計(jì)參數(shù)，這與實(shí)際的結(jié)構(gòu)參數(shù)有差異，因此在實(shí)際監(jiān)控過程中需要對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并重新進(jìn)行計(jì)算，并將新的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行比較，如果差別在允許范圍內(nèi)則不需做修正。否則,再采用最小二乘法等相關(guān)理論修正初始狀態(tài)進(jìn)行迭代計(jì)算。3.3監(jiān)控計(jì)算內(nèi)容根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)文件擬定的結(jié)構(gòu)尺寸、配筋情況及施工單位上報(bào)的施工順序，采用有限元程序?qū)κ┕み^程進(jìn)行分析，確定各施工階段的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和位移狀態(tài)。施工過程監(jiān)控包括橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算、索塔結(jié)構(gòu)施工、鋼桁架梁的拼裝、貓道施工.主纜架設(shè)、吊索張拉和橋面鋪裝等過程，監(jiān)控計(jì)算目的是為了確定施工過程各控制參數(shù)，指導(dǎo)制訂施工方

27、案及工藝指標(biāo)。計(jì)算內(nèi)容包括各項(xiàng)施工參數(shù)的確定、各施工過程的標(biāo)高、鋼桁梁的線形、空纜線形、鞍座預(yù)偏量、索夾安裝位置、主梁應(yīng)力及撓度.主塔應(yīng)力及變位、主纜索股及吊桿索力、張拉順序及控制指標(biāo)、全過程施工控制預(yù)報(bào)等。1）設(shè)計(jì)參數(shù)的確定在本橋施工控制中，對于設(shè)計(jì)參數(shù)誤差的識別就是通過量測施工過程中實(shí)際結(jié)構(gòu)的行為，分析結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差，用誤差分析理論來確定或識別引起這種偏差的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，經(jīng)過修正設(shè)計(jì)參數(shù)，來達(dá)到控制橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差的目的，本橋采用施工控制技術(shù)為我院開發(fā)的自校正調(diào)節(jié)法。該辦法是將自適應(yīng)控制和預(yù)測控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。對于本橋施工控制來說，首先通過對設(shè)計(jì)

28、圖紙的閱讀，理解設(shè)計(jì)意圖,并分析設(shè)計(jì)文件，確定設(shè)計(jì)采用的材料參數(shù)，如材料容重、彈模、材料熱脹系數(shù)、結(jié)構(gòu)截面尺寸等。而后，向施工單位了解施工工藝及方案，確定施工工序和臨時荷載的大小.位置及作用時機(jī)和持續(xù)時間等。并向監(jiān)理征詢有關(guān)意見。ill1設(shè)計(jì)參衣在實(shí)際施工過程中難免會存在一定的偏差。引起橋梁結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)產(chǎn)生偏差的主要參數(shù)，對于本橋擬釆用的施工控制參數(shù)包括：混凝土容重.施工荷載、結(jié)構(gòu)溫度場和施工周期、張拉索力值（主纜及吊桿）、栓及纜索吊桿的彈性模量、實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸等。在施工過程中,ill1本橋前期計(jì)算時部分設(shè)計(jì)參數(shù)見表2o表2本橋設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目序號名稱計(jì)算取值項(xiàng)目序號名稱計(jì)算取值整體1環(huán)

29、境相對濕度70%主纜1鋼絲直徑12705.22主跨跨徑536m2鋼絲彈性模量3邊跨跨徑148和113m3鋼絲容重索塔1塔高60.5m4主纜直徑mm2混凝土強(qiáng)度C405主纜垂度3混凝土彈性模量3.25E46主纜跨度148+536+1134混凝土容重7鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度16705徐變增長速率0.00558主纜結(jié)構(gòu)溫度6徐變終極值吊桿1吊桿直徑7307主梁1混凝土強(qiáng)度C402吊桿材料彈性模量2混凝土彈性模量3.45E43吊桿（含PE）容重3混凝土容重4吊桿及錨頭重力4徐變增長速率0.00555吊桿間距8m5徐變終極值6索夾重力2）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算（施工監(jiān)控目標(biāo)值驗(yàn)算）計(jì)算初始狀態(tài)一般可以采用設(shè)計(jì)部門確定的

30、設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)作為監(jiān)控計(jì)算初始狀態(tài)。監(jiān)控計(jì)算應(yīng)對設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力、位移等進(jìn)行檢査，是否滿足規(guī)范要求，并進(jìn)行過程優(yōu)化以確定最優(yōu)設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)，并以此作為監(jiān)控計(jì)算的初始狀態(tài)。3）索塔結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控計(jì)算在索塔施工時，由于結(jié)構(gòu)自重、施工設(shè)備、風(fēng)荷載等都可能對索塔造成破壞。為了保證每階段施工的安全性，必須在索塔施工過程中，計(jì)算索塔各節(jié)段的橫向預(yù)偏值和各構(gòu)件的受力，為施工提供指導(dǎo)。索塔施工完成后，在貓道架設(shè)、主纜架設(shè)、吊索力張拉、橋面鋪裝和成橋階段，索塔的受力都將有較大的變化，必須計(jì)算每個階段索塔的受力和偏位情況，為施工提供指導(dǎo)。4）貓道架設(shè)過程的監(jiān)控計(jì)算貓道屬臨時工程，但對橋梁的

31、施工能否順利進(jìn)行卻至關(guān)重要。國內(nèi)懸索橋施工時曾經(jīng)出現(xiàn)過，在主纜施工過程中，貓道隨時間不斷下?lián)现率关埖琅c主纜間距離過大，貓道繩調(diào)節(jié)螺桿已經(jīng)調(diào)至極限位置，必須在貓道上搭設(shè)支架的情況。因此貓道承重繩的長度控制是關(guān)鍵。根據(jù)施工單位提出的貓道施工流程，對貓道施工的全過程進(jìn)行計(jì)算分析，給出貓道承重繩制造長度，提出架設(shè)承重索、架設(shè)橫向通道和面層等各階段的承重繩控制線形.橋塔頂?shù)目刂莆灰?，提出施工控制建議和措施。5）主纜架設(shè)過程的監(jiān)控計(jì)算主纜是懸索橋最重要的承重結(jié)構(gòu)，其線形的準(zhǔn)確，施工過程主索鞍位置定位，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)的準(zhǔn)確與否至關(guān)重要。國內(nèi)存在既有橋梁因索鞍定位不準(zhǔn)使得成橋后索鞍在塔頂偏向一側(cè)，并達(dá)到極限位

32、置，橋塔受力較大產(chǎn)生傾斜，塔柱下部出現(xiàn)開裂的病害情況。1=1Ar懸索橋主纜真實(shí)線形應(yīng)為分段懸鏈線，采用該線形計(jì)算與采用拋物線計(jì)算相比更精確，但要復(fù)雜些，就現(xiàn)在的分析手段而言也是可行的。一旦線形確定，主纜制作長度、主索鞍定位、索夾安裝位置、索股經(jīng)索鞍及散索鞍處的長度修正.鞍座預(yù)偏量等施工參數(shù)即可確定。根據(jù)自錨式懸索橋吊桿張拉工序，施工過程主索鞍頂推時機(jī)和頂推量也即確定。監(jiān)控計(jì)算同時考慮溫度偏離設(shè)計(jì)值影響，考慮主塔.1=1Ar根據(jù)施工完成石的鋼桁架梁實(shí)際位置和實(shí)際標(biāo)高、橋塔中心實(shí)際位置ITh和實(shí)際標(biāo)高，并考慮橋塔、鋼箱梁的彈性壓縮變形、基礎(chǔ)沉降等影響后，計(jì)算主纜架設(shè)時的空纜線形、無應(yīng)力長度、各鞍座

33、的預(yù)偏量、基準(zhǔn)絲股線形、一般絲股相對位置和絲股線形調(diào)整控制參數(shù)（溫度、橋塔變形等影響參數(shù)）；提出用于施工的監(jiān)控報(bào)告和施工控制建議。ITh6）吊索張拉過程的控制計(jì)算1=1【5吊索張拉對于懸索橋來說是最復(fù)雜的工序。根據(jù)計(jì)算提出吊索力的張拉調(diào)整方案，并進(jìn)行各方案的模擬計(jì)算；提出優(yōu)化施工控制索力張拉調(diào)整方案建議，并與業(yè)主1=1【5計(jì)算吊索力調(diào)整過程中橋塔頂、梁端的變形；計(jì)算吊索力調(diào)整過程中各支座的支反力；梁、塔.纜和已張拉吊索的結(jié)構(gòu)內(nèi)力；確定鞍座的頂推時刻和頂推量。本橋主纜成橋后線形為空間曲線，在由空纜線形向成橋線形的形成過程，即張拉吊索的過程中，主纜將形成橫橋向曲線，主纜的豎向、橫向位移和轉(zhuǎn)動，從而

34、影響吊索索股內(nèi)力，因此吊索張拉過程控制計(jì)算是本橋最關(guān)鍵、最復(fù)雜的部分。8）橋面鋪裝和成橋階段的監(jiān)控計(jì)算根據(jù)施工單位確定的橋面鋪裝機(jī)械和設(shè)備情況以及擬定的施工流程，計(jì)算鋪裝階段橋塔、加勁梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形，提出施工控制建議。按吊索張拉完成的實(shí)際索力狀態(tài)，確定成橋時的實(shí)際內(nèi)力狀態(tài)，提出是否需要調(diào)整吊索力的控制建議。3.4施工監(jiān)控計(jì)算工況及成果施工監(jiān)控計(jì)算分五步進(jìn)行：第一步，模擬設(shè)計(jì)的成橋狀態(tài)建立計(jì)算模型和非線性分析的初始平衡狀態(tài)，檢查驗(yàn)算橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否滿足規(guī)范要求；第二步，對成橋狀態(tài)計(jì)算模型進(jìn)行分析計(jì)算，得出主纜、吊桿的無應(yīng)力長度；第三步，根據(jù)主纜及吊桿的無應(yīng)力長度計(jì)算出空纜線形；第四步,計(jì)算每

35、一施工階段加勁梁、主纜線形及各結(jié)構(gòu)部分內(nèi)力、位移，提供施工架設(shè)參數(shù)；第五步，計(jì)算實(shí)際成橋狀態(tài)并與設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)對比及進(jìn)行荷載組合分析。1）成橋狀態(tài)的計(jì)算及復(fù)核III成橋狀態(tài)是施工監(jiān)控計(jì)算的初始狀態(tài)，由于懸索橋的監(jiān)控計(jì)算必須進(jìn)行非線性分析，非線性分析需要確定初始平衡狀態(tài)。III對大橋進(jìn)行運(yùn)營荷載各種組合作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核檢算，對結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行有限元分析，如主梁散索套區(qū)域應(yīng)力分析等。2）確定混凝土主梁立模標(biāo)高根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方案，計(jì)算吊桿安裝、吊索張拉、支架拆除、橋面鋪裝施工等后續(xù)施工在主梁各節(jié)點(diǎn)上的撓度值，加上支架預(yù)壓彈性變形，以每跨跨中累計(jì)最大變形值，

36、反向按二次拋物線設(shè)置預(yù)拱度,加上各節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，即得到主梁立模標(biāo)高。3）主纜、吊桿無應(yīng)力長度計(jì)算Illi無應(yīng)力長度是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)溫度下，截面應(yīng)力應(yīng)變?yōu)榱銜r的長度。主纜各索股之間的長度差別由于在索鞍處彎曲半徑不同以及垂度差別的影響，因此可以通過主纜中心索股的無應(yīng)力長度分別計(jì)算出各索股的無應(yīng)力長度。主纜長度計(jì)算采用先分段再求和的過程進(jìn)行。Illi根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)作為計(jì)算的初始平衡狀態(tài)，先假設(shè)主纜和吊桿的無應(yīng)力長度，對計(jì)算模型進(jìn)行正裝迭代計(jì)算，從第一架設(shè)階段開始,一步步正裝計(jì)算，直至成橋階段。經(jīng)過多次迭代，當(dāng)計(jì)算成橋狀態(tài)與設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)一致時，此時假設(shè)的主纜和吊桿的無應(yīng)力長度就為所需值。4）

37、空纜線形和鞍座預(yù)偏量在主纜施工中，主索鞍是預(yù)偏的，并且固定于塔頂，因此，對塔而言,塔頂承受豎直偏心力，索塔將因此而發(fā)生彎曲變形，該彎曲變形將隨主纜索股數(shù)量的增加而增大，到成纜時該變形值達(dá)到最大值。由于索塔發(fā)生變形，主纜線形也將隨之發(fā)生相應(yīng)變化，所以，成纜線形與第一根標(biāo)準(zhǔn)索股線形是不同的，需根據(jù)第一根索股線形，做向前索股拼裝成纜，并考慮現(xiàn)場溫度效應(yīng)等的影響，綜合考慮后做施工模擬計(jì)算。IlliTin第一根基準(zhǔn)索股線形即為索塔完全剛性，索鞍在塔頂可自由滑動下的空纜線形，該線形根據(jù)現(xiàn)場溫度、索股彈模、裸塔位置、貓道完成時索塔位置以及二期恒載及索塔溫度效應(yīng)綜合確定。IlliTin空纜狀態(tài)是指索鞍預(yù)偏后，

38、索夾和吊桿還未掛上，加勁梁由滿堂支架支撐狀態(tài)下，主纜所取得的形狀和受力狀態(tài)?？绽|狀態(tài)分析的目的就時確定在空纜掛纜（索鞍預(yù)偏后）時主纜的水平分力和控制點(diǎn)坐標(biāo)?？绽|狀態(tài)是索夾位置.安裝吊桿和施工張拉模型的初始狀態(tài)。在吊桿的張拉過程中，假定主索鞍在塔頂處于自由滑移狀態(tài)，那么主索鞍將隨著張拉過程逐漸向跨中滑移。而實(shí)際上在張拉過程中，鞍座和塔柱是固結(jié)的，塔受到向跨中水平推力作用，為保證塔身應(yīng)力不超過允許值,抵消此水平推力作用，需事先設(shè)置一個預(yù)偏量。在架設(shè)索股時，也需對索鞍進(jìn)行預(yù)偏，即偏離成橋位置來調(diào)整各跨主纜的張力，使相鄰兩跨主纜水平力在索鞍處保持一定的平衡關(guān)系，在外荷載施加時再逐漸頂推索鞍到成橋位置。

39、索鞍預(yù)偏量的原則量：保證各跨主纜無應(yīng)力索長空掛于索鞍上.架纜時索股在鞍槽內(nèi)不滑動。在計(jì)算中模擬吊索張拉，進(jìn)行多次倒拆迭代計(jì)算得到主纜的空纜線形，包括空纜各點(diǎn)標(biāo)高、鞍座預(yù)偏量、索夾的位置。5）施工各階段的結(jié)構(gòu)分析對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行正裝計(jì)算后，確定各計(jì)算參數(shù)是否理想，可對各計(jì)算參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，模擬架設(shè)過程進(jìn)行正裝計(jì)算，施工架設(shè)計(jì)算與施工同步進(jìn)行，包括施工前的預(yù)測計(jì)算及施工后的校核計(jì)算。施工前的預(yù)測計(jì)算是結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測監(jiān)控參數(shù)，計(jì)算下一階段施工的結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)和位移狀態(tài)，并據(jù)此為施工單位提供各項(xiàng)施工控制參數(shù)的目標(biāo)值。施工后的校核計(jì)算是本階段施工完畢后，將架設(shè)計(jì)算結(jié)果與施工監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較，若兩者差

40、別滿足要求，則繼續(xù)下階段的預(yù)測計(jì)算及施工；若不滿足要求，則根據(jù)最新的實(shí)測監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并對原施工控制參數(shù)的目標(biāo)值進(jìn)行必要的修正，提供修正計(jì)算后的施工控制參數(shù)。預(yù)測計(jì)算提供的計(jì)算結(jié)果包括：主班及吊桿的無應(yīng)力索長計(jì)算；主纜及吊桿的伸長量計(jì)算；有一定偏差，若按原設(shè)計(jì)繼續(xù)施工到成橋，則成橋狀態(tài)線形與內(nèi)力將不能滿足設(shè)計(jì)要求，故據(jù)其實(shí)測線形，進(jìn)行預(yù)測并依據(jù)反饋分析調(diào)整索夾位置及吊桿長度，以使成橋狀態(tài)符合要求。)；加勁梁標(biāo)高的計(jì)算；有一定偏差，若按原設(shè)計(jì)繼續(xù)施工到成橋，則成橋狀態(tài)線形與內(nèi)力將不能滿足設(shè)計(jì)要求，故據(jù)其實(shí)測線形，進(jìn)行預(yù)測并依據(jù)反饋分析調(diào)整索夾位置及吊桿長度，以使成橋狀態(tài)符合要求。)；加勁梁

41、標(biāo)高的計(jì)算；吊索分級張拉順序及張拉力計(jì)算(吊桿張拉過程中，主梁縱梁應(yīng)力、變形和主纜的線形均將產(chǎn)生變化，通過計(jì)算確定吊桿張拉的次序、張拉力，確保張拉過程中主梁縱梁的應(yīng)力不超限，成橋后塔、梁、主纜的線形和內(nèi)力符合設(shè)計(jì)要求。)；各施工階段主纜軸力和線形計(jì)算；各施工階段加勁梁內(nèi)力和線形計(jì)算；各施工階段主塔內(nèi)力和塔頂偏位計(jì)算；(6)(7)(8)鞍座預(yù)偏值、頂推值計(jì)算。(9)鞍座預(yù)偏值、頂推值計(jì)算。其中塔頂鞍座并不在每一施工階段進(jìn)行復(fù)位(頂推)操作，在每一施工階段塔頂鞍座的偏位量不會很大，塔頂鞍座是否進(jìn)行復(fù)位及復(fù)位量主要由塔的應(yīng)力控制，盡量做到既不使塔的應(yīng)力過大，又不使鞍座復(fù)位過于頻繁，原則是在保證安全的

42、前提下減小施工難度。隨著吊桿的繼續(xù)張拉，主纜受力越大而截面變小，致使已裝索夾松動,因此，要加強(qiáng)對索夾螺栓緊固力的監(jiān)控計(jì)算，以便及時補(bǔ)緊，防止下滑。若本橋由跨中向端安裝，下滑力小的索夾先安裝，下滑力大的索夾后安裝,此項(xiàng)緊固力可不作調(diào)整。6)成橋狀態(tài)對比分析及荷載組合將施工階段計(jì)算得到的最終成橋狀態(tài)和設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)進(jìn)行對比分析，并計(jì)算分析其與活載組合下的狀態(tài)。4施工監(jiān)控實(shí)施4.1設(shè)計(jì)參數(shù)的測定由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、材料出廠力學(xué)性能指標(biāo)等取用的，其與實(shí)際情況總是存在一定的誤差，所以，在施工中應(yīng)對部分設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行測定，以便及時修正設(shè)計(jì)參數(shù)，為施工監(jiān)控奠定良好的基礎(chǔ)。本次施工監(jiān)控需收集以下資料及

43、試驗(yàn)數(shù)據(jù)。（1）施工圖設(shè)計(jì)文件（含變更設(shè)計(jì)）；(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)ini(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)ini（10）索夾及吊桿錨頭重力；（11）氣溫晝夜變化規(guī)律。4.2臨時結(jié)構(gòu)變形測定本項(xiàng)目中臨時結(jié)構(gòu)有主纜施工貓道。主纜施工貓道安裝和拆除均會使主塔產(chǎn)生位移，在施工過程中可以通過測量主纜貓道安裝前后塔偏，對貓道拆除對塔偏的影響進(jìn)行預(yù)測，而提前對主纜的線形進(jìn)行調(diào)整。4.3施工測量懸索橋施工監(jiān)控的主要內(nèi)容為索塔偏位、梁體線型.主纜控制點(diǎn)位置、塔梁應(yīng)力測量、溫度測量和吊桿索力測量。4.3.1主梁索塔位移測量本橋施工監(jiān)控位移測量包括梁體線型監(jiān)控測量、主纜線形測量和索塔偏

44、位測量。1）主梁線形（撓度）測量懸索橋主梁的線形，主要地由主纜的線形、吊索的張力和結(jié)構(gòu)的剛度控制，設(shè)計(jì)計(jì)算是按理論的結(jié)構(gòu)剛度確定的吊索力，當(dāng)計(jì)算參數(shù)與實(shí)際參數(shù)有差別是，結(jié)構(gòu)線形就將與理論計(jì)算的不同。主梁線形監(jiān)測的目的，是觀察吊索張拉后主梁的線形是否與當(dāng)前工況下的監(jiān)控計(jì)算標(biāo)高相吻合，以預(yù)測和調(diào)整后續(xù)的吊索張拉過程。隨著吊索張拉數(shù)量的增加，主纜力越來越大，加勁梁中的軸向力也越來越大，為防止施工過程中鋼加勁梁發(fā)生穩(wěn)定性問題，需要在梁上設(shè)置穩(wěn)定性觀測點(diǎn)。撓度必測釆用LeicaNA730動安平水準(zhǔn)儀，配備FS1測微器，精度級別為DS1,使用2m的鋼鋼尺進(jìn)行測量。撓度監(jiān)測前，在東西索塔側(cè)面橋面附近高度處采

45、用植筋技術(shù)埋設(shè)鋼質(zhì)或銅質(zhì)螺栓（標(biāo)上明顯標(biāo)記），根據(jù)已存在的高程控制網(wǎng)，按照二等水準(zhǔn)測量的要求（儀器DS1、因瓦水準(zhǔn)尺、采用附合水準(zhǔn)路線或閉合水準(zhǔn)路線往返各測量一次，閉合差小于4VLmm）,精確測出預(yù)埋螺栓的高程，作為控制測量高程基準(zhǔn)點(diǎn)，并保護(hù)好。由于橋塔基礎(chǔ)可能有沉降，且索塔上主纜安裝產(chǎn)生的豎向力會使橋塔產(chǎn)生壓縮變形，故塔側(cè)面的基準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)定期與橋位外的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)變化較大時，應(yīng)及時聯(lián)測其高程，且及時進(jìn)行修正。在施工過程中，進(jìn)行標(biāo)高測量時，就以這兩個點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，按照三等水準(zhǔn)測量的要求（儀器DS1、因瓦水準(zhǔn)尺、采用附合水準(zhǔn)路線或閉合水準(zhǔn)路線往次測量，閉合差小于12VLmm）,測量橋面

46、上各撓度測點(diǎn)的高程。主梁撓度測點(diǎn)縱向布置見圖10oIlin裝節(jié)段的起點(diǎn)和終點(diǎn)，長度方向左中右，一個吊裝節(jié)段16米兩個斷面，每個斷面三個點(diǎn)。全橋共設(shè)105個點(diǎn)。撓度測點(diǎn)均采用20mm直徑螺紋鋼制作，上部加工磨圓并涂上紅漆，頂部露出混凝土頂面約lcm,周圍用紅Ilin油漆標(biāo)記。撓度測點(diǎn)安裝時應(yīng)在豎直方向與箱梁內(nèi)的鋼筋網(wǎng)電焊牢固，從預(yù)埋至上部結(jié)構(gòu)監(jiān)控完成，應(yīng)注意保護(hù)，不得覆蓋或損壞。主梁撓度測點(diǎn)橫向布置見圖11。主主劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施

47、工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司III為了盡量減少溫度的影響，主梁撓度的觀測數(shù)據(jù)應(yīng)以結(jié)構(gòu)溫度比較穩(wěn)定時測得的為準(zhǔn)，在每一個監(jiān)控階段，冬春季應(yīng)在清晨&30（夏、秋季在7：00）以前完成測量外業(yè)工作，且固定測量時間，以減少溫度變化對測量的影響。以這些觀測數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行有效的施工控制。III主梁撓度測量工作應(yīng)定人、定儀器進(jìn)行觀測，避免由于人為引起的誤差。主梁撓度測點(diǎn)監(jiān)測工況：在主梁鋼桁架拼裝前，撓度測定焊接定位牢固后；在主梁鋼桁架拼裝完成后；主纜安裝前后；吊索張拉前后;支架拆除前后；橋面鋪裝施工前后。2）主梁軸線偏移測量iU由于該橋主梁為直線，用全站儀采用穿線法測

48、量軸線偏位。先用鋼尺找出主梁端和各四分點(diǎn)處梁的中線并用油漆做標(biāo)計(jì)，測量時將全站儀架設(shè)在橋梁一端的梁面中心控制點(diǎn)上，后視另一端梁面中心控制點(diǎn)，以此視線作為基準(zhǔn)線，在主梁上各中心標(biāo)記處放置小鋼尺，鋼尺零點(diǎn)與各斷面中心點(diǎn)重合，用全站儀直接讀取鋼尺讀數(shù)，即為軸線偏移值。iU主梁軸線偏移量測量在主梁鋼桁梁完成后.主纜安裝中、吊桿張拉中根據(jù)監(jiān)控需要適時進(jìn)行。3）主梁梁端縱向位移測量在主梁梁端和簡支梁間直接布設(shè)位移計(jì)進(jìn)行縱向位移測量。位移計(jì)可根據(jù)計(jì)算選擇行程為10厘米的電子位移計(jì)，電子位移計(jì)信號采集設(shè)備采用YJ28A-P10R型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并用其相應(yīng)軟件進(jìn)行分析與處理。釆用電測位移計(jì)測量

49、位移變化值，自動化程度高，測量精度高（可達(dá)l/30mm）,測試速度快。4）貓道及主纜施工線形測量為了使貓道施工的線形最大限度地接近設(shè)計(jì)線形，以方便后面基準(zhǔn)絲股和主纜的施工，應(yīng)對該工況下的橋塔水平位移及扭轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制，防止過大的橋塔變形。架設(shè)貓道時貓道承重索的水平力將作用在混凝土主梁上，理論上將引起橋梁的縱向壓縮變形。另外由于溫度的影響，加勁梁也會產(chǎn)生伸縮變形。在貓道施工過程中對上述變形進(jìn)行觀測，可以了解加勁梁結(jié)構(gòu)在縱向力作用下的反應(yīng)，為吊索張拉的監(jiān)控計(jì)算提供實(shí)際的梁底摩擦力參數(shù)。貓道架設(shè)完成后進(jìn)行塔頂水平位移受日照影響的觀測，此項(xiàng)觀測可以了解貓道對橋塔的約束作用，同時為橋塔實(shí)際水平剛度

50、的推算提供實(shí)際參數(shù)?；鶞?zhǔn)絲股線形的監(jiān)控測量，也就是基準(zhǔn)絲股重要部位（主、邊跨跨中）絕對垂度即標(biāo)高的測量，并與相應(yīng)工況下監(jiān)控計(jì)算的垂度值相比較，以控制和調(diào)整基準(zhǔn)絲股線形?；鶞?zhǔn)絲股標(biāo)高的測量與調(diào)整，在懸索橋上部構(gòu)造施工過程中占有十分重要的地位，它的線型，實(shí)質(zhì)上就是以后主纜的線型,因?yàn)橹骼|中其他絲股的線型，是根據(jù)基準(zhǔn)絲股的線型而進(jìn)行相對控制的，因而基準(zhǔn)絲股的測量，應(yīng)絕對可靠和滿足設(shè)計(jì)精度的要求，同時應(yīng)顧及溫度變化的影響，因?yàn)樗鞴奢^長，因而溫度的細(xì)小變化，將較大地影響索股的長短，繼而影響中跨跨中和邊跨跨中基準(zhǔn)絲股的絕對垂度，因此絕對垂度的測量，應(yīng)在夜間溫度變化較小的時間段內(nèi)觀測。基準(zhǔn)絲股垂度測量的第一

51、種方法是：單向三角高程中間法。眾所周知,寬闊水面上空進(jìn)行三角高程測量，由于水網(wǎng)地區(qū)大氣折光的影響復(fù)雜性和|=i=i豎直角對高差的影響隨距離的增大而增大，所以長距離三角高程測量的精度較低，一般10001500m距離三角高程的精度在510cm左右，甚至更大；而對向三角高程可大部分地減少大氣折光的影響，但由于基準(zhǔn)絲股的垂度測量，根本無法進(jìn)行對向觀測，因此為了達(dá)到基準(zhǔn)絲股垂度測量的精度要求，在單向的情況下，只能釆用三角高程中間法，即在待測點(diǎn)附近,選擇外界條件與待測點(diǎn)相似的水準(zhǔn)點(diǎn)（與待測點(diǎn)同高）。垂度測量時，在測站上分別觀測待測點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的豎直角，繼而求出水準(zhǔn)點(diǎn)和待測點(diǎn)間的高差，最后根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程和觀

52、測高差計(jì)算待測點(diǎn)高程，此法由于觀測得到的是高差值，可認(rèn)為大氣折光的影響在高差的計(jì)算中得到大部分的消除，因而待測點(diǎn)的高程可達(dá)到一定的精度，如果此法運(yùn)用得當(dāng)，在1000m1500m的范圍內(nèi)，絕對垂度的測量可達(dá)到土202.5cm的精度，基本上可滿足大型懸索橋基準(zhǔn)絲股垂度測量的精度要求。|=i=i基準(zhǔn)絲股測量的第二種方法是：單向三角高程測量，在數(shù)據(jù)處理時考慮當(dāng)?shù)卮髿庹酃庀禂?shù)的改正和地球曲率的改正，而當(dāng)?shù)厮娲髿庹酃庀禂?shù)的獲恥可根據(jù)跨河水準(zhǔn)測量和同時對向三角高程對比實(shí)驗(yàn)的方法，在當(dāng)?shù)夭煌瑲庀髼l件下經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲取，若實(shí)驗(yàn)的方法得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)足夠多的情況下，所獲得的大氣折光系數(shù)具有一定的代表性，可對觀測的垂

53、直角進(jìn)行改正，最后釆用改正后的垂直角計(jì)算待測點(diǎn)的高程，此法運(yùn)用得好的話，亦可達(dá)到第一種方法的精度，因而兩種方法可交替或同時使用，相互校核，以達(dá)到測量值絕對可靠和高精度的目的。i=i=i一般絲股的架設(shè)線形是以基準(zhǔn)絲股為基準(zhǔn)的，施工時是以相對測量的方法來進(jìn)行線形確定。為防止絲股線形發(fā)生大的變化，每間隔5天對基準(zhǔn)絲股的標(biāo)高和最上層已調(diào)整好的絲股的標(biāo)高進(jìn)行測量，同時對橋塔的變形狀態(tài)進(jìn)行測量，將測量數(shù)據(jù)與控制計(jì)算數(shù)據(jù)對比，達(dá)到監(jiān)控的目的。i=i=i主纜架設(shè)完成后，主纜對橋塔的約束作用進(jìn)一步增強(qiáng)，為與計(jì)算分析對比，并從而確定比較真實(shí)的橋塔與主纜對橋塔頂變形的影響，為吊索的張拉控制提供準(zhǔn)確參數(shù)，主纜架設(shè)完成

54、后，需對橋塔頂水平位移受日照影響的情況進(jìn)行觀測。無論是貓道還是主纜的施工線形均采用全站儀進(jìn)行測量，其測點(diǎn)布置見圖10o線形測點(diǎn)布設(shè)于主纜中跨四分點(diǎn)、邊跨跨中和邊跨靠近主塔四分點(diǎn)處，塔頂測點(diǎn)在鞍座安裝完成后測設(shè)。測點(diǎn)采用反射棱鏡。在橋梁兩側(cè)因地制宜布設(shè)平面三角控制網(wǎng)，此控制網(wǎng)與施工單位所用控制網(wǎng)相同。置站于控制網(wǎng)上某點(diǎn)，后視另一點(diǎn)，用全站儀測量主纜上各測點(diǎn)的空間坐標(biāo)。劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司主纜線形監(jiān)測與施工同步。主纜施工分四步，第一步：安裝基準(zhǔn)索股,調(diào)整線形；第二步：安裝一般索股；第三步：緊纜

55、形成主纜；第四步：安裝索夾，吊桿。、基和索股冬裝時，在測點(diǎn)處兩根主纜上測點(diǎn)位置固定反射棱鏡，測量反射棱鏡的空間坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)位置進(jìn)行比較，作為調(diào)整基準(zhǔn)索線形的依據(jù)。在安裝一般索股時，以基準(zhǔn)索股為參照，由施工人員控制。緊纜形成主纜前，拆除基準(zhǔn)索股上的棱鏡，將其固定在主纜相應(yīng)位置上，測量主纜形成后的初始空間位置，在索夾安裝張拉吊桿后，及時監(jiān)測主纜空間位置的變化。5）索塔偏位監(jiān)測索塔偏位采用全站儀進(jìn)行監(jiān)測。索塔偏位測點(diǎn)布設(shè)于索塔塔頂內(nèi)側(cè)（橋中心線側(cè)），測點(diǎn)為反鏡棱鏡，每塔設(shè)一只，共4只。索塔偏位測點(diǎn)布置見圖13o塔頂所安裝可扭轉(zhuǎn)棱鏡大樣圖*!|.P-|圖13主塔頂端變形測點(diǎn)橫向布置圖釆用精密天頂基準(zhǔn)法

56、，以配有轉(zhuǎn)角棱鏡的全站儀測點(diǎn)設(shè)置于塔柱上的變形觀測點(diǎn)在橋軸線方向相對于鉛垂線之間的微小角度Zi,從而塔上的測點(diǎn)偏差值為：劉家峽大橋劉家峽大橋148+536+113米重力式錨懸索橋施工測量專項(xiàng)方案中交第一公路工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司式中，Zi為天頂距，以全站儀作四個測回觀測；四個測回中，觀測差值小于等于10才作為有效觀測，否則重測。hi為監(jiān)測點(diǎn)到測站的垂直高度(應(yīng)扣除儀高)不同時間段的偏離值之差為塔柱位移觀測值：ALi=Lij-LiO式中：Lij為第j項(xiàng)觀測計(jì)算偏離值LiO為初始觀測計(jì)算偏離值塔頂偏位測量在主塔施工完成后進(jìn)行初始測量，在主纜安裝前后、索夾安裝、吊桿安裝、橋面施工等

57、工序中進(jìn)行監(jiān)測。5)變形觀測的注意事項(xiàng)橋梁施工變形及變位監(jiān)測工作貫穿于施工的全過程，其特點(diǎn)是理論計(jì)算與施工實(shí)施緊密相連。因而需要監(jiān)控、施工和監(jiān)理各方面密切合作，各司其職完成工作；施工中嚴(yán)格按照既定的施工方案進(jìn)行，控制主梁上的施工堆積物并及時報(bào)告施工荷載的位置和大小的變化情況，以利于監(jiān)控單位及時進(jìn)行計(jì)算調(diào)整；施工中應(yīng)按照施工規(guī)范要求組裝模板，避免由于混凝土超方過大造成施工監(jiān)控的困難；變形測量工作由施工單位、監(jiān)控單位分別獨(dú)立進(jìn)行，監(jiān)理單位對施工單位測量結(jié)果簽字確認(rèn)。測量工作應(yīng)定人、定儀器進(jìn)行觀測，避免由于人為引起的誤差；施工控制組要在掌握設(shè)計(jì)文件要求基礎(chǔ)上，結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)場情況，認(rèn)真仔細(xì)

58、收集、分析實(shí)測資料，使施工控制工作順利進(jìn)行。4.3.5溫度場測量溫度變化包括日溫度變化(晝夜溫差)和季節(jié)變化兩部分，日溫度變化比較復(fù)雜，尤其是日照作用，季節(jié)溫差對主梁縱梁的撓度影響比較簡單,其變化是均勻的。由于溫度變化會引起主纜、吊桿、主塔及主梁長度的變化，從而引起主纜、主塔及主梁線形的變化，因此，溫度場的測試也是懸索橋施工控制測量的主要內(nèi)容之一。溫度場的測試包括主纜.吊桿、混凝土主梁及索塔等各部分。1)溫度測點(diǎn)布置在索塔、主梁內(nèi)埋設(shè)溫度測試元件，測量各斷面短期溫度變化曲線和季節(jié)溫度變化曲線。索塔和主梁內(nèi)的溫度測點(diǎn)埋設(shè)位置同應(yīng)力測點(diǎn)，布置見圖14圖17ofin主纜溫度測試點(diǎn)布置示意圖在工廠制作

59、2米長的主纜節(jié)段作為測溫索，在主纜試驗(yàn)節(jié)段四周和中間共設(shè)5個測點(diǎn)。測試時，將測溫索段吊掛在橋上，以使其處于與主纜相同的溫度場中。主纜溫度測點(diǎn)布置見圖19。fin主纜溫度測試點(diǎn)布置示意圖圖19測溫索溫度測點(diǎn)埋入方法為：將測點(diǎn)處鋼絲在中部切斷后用套管固定后放入原位，測溫段制作完成后將其從一端抽出，而后將測溫元件埋入測試部位，在端部密封即可。吊桿溫度場采用點(diǎn)溫計(jì)直接在吊桿表面測量。2)溫度測試方法liTT索塔和主梁內(nèi)溫度測點(diǎn)采用銅鐮熱敏電阻，并配合使用DT9202A型萬用表測量其電阻，根據(jù)電阻隨溫度變化的關(guān)系來確定被測物體的溫度。liTT銅銀熱敏電阻測溫度具有較高的測量精度，最大測量誤差為土(0.1

60、5+3xio-3t)C,其中t銅銀熱敏電阻測溫度具有較高的測量精度，最大測量誤差為土(0.15+3xio-3t)C,其中t為被測溫度。大氣溫度的測量采用水銀溫度計(jì)，溫度測試精度05。o混凝土表面溫度、吊索、主纜表面溫度均采用點(diǎn)溫計(jì)進(jìn)行測量。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形、變位的觀測的同時，同時對大氣溫度.混凝土表面溫度、混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)測，并做好測試記錄，繪制溫度曲線。埋入主纜測溫段的測溫元件采用IFT36智能型溫度傳感器，采用溫度測試儀進(jìn)行測量。該傳感器精度為05C,線性誤差為05C。IlliIlliImLHiiImilm4.3.6主鞍鞍座縱向預(yù)偏量測量由于自錨式懸索橋需要靠張拉吊索來將加勁梁的重量轉(zhuǎn)移