橋梁施工監(jiān)控綜述

1、橋梁施工監(jiān)控綜述摘要：隨著現(xiàn)代化的進程越來越快，橋梁的建設也越來越現(xiàn)代化，橋梁結構也越來越復雜，為了保證橋梁結構安全、提高施工質(zhì)量，必須在整個施工過程中采用各種手段對橋梁結構進行監(jiān)測與控制。本文深入地探討了監(jiān)測與監(jiān)控技術在橋梁施工及事故分析中的應用，詳細的闡述了橋梁施工監(jiān)測與監(jiān)控對于降低橋梁事故發(fā)生率，提高橋梁施工安全性等方面的重要作用。關鍵詞：橋梁施工；監(jiān)測；控制一、 前言近幾年來，國內(nèi)的交通運輸量增長速度驚人，許多跨度橋梁應運而生，在這當中懸索橋最引人注目，比如青馬大橋，虎門大橋。懸索橋的跨度大，造型優(yōu)美，材料節(jié)約，已經(jīng)逐步成為了橋梁建設的重要選擇。橋梁跨度自幾百米至三千余米，跨度不斷增大

2、，其柔性也相對增大，對風的作用也特別敏感，很多國家都曾發(fā)生過一些橋梁垮塌事件，導致比較嚴重的后果。為了確保橋梁結構建設的安全，必須要充分了解它的變形以及受力的具體情況。當橋跨結構出現(xiàn)變形和應力時，監(jiān)測工作就顯得非常重要了。由于橋梁建設的技術相對較為復雜，并且要求也非常高，所以在施工的過程當中必須要控制好它的質(zhì)量，同時也要避免出現(xiàn)裂縫等問題，以確保施工安全性。因此，做好橋梁施工過程當中的監(jiān)控工作是具有重要意義的。本文根據(jù)以往的橋梁建設以及相關的研究資料，主要研究了幾種橋梁監(jiān)測監(jiān)控的具體方法以及具體要求，從而提出相關的監(jiān)控依據(jù)，可以更好地提高橋梁建設的監(jiān)控水平，更好地確保橋梁建設的質(zhì)量。二、 橋梁

3、施工監(jiān)控的重要性橋梁施工監(jiān)測與控制是橋梁施工技術的重要組成部分，它以設計成橋狀態(tài)為實現(xiàn)目標，在整個施工過程中，通過實時監(jiān)測橋梁結構的實際狀態(tài)和環(huán)境狀況，獲得橋梁結構的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的差距，運用現(xiàn)代控制理論對差異進行識別、調(diào)整、預測，使橋梁施工狀態(tài)最大限度的接近理想狀態(tài)，從而保證橋梁結構在施工過程中的安全，最終達到橋梁結構成橋狀態(tài)，滿足設計和施工規(guī)范要求。橋梁施工監(jiān)控不僅是橋梁施工技術的重要組成部分，而且也是實施難度相對較大的部分。對于不同體系、不同環(huán)境、不同施工方法、不同建設材料等的橋梁，其施工監(jiān)控技術要求也不盡相同。1. 避免橋梁事故發(fā)生橋梁建設最重要的一個環(huán)節(jié)就是安全保證。橋梁建設的安

4、全需要依靠橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控作為保證，為提高橋梁建設的安全可靠性，就要加強對施工控制重要性的認識。施工監(jiān)控不只是橋梁建設中的安全系統(tǒng)，也是監(jiān)測橋梁后期使用過程中安全耐久性的一個綜合系統(tǒng)，因此對橋梁施工的整個過程實施監(jiān)測和監(jiān)控是非常有必要的。建立橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)，就可以在各施工階段，采取監(jiān)測手段獲得橋梁結構變形及內(nèi)力有關數(shù)據(jù)，進而對橋梁施工進展進行掌控。在橋梁施工的各個階段，應該利用監(jiān)測手段全面的監(jiān)測結構的真實內(nèi)力以及變形情況，若監(jiān)測值與計算預計值具有較大的差距時，施工不能進行下去，應該停止，并且進行必要的檢查，查出誤差產(chǎn)生的原因，對施工設備、施工技術或者施工材料進行全面檢查分析，找出原因

5、并及時的處理，防止后期問題越來越大，造成不可彌補的過失，引發(fā)安全事故。位于加拿大的魁北克橋，計者庫帕陶醉于自己的設計中，忘乎所以的把大橋從500米加長到600米，當工作人員正在考察為大橋剪彩時，大橋的整個結構突然垮塌墜落，19000噸鋼材和86名施工人員落入水中，只有11人生還，釀成了一場悲劇。分析其中的原因就是因為桁架太長直接導致中間的下弦桿承受了非常大的壓力，引起了下弦桿不再穩(wěn)定，導致了全桁架損害嚴重。如果在加拿大魁北克橋建設施工中，如果有必要的監(jiān)控手段，在橋梁的建設中，對內(nèi)應力相對較大的桿件，布置一些監(jiān)控點，對其進行實時的監(jiān)控，那么這場悲劇也不會發(fā)生。因此一座橋梁是否能按時按質(zhì)的完成，同

6、時避免施工事故的發(fā)生，就必須加強橋梁施工中監(jiān)測與監(jiān)控技術，尤其是對造價昂貴的大跨度橋梁，監(jiān)控措施是必不可少的。不斷發(fā)展的交通事業(yè)，不斷提高的交通流量、荷載等級等因素，以及不可預測的自然破壞力都將對橋梁安全構成一定威脅，如監(jiān)控了橋梁建設施工過程，并將觀測點長期預留，都會對橋梁安全監(jiān)測創(chuàng)造有利條件，進而為橋梁使用及養(yǎng)護提供重要參考數(shù)據(jù)，以確保橋梁安全。橋梁在使用過程中的監(jiān)測系統(tǒng)需要具有長期有效性，橋梁養(yǎng)護部門可結合橋梁實際應用情況采取必要的維護措施，而不只是采用外觀檢查等方法獲得參考依據(jù)以進行相應養(yǎng)護。要對橋梁養(yǎng)護的目前情況進行改變，就要對橋梁各部位使用情況進行主動客觀地預報，在橋梁施工過程中采用

7、施工控制系統(tǒng)，監(jiān)測橋梁使用過程，以保證投入較大資金建設，關系到國計民生的橋橋梁更加安全耐久。因此，在橋梁工程施工中，根據(jù)實際情況，在相應的位置預留橋梁長期監(jiān)控點，以便后期對橋梁進日常的維護和保養(yǎng)，延長其使用壽命，并為橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測的條件。當然，若想更好的監(jiān)測和監(jiān)控橋梁施工，就必須不斷引進先進的技術和設備，對監(jiān)測監(jiān)控人員進行定期的專業(yè)技術培訓。全面提高我國在施工中的監(jiān)測監(jiān)控技術，促進我國建筑施工行業(yè)的快速發(fā)展。2. 為橋梁安全施工提供重要參考依據(jù)對橋梁項目施工建設過程實施有效的監(jiān)測和監(jiān)控對施工方案和加荷程序及時調(diào)整，為橋梁質(zhì)量及安全建設提供重要參考數(shù)據(jù)，對橋梁施工的進度和質(zhì)量安全有著非常重

8、要的意義。監(jiān)測與監(jiān)控技術不僅可以及時的發(fā)現(xiàn)橋梁施工中潛在的問題，對施工方案進行調(diào)整、完善，及時的亡羊補牢；同時，還可以給橋梁安全施工提供準確可靠的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對橋梁的質(zhì)量和安全具有非常重要的意義。在鋼管混凝土拱橋的施工時，由于拱肋受力情況比較復雜多變，需要在主橋拱的結構上多次變化受力方向和體系，致使施工難度大，對橋梁的施工質(zhì)量安全提出了更高的要求。所以，必須在空鋼管合攏之后，對于橋梁的上部結構進行實時的監(jiān)測監(jiān)控。杜絕由于各種難以預計的因素，讓主拱肋局部應力出現(xiàn)超限，甚至是失穩(wěn)的情況，通過這樣減少由于橋面的變形從而產(chǎn)生的事故。在施工的整個過程中，通過實時的對橋梁結構監(jiān)測，得到建設過程中數(shù)據(jù)，并

9、且根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，及時的對施工過程的控制參數(shù)進行調(diào)整。同時，可以把已經(jīng)建成，但是結構已經(jīng)偏離控制的工程，在下一階段的施工過程中，進行及時有效的調(diào)整，這樣就可以保證結構線形的平順，同時，對實際內(nèi)力分布進行全面的監(jiān)控，這樣就可以讓橋梁一直處于安全的承受范圍以內(nèi)。一般來說，注混凝土到鋼管拱肋內(nèi)是非常危險的一個施工階段。所以，為了保證橋梁建設的安全，任何一篇拱肋在注入混凝土的時候，都應該對拱肋內(nèi)力和拱腳位移一直進行監(jiān)測。整個監(jiān)測的重點，應該是是拱頂L/2、L/4以及3L/4截面的上邊和下邊的監(jiān)測點的變化值。對L/2截面的監(jiān)測點應該由其關注上緣產(chǎn)生的拉力變化，并且及時的通知建設單位改變配重值，減少“冒頂

10、”的損壞；同時，對于L/4和3L/4的截面，應該更多的關注2個截面測點的對稱值。嚴格的控制壓注的速度，這樣才能保持兩端的混凝頂面同步上升，達到防止其中一側(cè)的混凝土標高上升的速度過快。橋梁的監(jiān)測和監(jiān)控在解決施工中出現(xiàn)的疑難問題方面，可以依靠數(shù)據(jù)，提供非常可靠的分析。比如，山東的某座橋梁，設計為一座下承式的拱橋，總體布置為三跨的結構，橋梁中孔為跨徑達到80.80m的下承式預應力混凝土系桿拱，橋梁的邊孔是混凝土的T字型的梁，大約為30m，整個橋的橋長接近150m。橋梁的張拉預應力鋼絞線的控制模式，是雙控模式，通過油壓，以及張拉伸長進行控制。在橋梁上張拉系梁上的某處鋼絞線的時候，通過監(jiān)測顯示油壓控制指

11、標可以滿足預定的要求，但是張拉伸長量卻不能達不到要求。在橋梁的1L/6，2L/6，3L/6，4L/6，5L/6等五個位置的截面里面埋設內(nèi)部含有鋼筋計，對鋼絞線的張拉進行有效的監(jiān)測。根據(jù)理論，張拉是兩頭進行的張拉，中間截面應力以及軸力增量不可能達到最大，所以鋼絞線的中間一定存在一些問題。并且根據(jù)有效的數(shù)據(jù)分析，判斷鋼絞線一定是在中間的某個位置卡住了。之后，通過把整個鋼絞線抽出進行必要的檢查。終于發(fā)現(xiàn)鋼絞線中間一段有非常明顯的混凝土粘過的地方。因此推斷可能是在進行澆梁工作的時候，很有可能混凝土不小心流入了波紋管。因此，導致鋼絞線被粘住，所以在張拉的時候被卡在鋼絞線的某一段沒法動不了。根據(jù)監(jiān)測的結果

12、，并且經(jīng)過實踐，得出分析判斷是完全正確的。這有效的證明了橋梁施工監(jiān)測和監(jiān)控完全可以為橋梁施工出現(xiàn)的疑難問題，需要分析的情況，提供有效的依據(jù)。在橋梁建設過程中，應該盡可能多考慮到施工中引起幾何形狀及內(nèi)力狀況改變的各種因素，為施工的有序進行奠定堅實的基礎。在施工前設計時，根據(jù)以往的經(jīng)驗和橋梁的實際施工特點，盡管已經(jīng)對施工中可能出現(xiàn)的問題進行了全面的考慮，但是由于施工條件（周圍環(huán)境、季節(jié)氣候、施工技術、人力物力）的復雜多變性，在設計時難以估計結構的實際狀態(tài)，有可能對施工的進度和質(zhì)量造成一定程度的影響。所以，為了及時解決或者避免施工過程中所有會出現(xiàn)的不良狀況，確保施工的正常進度和橋梁的質(zhì)量安全，就必須

13、提高橋梁施工過程中的監(jiān)測與監(jiān)控技術，杜絕各種難以預計的因素對施工過程造成不必要的損害。在橋梁施工過程中，采取先進的實時監(jiān)測與監(jiān)控技術，獲得橋梁施工中各種參數(shù)的數(shù)據(jù)，及時對施工過程的控制參數(shù)進行調(diào)整；同時，做好每個環(huán)節(jié)的施工數(shù)據(jù)記錄，在確保已經(jīng)建成單項工程質(zhì)量安全的基礎上，結合下一階段施工工程的實際特點，適當?shù)倪\用上階段監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并不斷的進行調(diào)整。這樣不僅可以保證橋梁的質(zhì)量和工程結構線性的平滑，還大大縮短了施工的周期，提高了橋梁施工的進度和質(zhì)量。同時，對實際內(nèi)力分布進行全面的監(jiān)控，使橋梁施工一直處于安全的承受范圍。例如在某座大橋施工過程中，發(fā)現(xiàn)其張拉噸位不能與鋼絞線伸長量相平衡，始終不能達到預

14、測的設計值。監(jiān)測人員通過監(jiān)測與監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，張拉預應力鋼絞線采用油壓控制和張拉伸長量控制，在張拉系橋梁上的一處鋼絞線時，油壓控制指標滿足，但是張拉伸長量達不到設計值，推斷可能是張拉時卡在了中間某一段不能動了。根據(jù)監(jiān)測和監(jiān)控的數(shù)據(jù)，及時快速的解決了問題，保證了施工的進度和質(zhì)量。3. 積累技術資料近年來，人們對橋梁不僅有交通運輸?shù)膶嵱脙r值，還有審美價值。在國內(nèi)現(xiàn)在的橋梁設計上，很多都采用了新穎的結構體系，在整個的施工過程中靜定、超靜定體系需要比較復雜的轉(zhuǎn)換，變成了復雜的結構受力，也具有多變的結構受力狀態(tài)，甚至有的時候和建成后的運行狀態(tài)相比，更加不利。采用施工監(jiān)測與監(jiān)控方法可有效驗證設計理論、方法及

15、相應計算結果，為橋梁設計施工的安全性積累重要的基礎資料。諸如某箱形截面系桿拱橋的施工過程中，監(jiān)測監(jiān)控橋梁時可發(fā)現(xiàn)腹板混凝土澆筑時，對拉斷的拉筋、局部變形腹板、局部焊縫發(fā)生撕裂等情況，其主要原因就是由于沒有足夠的拉筋而導致的。結合監(jiān)測此類型橋梁的實踐經(jīng)驗，在監(jiān)測和監(jiān)控另一特大跨徑鋼管混凝土系桿拱橋施工中，對其腹板對拉筋沒有達到足夠數(shù)量而及時發(fā)現(xiàn)，因此，可提出將腹板對拉筋數(shù)量增加的處置方法，將腹板對拉筋數(shù)量增加，以確保橋梁繼續(xù)順利施工。諸如監(jiān)測監(jiān)控某大跨度鋼管混凝土系桿拱橋施工時，發(fā)現(xiàn)拱腳幾天就位移了60-68mm，這對于橋梁的施工是非常不利的。監(jiān)測人員通過監(jiān)測和監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)導致該情況的主要原因，

16、并不是突然變化的橋面荷載，而是因系桿原來自然下垂，采用工字鋼將其進行了20mm的抬高，支承在橋面上的系桿由下垂懸鏈線向水平直線變化，導致拱腳外移幅度較大。監(jiān)測到此情況后應及時向施工單位通報，以采取張拉系桿的措施，以免發(fā)生不良后果。若只結合荷載變化對拱腳位移進行關注，而對監(jiān)測沒有引起重視將可能發(fā)生不利后果。因此通過監(jiān)測與監(jiān)控技術，及時的發(fā)現(xiàn)橋梁施工中存在的問題并解決，為橋梁施工積累了更多的技術經(jīng)驗，促進橋梁施工安全順利進行。三、 橋梁施工監(jiān)測1. 橋梁施工監(jiān)測方法1) 幾何形態(tài)監(jiān)測無論采用什么施工方法，橋梁結構在施工過程中都會或多或少的發(fā)生變形，這種變形會受到各種因素的影響，使得橋梁結構在實際過

17、程中的實際位置（立面標高，平面位置）狀態(tài)偏離預期狀態(tài)，使橋梁難以順利合攏，所以必須對橋梁實施幾何監(jiān)控。幾何形態(tài)監(jiān)測的目的主要是獲取(識別)已形成的結構的實際幾何形態(tài)，其內(nèi)容包括高程、跨度、結構或纜索的線形、結構變形或位移等。它對施工控制、預報非常關鍵。目前用于橋梁結構幾何形態(tài)監(jiān)測的主要儀器包括測距儀、水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀等。對需全過程跟蹤監(jiān)測的結構幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測通過指定控制點的位置坐標監(jiān)測加以體現(xiàn)。對需定期監(jiān)測的結構幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測是指對那些無需全過程監(jiān)測的控制量進行的定期復核性的監(jiān)測。目的是了解諸如橋墩(塔)、拱座、錨碇等有無超出設計范圍的異常變形或變位，屬于結構安全性監(jiān)測。這些監(jiān)測

18、通常采用精密水準儀、精密傾角儀等進行量測。為保證幾何控制目標的順利實現(xiàn)，每道工序的幾何控制誤差允許范圍也需要事先研究并確定下來。通常采用測距精度和測角精度不低于規(guī)定值如±(2mm+2m)和±2的全站儀并結合固定高度發(fā)光體照準目標作為需要全過程跟蹤監(jiān)測的三維幾何形態(tài)參數(shù)(如懸索橋索塔位置、主索鞍位置、主纜索和加勁梁線形、索夾位置等；斜拉橋索塔位置、斜拉索錨固位置、加勁梁平面位置等；拱橋軸線線形、拱上結構位置等；連續(xù)剛構橋墩位、懸臂施工箱梁的平面位置等)的監(jiān)測手段；采用精密水準儀和銦鋼水準尺聯(lián)測、活動砧標視準線法觀測和精密電子傾角儀傾角測量等作為一般高程、變形(位)等的監(jiān)測手段

19、。對需全過程跟蹤監(jiān)測的結構幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測通過指定控制點的位置坐標監(jiān)測加以體現(xiàn)。下面僅列出兩種主要橋梁常見施工控制標準，供參考。懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)橋梁、連續(xù)剛構橋誤差限值（mm）a)成橋后線形（標高）±50。b)合龍相對高度30±c)軸線按公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ041-2000）執(zhí)行?；炷列崩瓨蛘`差限值（mm-索塔a)軸線偏位：10b)傾斜度：H/2500且30（或設計要求）（H為橋面以上塔高）c)塔頂高程：±101)。一般系在結構溫度趨于恒定的時間區(qū)段內(nèi)(一般為夜間10:00至次日凌晨6:00)，利用橋址附近的施工平面和高程控制網(wǎng)，采用全站儀并以

20、安裝在各控制點的高亮度發(fā)光體和測距棱鏡作為照準目標，進行多測回觀測的極坐標和三角高程測量獲取控制測點三維大地坐標的測量，并通過坐標變換求出控制測點的施工設計位置坐標。在進行控制點位置坐標監(jiān)測時，應同時對結構溫度進行監(jiān)測，只有在結構溫度趨于穩(wěn)定后，所觀測到的控制點位置坐標方可作為監(jiān)測結果。對于結構溫度趨于穩(wěn)定的標準問題，根據(jù)經(jīng)驗可定為:若以結構構件同一斷面上的表面測點平均溫度作為結構構件斷面測試溫度，則構件長度方向測試斷面的最大溫差|t|應不超過2，在同一測試斷面上測點溫度的最大溫差|t|應不超過1。對需定期監(jiān)測的結構幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測，是指對那些無需全過程監(jiān)測的控制測量進行的定期復核性的監(jiān)測，

21、目的是了解諸如橋墩(塔)、拱座、錨碇等有無超出設計范圍的異常變形或變位，屬于結構安全性監(jiān)測。這些監(jiān)測通常采用精密水準儀、精密傾角儀等進行觀測。對于定期監(jiān)測的數(shù)據(jù)，按照不同等級水準測量的國家規(guī)范等有關標準規(guī)定的外業(yè)成果記錄整理方法，采用手工記錄、現(xiàn)場外業(yè)手簿計算水準聯(lián)測閉合差、測量中誤差以及觀測點的變位或變位值。對于全過程動態(tài)跟蹤的幾何參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，首先對在現(xiàn)場手工記錄的角度、距離等原始觀測值進行100%的檢查，在觀測數(shù)據(jù)滿足有關規(guī)范、標準規(guī)定的限差的前提下，對觀測成果進行必要的改正(如棱鏡常數(shù)、氣象條件)，然后進行觀測點的三維坐標轉(zhuǎn)換(一般需轉(zhuǎn)換至施工設計位置坐標)。為確保橋梁施工放樣和幾何控

22、制的精度，施工現(xiàn)場一般都建立有高精度的施工平面和高程控制網(wǎng)。在上述控制網(wǎng)的基礎上，根據(jù)結構幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測工作的可實現(xiàn)性和現(xiàn)場操作便利性要求，在進行局部控制網(wǎng)優(yōu)化處理后，便可形成監(jiān)測控制網(wǎng)，并以此作為結構幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測的控制基準。由于幾何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測結果將直接反饋給施工控制系統(tǒng)，所以，不但要求其結果具有準確性，同時還要求數(shù)據(jù)整理要及時。2) 結構截面的應力監(jiān)測結構截面的應力(包括混凝土應力、鋼筋應力、鋼結構應力等)監(jiān)測是施工監(jiān)測的主要內(nèi)容之一，它是施工過程的安全預警系統(tǒng)，無論是拱橋、梁(剛構)橋，還是斜拉橋和懸索橋，其結構某指定點的應力也同其幾何位置一樣，隨著施工的推進，其值是不斷變化的。橋

23、梁結構在實際施工過程中以及在成橋狀態(tài)的受力情況是否與設計相符合是施工監(jiān)控要明確的一個重要問題。通過結構應力的檢測來了解實際應力狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)實際應力狀態(tài)與理論（計算）應力狀態(tài)的差別超限就要進行原因查找和調(diào)控，使之在允許范圍內(nèi)變化。不管是哪種橋梁，拱橋或者是斜拉橋，它們的結構特點的應力位置基本都是一樣的，而隨著橋梁施工的不斷推進，它們的數(shù)值也在跟隨著變化。在同一個時間段，它們的應力值也應該是與所預測的數(shù)值相同的。安全范圍是否在規(guī)定的范圍之內(nèi)，是施工控制的一個關鍵因素，而唯一可以有效解決的方法是做好監(jiān)測工作。如果在監(jiān)測過程當中出現(xiàn)了異常情況，應馬上停工進行處理，并且查找其中的原因進行及時解決。一般情

24、況下，橋梁建設的周期都較長，因此，這種監(jiān)測方法就需要長期性連續(xù)作業(yè)。目前應力監(jiān)測主要是采用電阻應變儀法、鋼弦式傳感器法等。對于要求適合于現(xiàn)場的復雜情況、連續(xù)時間較長且量測過程始終要以初始零點作為起點的應力監(jiān)測，目前基本上均采用鋼弦式傳感器，其主要原因是鋼弦式傳感器具有良好的穩(wěn)定性，具有應變累積功能，抗干擾能力較強，數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點。不足之處是其體積仍然較大，且由于通常要埋于結構內(nèi)，容易在施工時被損壞而失效；且從實際情況看，鋼弦式傳感器雖然較其它傳感器優(yōu)越，但總還是存在溫度漂移和零點漂移等問題。對應力控制的項目和精度還沒有明確的規(guī)定，需根據(jù)實際情況確定，主要包括：1）結構在自重下的應力（實際應

25、力與設計相差宜控制在+5%）。2）結構在施工荷載下的應力（實際應力與設計應力相差宜控制在+5%）3）結構預加應力：結構預加應力除對張拉力實施雙控（油表控制和伸長量控制，伸長量誤差允許在±6%以內(nèi)）外，還必須考慮管道摩阻影響（對于后張結構）。3) 索力監(jiān)測大跨橋梁采用斜拉橋、懸索橋等纜索承重結構越來越廣泛，特別是跨徑在500m以上時基本是斜拉橋、懸索橋。斜拉橋的斜拉索、懸索橋主纜索及吊索索力是設計的重要參數(shù)，也是施工監(jiān)控實施中需要監(jiān)測與調(diào)整的施工控制參數(shù)之一。索力量測效果將直接對結構的施工質(zhì)量和施工狀態(tài)產(chǎn)生影響。要在施工過程中比較準確地了解索力實際狀態(tài)，選擇適當?shù)牧繙y方法和儀器，并設法

26、消除現(xiàn)場量測中各種誤差因素的影響非常關鍵?？晒┈F(xiàn)場量測的方法目前主要有3種。(1)壓力表量測法目前，索結構通常使用液壓千斤頂張拉，由于千斤頂?shù)膹埨透字械囊簤汉蛷埩τ兄苯拥年P系，所以，只要測定張拉油缸的壓力就可求得索力。使用0.30.5級的精密壓力表，并事先通過標定，求得壓力表所示液壓和千斤頂張拉力之間的關系，則利用壓力表測定索力的精度也可達到1%2%。(2)壓力傳感器量測法：該法是指在懸索橋主纜索股或斜拉橋斜拉索等錨下安裝壓力傳感器，通過二次儀表讀取拉索索力。這種方法量測的準確性高，穩(wěn)定性較好，易于長期監(jiān)測，選擇恰當?shù)膫鞲衅鞒凉M足施工控制監(jiān)測需要外，還可用于橋梁使用過程中的索力量測。振動頻率

27、量測法是利用索力與索的振動頻率之間存在對應關系的特點。在已知索的長度、兩端約束情況、分布質(zhì)量等參數(shù)時通過測量索的振動頻率，進而計算出索的拉力。橋梁結構中的索并不處于絕對靜止狀態(tài)，而是時刻發(fā)生著環(huán)境隨機振動，且各階頻率混在一起，要用精密的檢振器才能感受，通過頻譜分析，根據(jù)功率譜圖上的峰值才能判定其各階頻率。頻率得到后即可據(jù)以求算索力?，F(xiàn)有的儀器及分析手段使頻率測定精度可達0.005Hz。當索的端部約束不明顯時，通常需經(jīng)現(xiàn)場試驗確定相應的換算長度。振動頻率法在實施中要求現(xiàn)場操作人員有一定的經(jīng)驗。在監(jiān)測中應根據(jù)實際情況選用最為合適的測試方法。為確保監(jiān)測的準確性，最好是上述兩種或三種方法同時并用，互為

28、校驗，在掌握了某種關系和規(guī)律后，也可采用以某種方法為主，以其他方法作為校核的方式進行大批量監(jiān)測。(3)振動頻率量測法這種方法是利用索力與索的振動頻率之間存在對應關系的特點，在已知索的長度、兩端約束情況、分布質(zhì)量等參數(shù)時通過測量索的振動頻率，進而計算出索的拉力。根據(jù)弦振動理論，當張緊索抗彎剛度可忽略時(即柔性索)，其動力平衡方程:mg×2yt2-T2yx2=0(1)式中:y為橫向坐標(垂直于索的長度方向)；x為縱向坐標(沿索的長度方向)；m為單位長度的質(zhì)量；g為重力加速度；T為索的張力；t為時間。若索的兩端為鉸接時，可得:T=4mL2n2g×f2n(2)式中:fn為索的第n階

29、自振頻率；L為索的計算長度；n為振動階數(shù)。當索的抗彎剛度不能忽略(即剛性索)，且索的兩端為鉸接時，同樣可根據(jù)動力平衡條件得到:T=4mL2n2g×f2n-n2EIL2(3)式中:EI為索的抗彎剛度。橋梁結構中的索并不處于絕對靜止狀態(tài)，而是隨著環(huán)境變化隨機振動，且各階頻率混在一起，要用精密的檢振器才能感受，通過頻譜分析，根據(jù)功率譜圖上的峰值才能判定其各階頻率，頻率得到后即可據(jù)以求索力。現(xiàn)有的儀器及分析手段使頻率測定精度可達0.005Hz。當索的端部約束不明顯時，通常需經(jīng)現(xiàn)場確定相應的換算長度。振動頻率法要求現(xiàn)場操作人員有一定的經(jīng)驗。在監(jiān)測中應根據(jù)實際情況選用最為合適的測試方法。為確保監(jiān)

30、測的準確性，最好是上述2種或3種方法同時并用，互為校驗，在掌握了某種關系和規(guī)律后，也可采用某種方法作校核的方式進行大批量監(jiān)測。4) 預應力監(jiān)測預應力水平監(jiān)測方法這種方法是控制橋梁施工的一種重要的監(jiān)測措施。預應力水平是影響預應力橋梁(如連續(xù)梁、連續(xù)剛構橋等)施工控制的目標實現(xiàn)的主要因素之一。在監(jiān)測中主要是對預應力筋的張拉真實應力、預應力管道摩阻損失及其永存預應力值進行監(jiān)測。對于前者，通常在張拉時通過在張拉千斤頂與工作錨板之間設置壓力傳感器測得。對于后兩者，可在指定截面的預應力筋上貼電阻應變片測其應力，張拉應力與測得的應力之差即為該截面的預應力管道摩阻損失值。5) 溫度溫度監(jiān)測對于大跨度橋，特別是

31、斜拉橋、懸索橋等，其溫度效應是十分明顯的。如斜拉橋斜拉索在溫度變化時將相應伸長或縮短，直接影響主梁高程；懸索橋主纜索線形矢高將隨溫度的改變而變化， 如果溫度發(fā)生了改變，其索塔也會跟隨改變，出現(xiàn)變位，這些都會對主纜的架設、吊桿下料長度等產(chǎn)生很大影響；懸臂施工連續(xù)剛構(梁)橋高程也將隨溫度的變化發(fā)生上(下)撓。由于在進行懸臂施工時，它的連續(xù)剛構標高會跟隨溫度有所變化，所以，在進行橋梁施工時必須要控制好結構的溫度，從而才能掌握好合理的架設以及立模時間，準確測量出橋梁結構的溫度效應，這對于監(jiān)控橋梁施工是十分重要的。因此，在大跨度橋梁施工過程中對結構的溫度進行監(jiān)測尋求合理的立模、架設等時間，修正實測的結

32、構狀態(tài)的溫度效應，對橋梁按目標施工和實施施工監(jiān)控是十分重要的。目前，結構溫度的測量方法較多，包括輻射測溫法、電阻溫度計測溫法、熱電偶測溫法等。每種方法的測量范圍、精度和測量儀器的體積及測量繁雜程度都有所不同，通常應選用體積小、附著性好、性能穩(wěn)定、精度高且可進行長距離傳輸監(jiān)測結果的測溫元件。對于懸索橋主纜架設期間的溫度監(jiān)測，其重點應放在基準索股和一般索股上。通常沿跨長方向選擇多點(斷面)進行測量，每一斷面則沿索股周長上、下和左、右對稱布置溫度傳感器，并使其緊貼于索股表面股絲之間，確保所測溫度是索股表面股絲的真實溫度，在基準索股線形觀測的同時對各斷面溫度進行監(jiān)測。在一般索股架設時對基準索股和欲調(diào)一

33、般索股同時進行溫度監(jiān)測。根據(jù)基準索股和欲調(diào)索股的相對溫差計算其間的相對高差修正值。在監(jiān)測懸索橋架設溫度時，必須要放到一般以及基準索股上，這也是一個重點。在一般情況下，進行測量時可以沿跨長的方向進行多點的選擇，對于每一個斷面都可以沿著索股進行布置。再應用溫度傳感器測量，同時要緊貼在索股和股絲之間，這樣才能保證測量的溫度具有準確性。架設一般索股時，可以對一般以及基準索股同時監(jiān)測，再根據(jù)它們的溫差進行有效的修正，計算出準確值。對斜拉橋斜拉索、懸索橋主纜等成纜結構的溫度狀態(tài)確定正確與否，將直接影響其主梁立模標高的確定和加勁梁吊裝架設的控制計算。由于鋼絲間的空隙影響，纜索橫截面內(nèi)的溫度場分布很不均勻，根

34、據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，對直徑較小的纜索，其平均溫度可取主纜表面測點溫度的平均值，但對直徑超過60cm的纜索，應對其表面測點的平均溫度進行適當?shù)匦拚拍茏鳛槠淦骄鶞囟?即計算溫度取用值)。對連續(xù)剛構梁體、斜拉橋和懸索橋索塔等混凝土結構的溫度測量包括表面溫度測量和體內(nèi)溫度測量兩方面。對結構表面溫度采用表面溫度點測計測量，點測計測量靈活性大，可對任意點處的表溫進行測量；對體內(nèi)溫度測量通常是將選好的溫度傳感器貼在鋼筋上，在作防潮和防機械損傷處理后埋入指定截面的混凝土體內(nèi)并引出導線，通過溫度測量顯示儀讀取溫度值。由于大跨度橋梁結構的結構溫度是一個復雜的隨機變量，它與橋梁所處的地理位置、方向、自然條件(如環(huán)境氣溫

35、、當時風逵風向、日照輻射強度)、組成構件的材料等因素有著密切的關系，設計中很難預計施工期間的結構實際溫度。一般情況下，橋梁的結構溫度會隨時發(fā)生改變，也是相對復雜的，與它的自然條件以及地理位置、構成材料以及方向等各個方面都有著一定的聯(lián)系。在設計過程當中很難判斷出它的具體溫度，所以，為保證大橋施工達到設計要求的內(nèi)力狀態(tài)和線形，必須對結構實際溫度進行實地監(jiān)測，監(jiān)測時要特別注意對結構局部溫度與整體溫度相結合的測量，只有準確掌握了施工結構整體溫度分布狀態(tài)才能有效地克服溫度對施工結構行為的影響，并且在進行監(jiān)測時必須要注意到它的結構是否發(fā)生了改變，要把局部與整體的溫度相結合進行監(jiān)測，必須要準確地掌握橋梁的整

36、體溫度，以及它的分布狀態(tài)，從而進一步掌握施工結構是否受到了溫度的作用，可以及時做好調(diào)整。因此，為保證大橋施工達到設計要求的內(nèi)力狀態(tài)和線形，必須對結構實際溫度進行實地監(jiān)測。監(jiān)測時要特別注意對結構局部溫度與整體溫度相結合的測量，只有準確掌握了施工結構整體溫度分布狀態(tài)才能有效地克服溫度對施工結構行為的影響。6) 穩(wěn)定監(jiān)控：橋梁的穩(wěn)定性得到越來越多的重視，但主要還是注重于橋梁建成后的穩(wěn)定計算。對施工過程中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象還沒有可靠的檢測手段，尤其是隨著橋梁跨徑的增長、受動荷載或突發(fā)情況的影響，還沒有快速反應系統(tǒng)。為此，應建立一套完整的穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)。目前主要通過穩(wěn)定分析計算（穩(wěn)定安全系統(tǒng)），并結合結構

37、應力、變形情況來綜合評定、控制其穩(wěn)定性。7) 安全監(jiān)控：橋梁施工過程中的結構安全監(jiān)控是橋梁施工控制的重要內(nèi)容，只有保證了施工過程中的結構安全，才談得上其他控制與橋梁的建成。其實，橋梁施工安全控制是上述變形控制、應力控制、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)、上述各項得到了控制，安全也得到了控制（由于橋梁施工質(zhì)量問題引起的安全問題除外）。四、 橋梁施工控制施工控制的目的，就是建立以施工為中心且擁有實用的測試技術和現(xiàn)場計算分析技術的施工監(jiān)測和控制技術系統(tǒng)，實時監(jiān)測各施工階段的主要控制參數(shù)，并通過計算分析及時預測得出各施工階段的主要控制參數(shù)，指導和控制施工，確保橋梁線形，控制施工內(nèi)力及變形，保證橋梁正常使用的安全性。

38、大型橋梁的施工控制是一個:施工量測識別修正預報施工的循環(huán)過程，施工控制的最基本要求是確保施工中結構物的安全，其次必須保證結構物的外形和內(nèi)力狀態(tài)符合設計要求。施工監(jiān)測的方法很多，具體應根據(jù)監(jiān)測對象、監(jiān)測目的、監(jiān)測頻度、監(jiān)測時間長短等情況選定方便、可靠的監(jiān)測方法。1. 橋梁施工控制的內(nèi)容(1) 結構變形控制橋梁結構尺寸的控制是施工控制的基本要求。但結構在施工形成過程中均要產(chǎn)生變形，加之施工過程中各種誤差的累積，因此任何一個結構不可能達到與設計尺寸完全的吻合，故要盡量減少結構尺寸與設計尺寸的偏差，并將其降到允許的程度。橋梁施工中對結構的最終誤差應按公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ041-89)的規(guī)定，把

39、尺寸偏差控制在一定范圍內(nèi)。(2) 結構應力控制結構應力控制好與壞，在外觀檢查時不易發(fā)現(xiàn)。但是，如果結構實際應力狀態(tài)與設計應力狀態(tài)不符，將會對結構造成危害，并較之結構變形的影響為大，所以，在對橋梁進行施工控制時，尤其要注意對結構應力的監(jiān)控。1) 施加預應力的一般規(guī)定張拉機具與錨具應在進場時進行檢查和校驗。千斤頂與壓力表應配套校驗，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關系曲線。所用壓力表的精度不宜低于1.5級；校驗千斤頂用的試驗機或測力計的精度不得低于±2%。預應力鋼材用應力控制方法張拉時，應以伸長值進行校核，實際伸長值與理論值之差應控制在6%以內(nèi)。2) 其它橋梁體系內(nèi)力控制除預應力混凝土結構

40、主要控制預加力外，其它橋梁體系的結構應力狀態(tài)應盡量與設計應力狀態(tài)相符，若產(chǎn)生偏差，其偏差不超過±5%。斜拉橋復測斜拉索張拉力允許偏差為±5%；懸索橋主纜索和吊桿拉力允許偏差為±5%。(3) 結構穩(wěn)定性控制橋梁結構的穩(wěn)定關系到橋梁的安全，它與橋梁的強度有同等重要的意義。世界上曾經(jīng)有過不少橋梁在施工過程中，由于失穩(wěn)而導致全橋破壞的例子，最典型是加拿大的Quebec橋。該橋南側(cè)錨碇架快完工時，由于懸臂端下弦桿的腹板翹曲而發(fā)生突然崩塌墜落。我國四川州河大橋也因懸臂體系的主梁在吊裝主跨中段時承受過大的軸力而失穩(wěn)破壞。因此，橋梁施工過程中不僅要嚴格控制變形和應力，而且要嚴格控

41、制施工各階段結構構件的局部和整體穩(wěn)定。(1) 鋼橋鋼橋在施工架設過程中應保證橫向和縱向的傾覆穩(wěn)定性，穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3。結構單肢長細比應小于規(guī)范容許值。 鋼筋混凝土及預應力混凝土結構鋼筋混凝土及預應力混凝土結構的穩(wěn)定，應按軸心受壓公式計算。當細長比大于規(guī)范所列數(shù)值時，可按臨界力控制穩(wěn)定，其穩(wěn)定系數(shù)應大于45?？紤]到施工過程時間短，其穩(wěn)定安全系數(shù)至少大于3。2. 影響橋梁施工控制的因素結構參數(shù)是指施工控制中結構施工模擬分析的基本資料，其準確性直接影響分析結果。結構參數(shù)主要包括下列內(nèi)容。(1) 材料容重：是引起結構內(nèi)力與變形的重要因素，例如混凝土材料及鋼筋含量對鋼筋混凝土容重的取值有很大影響。在

42、計算中，由于假定的容重的數(shù)值和實際的容重是存在差異的，施工控制中必須對其進行準確識別。(2) 結構部件截面尺寸：任何施工都存在誤差，這種誤差值將直接導致截面特性誤差，從而影響了結構內(nèi)力和變形的分析結果。截面尺寸誤差通?？刂圃谝?guī)范允許的范圍內(nèi)。(3) 材料彈性模量：材料彈性模量和結構變形有直接的關系，施工成品的彈性模量與設計采用值是不一致的，所以在施工過程中，要根據(jù)施工進度經(jīng)常性地進行現(xiàn)場實際抽樣試驗，作必要的修正。(4) 材料的熱膨脹系數(shù)：熱膨脹系數(shù)的準確與否也將對施工控制帶來影響，例如合攏段施工等，尤其對鋼結構要特別注意。(5) 施工荷載：施工荷載取值誤差，對內(nèi)力和變形均有影響，故不能忽視(

43、6) 預加應力：索力梁的預應力是預應力混凝土結構內(nèi)力和變形控制的重要參數(shù)，施工控制要對其誤差作合理控制。面對斜拉橋、斜拉索力的控制直接影響梁的標高和塔的傾斜值，因而預應力或索力是梁和斜拉橋控制的主要因素。施工因素無論怎樣優(yōu)秀的施工單位，即使是掌握了先進的施工技術和新穎的施工設備以及良好的施工管理，也不可避免地存在施工誤差，例如構件制作、安裝誤差等。這些誤差直接影響了施工控制，反過來，使這些誤差均控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，優(yōu)化在調(diào)試的控制之中，最終實施的結果才能符合理想的結構形態(tài)要求。3. 橋梁施工控制的分析方法1）前進分析：前進分析的目的在于確定成橋結構及各施工階段的受力狀態(tài)。這種計算的特點是：

44、隨著施工階段的推進，結構形式、邊界約束、荷載形式在不斷改變，前期結構發(fā)生突變和幾何位置的改變，因而，前一階段結構狀態(tài)將是本次施工階段結構分析的基礎，前進分析的計算可按有限元方法進行。（2）倒退分析：倒退分析的基本思想是假定時刻結構內(nèi)力分布滿足前進分析時刻的結果，線形滿足設計軸線。在此初始狀態(tài)下，按照前進分析的逆過程，對結構進行倒拆，分析每次卸除一個施工段對剩余結構的影響，在一個階段內(nèi)分析得到的結構位移、內(nèi)力便是理想施工狀態(tài)。(3)誤差分析：為了能及時有效地將實測數(shù)據(jù)（體系本身的變化、撓度、應力、現(xiàn)場氣溫等）、調(diào)整參數(shù)信息、誤差信息反饋到實際施工控制中，指導現(xiàn)場施工作業(yè)，可編制基于現(xiàn)代控制論中的

45、隨機最優(yōu)控制理論和有限元法的計算程序，建立現(xiàn)場計算機工作站（EWS），將實測結構控制參數(shù)輸入，得出有效調(diào)整量，獲得最優(yōu)調(diào)整方案，同時預告下階段結構狀態(tài)。4. 橋梁施工控制的方法橋梁施工控制技術，就是把現(xiàn)代控制理論應用在橋梁施工過程中，確保在施工過程中，橋梁結構的內(nèi)力、變形一直處于允許的安全范圍內(nèi)，確保最終的實際橋梁變形和內(nèi)力符合設計理想的變形和內(nèi)力的要求。橋梁結構設計時，參數(shù)的選取(如材料特性、密度、截面特性等)、施工狀況的確定(施工荷載、混凝土收縮徐變、預應力損失、溫度、濕度、時間等參數(shù))和結構分析模型等諸多因素的影響，以及混凝土材料的非均勻性和不穩(wěn)定性，大跨度預應力混凝土連續(xù)梁、T型剛結構、連續(xù)剛結構等梁橋施工過程中結構的實際狀態(tài)與設計狀態(tài)很難完全吻合。因此在橋梁施工過程中，必須對施工預拱度、主梁體內(nèi)的應力等進行嚴格的施工控制。目前施工控制方法主要有三種: 一是采用糾偏終點控制法； 二是應用現(xiàn)代控制理論中的自適應控制法； 三是設計時給予主梁標高和內(nèi)力最大的誤差容許值控制法。(1) 糾偏終點控制糾偏終點控制的方法，即在施工過程中，對產(chǎn)