1、大橋監控測量某某特大橋是衡昆國道主干線高速公路重點控制工程。本橋分為三聯，其布孔為2×30+（65+110+65）+3×30390m，計入起終點兩側橋臺長度后為396m。 主橋為65+110+65m三跨預應力混凝土連續剛構箱梁，箱梁根部高度6.5m，跨中高度2.5m；箱梁根部底板厚70cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8次拋物線變化。箱梁腹板根部厚60cm，跨中厚40cm箱梁腹板厚度在腹板變化段按直線漸變，厚度由60cm變至40cm。箱梁頂板厚度25cm。箱梁頂板寬12m，底寬6m，頂板懸臂長度3m，懸臂板端厚15cm，根部厚70cm。箱梁頂設有2的橫

2、坡，箱梁澆筑分段長度依次為：19m長0號段+5×3.5m+6×4.5m，邊、中跨合攏段長均為2m，邊跨現澆段長度9m。梁段懸臂澆筑最大塊件重量130.0噸，掛籃自重按65.0噸考慮。掛籃與梁段懸臂澆塊件重量比控制在0.5以內，中孔合攏段吊架重量控制在20噸以內。主橋橋型布置及懸灌順序示意圖如圖1-1所示。主橋的施工過程如表所示。圖1-1 主橋橋型布置及懸灌示意圖1 施工線形監控的依據、目的、原則與方法1.1依據某某大橋主橋施工監控實施方案依據下列規范及文件編制：（1）公路工程技術標準（JTG B01-2003）；（2）公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）；（3）

3、公路圬工橋涵設計規范（JTG D61-2005）；（4）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）；（5）公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024-85）；（6）公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）；（7）公路工程質量檢驗評定標準（第一冊 土建工程）（JTG F80/1-2004）；（8）大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（交通部公路科學研究所1980/10）；（9）混凝土結構試驗方法標準（GB50152-92）；（10）云南至廣富高速公路 某某特大橋施工圖設計。1.2目的大跨度的高墩連續剛構橋的梁段施工工序復雜，施工周期較長。在施工過程中，將受到許許多多確定和不確

4、定因素的影響，包括設計計算、橋用材料性能、施工精度、荷載、大氣溫度、混凝土的收縮徐變等諸多方面與實際狀態之間存在差異。所以對施工狀態進行實時線形監測、調整、預測，使施工線形處于有效的控制之中，對設計目標的順利實現是至關重要的。施工線形監控就是對橋梁施工過程中的線形進行監測控制，使施工中的結構處于正確的線形狀態，它是施工質量控制體系的重要組成部分，是保證橋梁建設質量的重要手段。監控單位將配合監理，輔助業主，解決橋梁施工質量控制過程中的線形問題，確保成橋后的軸線線形達到設計要求，以確保橋梁施工的正常運營。1.3原則橋梁施工線形監控是一個預告監測識別修正預告的循環過程，通過各節段位移監控和關鍵截面的

5、應力監控來預測、調整下節段線形。即在施工過程中采取如下的監控策略：懸臂節段的空間位置在施工過程中實時監測并反饋；以懸臂節段空間位置及主橋各關鍵部位的應力狀態兩項指標為控制標準。在施工過程中，如發現某項指標超出控制指標，應立即暫停施工，查明原因，及時糾正，以盡可能保證成橋線形滿足要求。1.4方法在連續剛構橋施工過程中，由于結構空間位置、構件截面尺寸、預應力鋼束張拉力、材料彈性模量、容重、收縮徐變系數等參數的理論值與施工實際情況存在一定的差異，環境溫度、臨時荷載等也常常發生變化，當懸臂澆注節段的施工狀態偏離理想的設計狀態時，如不加以及時的調整控制，就會造成結構的線形偏離設計成橋狀態，造成合攏的困難

6、。施工線形監控采用基本步驟如下：（1）首先以設計的成橋狀態為目標，按照規范規定的各項設計參數計算每一施工步驟的結構理論狀態，并建立起施工過程跟蹤分析的程序；（2）根據擬定的施工組織方案，按施工步驟測量實際結構在各工況下的結構空間變位與關鍵截面的應力等數據；（3）根據實測的數據分析和各設計參數的調整，預測下一階段結構的施工立模標高；（4）通過全過程對結構的跟蹤監測與數據分析，逐步實現設計施工的目標。在施工過程中，誤差的產生不可避免。當結構的空間變位、應力等誤差在某各況能控制在精度范圍之內時，則不必對下一階段的施工作出調整。當這種誤差超出控制精度范圍或各工況的累計誤差已超出控制范圍時，則必須對下一

7、階段的施工立模標高作出調整。2 施工線形監控的內容2.1所需資料監控之前需收集以下資料：（1）施工圖設計文件（含變更設計）；（2）施工組織設計（含施工方案、支架構造圖、實際工期及未來進度安排）；（3）氣象資料：天氣狀況、氣溫、風向、風力；2.2 施工過程結構仿真計算分析根據施工圖設計文件擬定的結構尺寸、配筋情況及施工順序，采用Midas大型有限元程序對施工過程進行仿真分析計算，并按照施工組織設計中的橋梁施工順序，計算結構變形、結構內力和應力分布狀況。由于理論設計參數與實際參數存在差異，施工荷載、實際混凝土彈性模量、容重及施加的預應力等不可能與理論計算完全一致，因此，在施工過程中，應按照施工和設

8、計所確定的施工工藝，以及實際收集的材料指標及參數變化，對計算模型進行不斷的修正，使計算值與實測值之間的差異最小，以便對結構的當前施工狀態的線形實施有效的控制，并科學地預測下一施工階段的結構線形狀態。2.3 施工過程中的線形監控連續剛構橋的施工線形監控內容主要為各節段箱梁的高程監控和總體設計線形監控。主橋高程線形監控是保證橋梁成橋時線形的重要舉措，這是整個施工監控過程中的重點也是難點。實際立模標高應根據實測結果，分析撓度產生差異的主要因素后經調整給出。本橋的的高程線形控制擬采用自適應的控制方法。自適應施工控制系統對于預應力混凝土橋梁，施工中每個工況的線形達不到設計理想目標的重要原因是在設計計算中

9、，構件的實際尺寸、混凝土的彈性模量、材料的比重、徐變系數等重要參數與施工中的實際情況有一定的差距，所以要得到比較準確的控制調整量，必須根據施工中實測到的結構反應來修正計算模型中的這些參數值，再加上一個系統參數辨識過程，整個控制系統就成為自適應控制系統。當結構測量到的狀態與模型計算結果不相符時，把誤差輸入到參數識別算法中去調節計算模型的參數，使模型的輸出結果與實際測量結果相一致。得到修正的計算模型參數后，重新計算各施工階段的理想狀態，按反饋控制方法對結構進行控制。這樣，經過各工況反復辨識后，計算模型最后基本上能與實際結構相一致了，所有這些必須通過線形監控才能做到。圖3-1為高程監控的流程。自適應

10、控制方法進行箱梁高程線形監控，其關鍵技術有三點：箱梁理論標高的計算；箱梁撓度的測試；實測數據的處理，參數識別，預測下一階段立模標高。圖21 高程線形監控的流程圖2.3.1箱梁理論標高的計算在監控之前，做好箱梁設計線形和預拱度線形的計算。設計線形由大橋設計單位提供。預拱度線形的計算的則要在大橋施工圖中施工階段的基礎上進一步細化。懸臂施工階段立模標高的計算公式如下： （1）其中，各施工階段預計標高為： （2）式中，澆注當前塊的下撓值或張拉鋼筋后的總下撓值。2.3.2箱梁撓度測點布置及監測工況由施工單位將高程控制點引至0塊梁頂面上，標上明顯標記并保護好，在以后的施工中以此基點為基準，作為其他水準測點

11、的后視點，得出所測梁頂的高程。每一墩頂至少應布置兩個基準點，每次測試時首先應進行基準點之間的相互校核。對于這些基準點，要求線形監控方和施工單位均每隔一個月復測一次。同時，由施工單位于承臺處布置沉降測點，并在每個施工節段提供沉降觀測數據。（1）測點布置主梁上線形測點具體布置位置如下：1）零號塊頂面布置9個測點，測點布置的頂面圖如圖3-2。 圖2-2 零號塊測點布置頂面圖(單位：cm)2)每一普通懸臂施工塊件頂面布置3個測點（與施工單位共用一套測點，以相互校核）。測點布置頂面圖如圖3-3，斷面圖如圖3-4，測點沿縱橋向布置在離塊件前端10cm處。 圖2-3 各節段測點布置頂面圖(單位：cm) 圖2

12、-4 各節段測點布置斷面圖(單位：cm)（2）監測工況對于每一個懸澆梁段要進行4種工況的線形控制觀測，即掛籃就位、混凝土澆筑后、預應力鋼束張拉前、預應力鋼束張拉完成后。每次測量從懸臂端往墩頂方向的3個斷面，如施工到第3節段梁時，須測量第3、2、1號節段梁的標高。各工況下各測量節段的測點安排如下表：表3-1 各工況下各測量節段的測點安排施工工況量測節段1節段2節段3節段掛籃移動就位1節段梁頂測點2節段梁頂測點掛籃測點澆混凝土1節段梁頂測點2節段梁頂測點掛籃測點張拉預應力筋前1節段梁頂測點2節段梁頂測點3節段梁頂測點張拉預應力筋后1節段梁頂測點2節段梁頂測點3節段梁頂測點 在每個節段施工完成之后，

13、復測全橋各測點標高，并計算相應各點的梁底標高，與計算值進行對比分析。2.3.3實測數據處理、參數識別、預測立模標高在進行橋梁結構分析時采用的理想設計參數值與結構實際狀態所具有的相應設計值的偏差，使結構分析得到的橋梁結構的理想狀態與施工后的結構實際狀態存在誤差。如何找出這種參數的偏差值，也即參數的識別，一方面要辨識對結構狀態影響較大的參數，另一方面要確定參數的實際值。一般辨識對結構狀態影響較大的參數，有：混凝土彈性模量E、混凝土容重、截面面積A、抗彎慣性矩I、收縮和徐變調整系數K、縱向預應力效應P。對參數真實值的識別有兩種方法和手段：一是通過現場測量來確定設計參數的值。二是通過結構計算分析來確定

14、主要的設計參數。現場實測的主要內容有砼容重、彈模，塊件自重、尺寸。結構計算分析部分根據連續剛構懸臂施工的施工過程采用人工變量分離法對自重集度、預應力效應、徐變系數進行辨識。2.4 施工中的應力計布置連續剛構橋關鍵截面的應力對保證結構線形分析結果的正確性至關重要。2.4.1 測點布置主梁上應力測點：選擇11個截面進行應力測點布置，具體位置見下圖3-5。主梁截面上的測點布置上，T的4個根部截面（即截面3、4、8、9）各布置10個測點，除了側板布置2個應變花（測主應力），其余8個測點均為順橋向布置，。其他截面均為布置8個測點，均為順橋向布置，見圖3-6。圖2-5 應力測點截面位置圖（111為主梁測點

15、截面）圖26 主梁斷面應力測點布置圖(左圖為 T根部 ，右圖為L/4和L/2斷面）2.4.2 測試工況每一施工節段選擇澆筑混凝土前，預應力張拉前，張拉預應力鋼筋后這三種工況，測量已澆注結構上的各測點。2.4.3 測試手段由于弦式應變計具有較好的長期穩定性，本橋將主要采用弦式應變計。 EBJ-57應變儀指標： 測量范圍：拉800、壓1200； 測量分辨率：0.02%F.S； 綜合誤差：1.5% F.S。 工作溫度：-25+60 ZXY-2型頻率讀數儀：測量范圍：頻率（f）5005000HZ顯示值10-3； 測量精度：±0.008Hz； 分 辨 力：±0.1Hz； 工作溫度：-

16、10+50； 靈 敏 度：接收信號300uv， 持續時間500ms。 為了減少溫度的影響，應力觀測應安排在早晨進行，由此可將溫度影響造成的誤差減到最小。2.5 施工線形監控中的輔助測試，試驗及資料收集在施工線形監控中除了上述工作之外，還要進行其它的一系列測試，試驗及資料收集。以排除監控中各種干擾因素，或是方便對控制中的敏感參數進行識別。主要項目如下：2.5.1 溫度的測試影響撓度測量數據的一個主要因素是溫度。因此，對溫度影響箱梁撓度的分析不可缺少，但精確計算溫度影響幾乎不可能，因為溫度場隨時隨地都在變化，究竟取什么時刻的溫度場作為標準很難確定。溫度對箱梁撓度的影響一般規律是：溫度變化，箱梁撓度

17、變化具有滯后的現象。箱梁頂底板面的溫差對撓度也產生影響。氣溫上升時，由于箱梁頂面較梁底溫度高，箱外溫度較箱內高，箱體產生下撓現象；反之氣溫下降時，箱梁上撓。因此為盡量避免日照溫差變化對高程線形的影響，在箱梁階段施工確立立模標高時，應盡量選擇外界溫度較穩定、影響較小的時刻進行。撓度觀測安排在早晨太陽出來之前進行。為了摸清箱梁截面內外溫差和溫度在截面上的分布情況，在梁體上布置溫度觀測點進行觀測。溫度測點選T構的一個懸臂（根部和1/4L截面處）作為溫度測試對象，每個截面上的測點采用和測應力相同的點，橋墩的0#塊腹板段測點布置見圖3738。圖2-7 0#塊腹板段測點布置立面圖（混凝土計）圖2-8 0#

18、塊腹板段測點布置剖面圖（混凝土計）溫度測試工況同應力測試工況，即在測量應力的同時記錄各測點的溫度。2.5.2 掛籃實驗掛籃荷載試驗由施工單位進行，并提供掛籃的自重及加載試驗曲線。掛籃加工完成后，選擇場地，進行試拼，并作超載試驗，試驗在加工廠試驗臺上進行，用外力加載法（如外加力和堆載方式）或者內力加載法(千斤頂加載)進行加載。試驗時按掛籃設計承載重量的1.5倍加載，加載和卸載應對稱分級進行，測試每一級加載的掛籃變形值，以檢驗掛籃的受力狀況及其安全性，測取掛籃自身的彈性變形和非彈性變形值,供懸灌梁段立模時參考。2.5.3 橋面臨時荷載的布置資料的收集通過對橋面臨時荷載布置的了解，可以修正計算模型使

19、之更接近于實際情況。也可以方便技術人員在誤差分析時排除橋面臨時荷載的影響。2.5.4 截面尺寸測量具體做法是每澆筑一節段梁之后，在懸臂端進行截面尺寸測量，包括截面高度、頂板、底板和腹板的厚度等等，測量精度應控制在2mm以內2.5.5 橋用材料材性試驗 橋用材料材性試驗如下，并由施工單位提供試驗數據：（1）橋墩混凝土齡期為7、14、28天的現場同條件養護的混凝土彈性模量及混凝土強度，混凝土容重；（2）主梁每一節段混凝土齡期為7、14、28天的現場同條件養護的混凝土彈性模量及混凝土強度，混凝土容重；（3）預應力鋼絞線實測抗拉強度及彈性模量。2.5.6 澆注混凝土方量的收集每一施工節段混凝土澆筑方量

20、對懸臂施工的連續梁橋來說，影響很大，必須認真記錄每一施工節段澆筑混凝土方量。2.6 線形監控具體流程（1） 按照預報的掛籃定位標高定位掛籃，由施工單位測量定位后的掛籃標高，經監理簽認后向控制小組提供掛籃的定位測量結果。（2） 立模板、綁扎鋼筋。（3） 澆筑混凝土前，測量正在施工的梁段以及之前的兩個梁段的高程測點，復測掛籃定位標高，墩頂的水平位移，經監理簽認后報施工控制小組，控制小組用振弦儀測控截面的應力分布。（4） 施工控制小組分析測量結果，如需調整，給出調整后的標高。（5） 澆筑完混凝土后第二天測量正在施工的梁段以及之前的兩個梁段的測點標高，測量本梁段端部梁底和預埋在梁頂的測點標高，建立測點

21、與梁底標高的關系，經監理簽認后提供施工控制小組。（6） 按公路工程檢驗評定標準檢查斷面尺寸，經監理方簽認后提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況。（7） 張拉預應力鋼筋前，測量正在施工的梁段以及之前的兩個梁段的高程測點，經監理簽認后提供施工控制小組。（8）施工控制小組分析測量結果，調整相應的設計參數。（9）張拉預應力鋼筋后，測量正在施工的梁段以及之前的兩個梁段的高程測點，經監理簽認后提供施工控制小組；控制小組用鋼筋振弦測控制截面的混凝土應力分布。（10）施工控制小組分析測量結果，根據上一施工周期梁底標高測量值和應力、溫度等測量結果以及上一施工階段的混凝土試驗結果計算、預報下

22、一施工周期的掛籃定位標高。（11） 監理將上述預報標高最后核定后下指令交施工單位執行。工作程序的關鍵是：每個施工循環過程的結束都必須對已完成的梁段進行全面的測量，分析實際施工結果與預計目標的誤差，從而及時地對已出現的誤差進行調整，在達到要求的精度后，才能對下一施工循環作出預報。2.7 施工線形監控預警系統線形監控的目的是為了確保橋梁建成后滿足設計的線形要求。通過施工監控，及時發現施工過程中存在的結構安全隱患。當監測發現結構變形超出規范允許的誤差范圍或與理論計算值相差過大等情況時，將及時預警，暫停施工，并由施工控制領導小組組織設計、監理和施工各方，必要時聘請專家，召開專題會議，共同商議解決問題。

23、3 監控精度與總體要求3.1監控的精度（1）成橋后的線形（標高） ±50 mm（2）合龍相對高差 ±30 mm（3）軸線按公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）執行3.2 監控的總體要求(1) 嚴格控制施工臨時荷載。材料堆放要求定點、定量。(2) 變形測量工作由施工單位和監控單位分別進行，并協同監理在現場及時校對復核。(3) 應力測量工作由監控單位獨立進行。(4) 所有觀測記錄必須注明工況（施工狀態）、日期、時間、天氣、氣溫、橋面特殊荷載和其它突變因素。(5) 每一施工工況完成后，由各有關單位進行相關測試，確認測試結果無誤后方可進行下一工況的施工。(6) 各工況的變形測試工作必須回避日照溫差的影響。(7) 結果和指令經有關方確認后方可執行，進行下一階段的施工。4 施工監控工作注意事項4.1 線形監測的注意事項(1) 橋梁施工線形監測工作貫穿于施工的全過程