橋梁監(jiān)控-橋梁檢測(cè)-橋梁監(jiān)測(cè)

橋梁監(jiān)控橋梁檢測(cè)橋梁監(jiān)測(cè)橋梁檢測(cè)就是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)及部件的材料質(zhì)量和工作性能方面所存在的缺損狀況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)、試驗(yàn)、判斷和評(píng)價(jià)的過(guò)程，是對(duì)橋梁的專門檢驗(yàn)，屬于短期橋梁診斷的范疇。

包含的項(xiàng)目?jī)?nèi)容大致上可分為如下兩個(gè)方面：

結(jié)構(gòu)材料缺損狀況診斷，包括材料損壞程度檢測(cè)，材料物理、化學(xué)和力學(xué)性能測(cè)試及缺損原因的分析判斷等；

結(jié)構(gòu)整體性能、功能狀況鑒定，包括結(jié)構(gòu)承載能力（強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等）鑒定、橋梁抗洪能力的鑒定等根據(jù)實(shí)際情況對(duì)橋梁進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)對(duì)全橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查、檢測(cè)，了解橋梁的結(jié)構(gòu)病害情況，評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)前的實(shí)際工作狀況；

通過(guò)橋梁的靜載和動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)，檢驗(yàn)該橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)前的實(shí)際承載能力及其結(jié)構(gòu)工作性能，由此為該橋下一步的處置方案提供依據(jù)。

需要進(jìn)行檢測(cè)的橋梁原因各種各樣，絕大部分是舊橋，因?yàn)榕f橋資料比較匱乏，相對(duì)而言管理起來(lái)比較困難；在特殊情況下有些新橋也要求做檢測(cè)工作，綜合起來(lái)主要有以下幾種因素：

(1)缺乏設(shè)計(jì)、施工資料的橋梁。

(2)施工質(zhì)量較差，不符合設(shè)計(jì)要求的橋梁。

(3)橋梁竣工經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的病害，影響其承載能力。

(4)橋梁施工質(zhì)量較好，運(yùn)營(yíng)情況也良好，但希望提高其允許的承載能力。

(5)需要通過(guò)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特殊荷載車輛的橋梁。

還有一些橋梁是因?yàn)橐恍┨厥庠蚨枰鰴z測(cè)工作，比如為了取得一定的科研資料等等。

橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)的內(nèi)容隨橋涵所處位置、結(jié)構(gòu)型式和所用材料不同而異，應(yīng)根據(jù)所建橋涵的具體情況按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選定試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，一般常規(guī)橋涵試驗(yàn)檢測(cè)的主要內(nèi)容包括：

1、施工準(zhǔn)備階段的試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目

①橋位放樣測(cè)量；

②鋼材原材料試驗(yàn)；

③鋼結(jié)構(gòu)連接性能試驗(yàn)；

④預(yù)應(yīng)力錨具、夾具和連接器實(shí)驗(yàn)；

⑤水泥性能試驗(yàn)；

⑥混凝土粗細(xì)集料試驗(yàn)；

⑦混凝土配合比試驗(yàn)；

⑧砌體材料性能試驗(yàn)；

⑨臺(tái)后壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)；

⑩其它成品、半成品試驗(yàn)檢測(cè)；

2．施工過(guò)程中的試驗(yàn)檢測(cè)

①地基承載力試驗(yàn)檢測(cè)；

②基礎(chǔ)位置、尺寸和標(biāo)高檢測(cè)；

③鋼筋位置尺寸和標(biāo)高檢測(cè)；

④鋼筋加工檢測(cè)；

⑤混凝土強(qiáng)度抽樣試驗(yàn)；

⑥砂漿強(qiáng)度抽樣試驗(yàn)；

⑦樁基檢測(cè)；

⑧墩、臺(tái)位置、尺寸和標(biāo)高檢測(cè)；

⑨上部結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）位置、尺寸檢測(cè)；

⑩預(yù)制構(gòu)件張拉、運(yùn)輸和安裝強(qiáng)度控制試驗(yàn)；

(11)預(yù)應(yīng)力張拉控制檢測(cè)；

(12)橋梁上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高、變形、內(nèi)力（應(yīng)力）監(jiān)測(cè)；

(13)支架內(nèi)力、變形和穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；

(14)鋼結(jié)構(gòu)連接加工檢測(cè)

(15)鋼構(gòu)件防護(hù)涂裝檢測(cè)。

3．施工完成后的試驗(yàn)檢測(cè)

①橋梁總體檢測(cè)；

②橋梁荷載試驗(yàn)；

③橋梁使用性能監(jiān)測(cè)

根據(jù)綜合分析的結(jié)果，得出最后的技術(shù)結(jié)論，對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，同時(shí)根據(jù)存在的問(wèn)題，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)或者加強(qiáng)維修養(yǎng)護(hù)方面的建議。

如圖為靜載試驗(yàn)中的橋梁

吊桿恒載軸力檢測(cè)

橋梁監(jiān)控，也稱橋梁施工監(jiān)控或橋梁施工控制。

在大跨徑懸索橋、斜拉橋、拱橋和連續(xù)剛構(gòu)橋的平衡懸臂澆筑施工中，其后一塊件是通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋及砼與前一塊件相接而成，因此，每一施工階段都是密切相關(guān)的。為使結(jié)構(gòu)達(dá)到或接近設(shè)計(jì)的幾何線形和受力狀態(tài)，施工各階段需對(duì)結(jié)構(gòu)的幾何位置和受力狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)測(cè)試值對(duì)下一階段控制變量進(jìn)行預(yù)測(cè)和制定調(diào)整方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)施工控制。

由于建橋材料的特性、施工誤差等是隨機(jī)變化的，因而施工條件不可能是理想狀態(tài)。因此，決定上部結(jié)構(gòu)每一待澆塊件的預(yù)拱度具有頭等的重要性。

雖然可采用各種施工計(jì)算方法算出各施工階段的預(yù)拋高值、位移值、撓度，但當(dāng)按這些理論值進(jìn)行施工時(shí)，結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形卻未必能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。

這主要是由于設(shè)計(jì)時(shí)所采用的諸如材料的彈性模量、構(gòu)件自重、砼的收縮徐變系數(shù)、施工臨時(shí)荷載的條件等設(shè)計(jì)參數(shù)，與實(shí)際工程中所表現(xiàn)出來(lái)的參數(shù)不完全一致而引起的；或者是由于施工中的立模誤差、測(cè)量誤差、觀測(cè)誤差、懸拼梁段的預(yù)制誤差等；或者兩者兼而有之。

這種偏差隨著懸臂的不斷加伸，逐漸累積，如不加以有效的控制和調(diào)整，主梁標(biāo)高最終將顯著地偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)，造成合龍困難，并影響成橋后的內(nèi)力和線形。

所以，橋梁施工監(jiān)控就是一個(gè)施工→量測(cè)→識(shí)別→修正→預(yù)告→施工的循環(huán)過(guò)程。

其最基本的目的是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全，保證結(jié)構(gòu)的外形和內(nèi)力在規(guī)定的誤差范圍之內(nèi)符合設(shè)計(jì)要求。

橋梁施工監(jiān)控的內(nèi)容主要包括成橋理想狀態(tài)確定，理想施工狀態(tài)確定和施工適時(shí)控制分析。

成橋理想狀態(tài)是指在恒載作用下，結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)線形和理想受力狀態(tài)；

施工理想狀態(tài)以成橋理想狀態(tài)為初始條件，按實(shí)際施工相逆的步驟，逐步拆去每一個(gè)施工項(xiàng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，從而確定結(jié)構(gòu)在施工各階段的狀態(tài)參數(shù)（軸線高程和應(yīng)力），一般由倒退分析法確定；

施工適時(shí)控制是在施工時(shí)，根據(jù)施工理想狀態(tài)，按一定的準(zhǔn)則調(diào)整，通過(guò)對(duì)影響結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力主要設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)別進(jìn)行修正，使結(jié)構(gòu)性能、內(nèi)力達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。

下圖為重慶嘉陵江黃花園大橋的施工控制流程圖，簡(jiǎn)述過(guò)程如下：

在建立了正確的模型和性能指標(biāo)之后，就要依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、施工工況、施工荷載、二期恒載、活載等，輸入前進(jìn)分析系統(tǒng)中，從前進(jìn)分析系統(tǒng)中可獲得結(jié)構(gòu)按施工階段進(jìn)行的每階段的內(nèi)力和撓度及最終成橋狀態(tài)的內(nèi)力和撓度。

接著，假設(shè)成橋時(shí)為理想狀態(tài)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，利用前進(jìn)分析所得的數(shù)據(jù)，可獲得使橋梁結(jié)構(gòu)最終為理想狀態(tài)的各階段的預(yù)拋高值，得出各施工階段的立模標(biāo)高以及砼澆筑前、砼澆筑后、鋼筋張拉前、鋼筋張拉后的預(yù)計(jì)標(biāo)高。

然后通過(guò)卡爾曼濾波器，預(yù)告出各階段的實(shí)際狀態(tài)值，再由最后的最優(yōu)控制，結(jié)合實(shí)際觀測(cè)疽，得出最優(yōu)調(diào)整方案，最終完成整個(gè)控制過(guò)程。

以上這三大系統(tǒng)均由計(jì)算機(jī)完成。

簡(jiǎn)單介紹橋梁監(jiān)控中用到的前進(jìn)分析、倒退分析和誤差分析。

（1）前進(jìn)分析

前進(jìn)分析的目的在于確定成橋結(jié)構(gòu)及各施工階段的受力狀態(tài)。這種計(jì)算的特點(diǎn)是：隨著施工階段的推進(jìn)，結(jié)構(gòu)形式、邊界約束、荷載形式在不斷改變，前期結(jié)構(gòu)發(fā)生徐變和幾何位置的改變，因而，前一階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)將是本次施工階段結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。前進(jìn)分析的計(jì)算可按有限元方法進(jìn)行，目前，此類計(jì)算已有軟件提供。

（2）倒退分析

前進(jìn)分析系統(tǒng)可以嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的施工步驟進(jìn)行各階段內(nèi)力分析，但由于分析中荷載的不斷變化以及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的相互影響，使最終結(jié)構(gòu)軸線不可能達(dá)到設(shè)計(jì)軸線。因此，采用倒退分析在施工過(guò)程中設(shè)置預(yù)拱度，使在成橋狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)線形滿足設(shè)計(jì)要求。

倒退分析的基本思想是，假定時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足前進(jìn)分析時(shí)刻的結(jié)果，線形滿足設(shè)計(jì)軸線。在此初始狀態(tài)下，按照前進(jìn)分析的逆過(guò)程，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，分析每次卸除一個(gè)施工段對(duì)剩余結(jié)構(gòu)的影響。在一個(gè)階段內(nèi)分析得到的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力便是理想施工狀態(tài)。

(3)誤差分析

倒退分析得到的理想狀態(tài)是我們期望在施工中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而實(shí)際施工中結(jié)構(gòu)狀態(tài)總是由于設(shè)計(jì)參數(shù)、施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差等因素偏離目標(biāo)。

為了能及時(shí)有效地將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（體系本身的變化、撓度、應(yīng)力、現(xiàn)場(chǎng)氣溫等）、調(diào)整參數(shù)信息、誤差信息反饋到實(shí)際施工控制中，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，可編制基于現(xiàn)代控制論中的隨機(jī)最優(yōu)控制理論和有限元法的的計(jì)算程序，建立現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)工作站（EWS），將實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)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(shí)預(yù)告下階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

隨機(jī)最優(yōu)控制全過(guò)程框圖如圖

焊縫進(jìn)行了超聲缺陷隨機(jī)抽樣探察

橋梁監(jiān)測(cè):

在施工階段在重要橋梁上安裝永久性的實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)整體與安全性報(bào)警設(shè)備,以確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)、延長(zhǎng)橋梁使用壽命,通過(guò)早期橋梁病害的發(fā)現(xiàn)能大大節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，可以避免最終頻繁大修關(guān)閉交通所引起的重大損失.

工程結(jié)構(gòu)一般會(huì)受到兩種損傷——突發(fā)性損傷和累積性損傷。

突發(fā)性損傷由突發(fā)事件引起，使損傷在短期內(nèi)達(dá)到或超過(guò)一定限值；

累積損傷則有緩慢積累的性質(zhì)，達(dá)一定程度會(huì)引起破壞，影響安全和使用。

橋梁健康監(jiān)測(cè)能夠在突發(fā)性損傷發(fā)生時(shí)，及時(shí)做出判斷和警報(bào)，以便采取處理措施，防止發(fā)生進(jìn)一步的破壞和引發(fā)其它事故；對(duì)于累積損傷，能夠定期對(duì)損傷的狀態(tài)做出描述，以便根據(jù)情況采取相應(yīng)措施.

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)生的幾起大橋坍塌或局部破壞事故在很大程度上是由于構(gòu)件疲勞加之監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)措施跟不上，從而嚴(yán)重影響構(gòu)件的承重能力和結(jié)構(gòu)的使用。

因此，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)非常必要和迫切。

圖為跨塌的的科羅巴卜圖瓦普橋

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)問(wèn)題縱覽:

結(jié)構(gòu)健康應(yīng)持有的幾個(gè)角度:

從力學(xué)問(wèn)題的三要素角度分析該技術(shù)屬于四類力學(xué)問(wèn)題中的哪一類;

從欲考察的技術(shù)所依據(jù)的基本物理量的可測(cè)性角度來(lái)看該技術(shù)的可用性;

從欲考察的技術(shù)所依據(jù)的基本假設(shè)在實(shí)際中的滿足程度來(lái)衡量該技術(shù)的實(shí)際表現(xiàn);

從欲考察技術(shù)的計(jì)算復(fù)雜性上看其與實(shí)時(shí)性要求的沖突程度;

2.基于振動(dòng)測(cè)量的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)問(wèn)題的難點(diǎn)

模態(tài)特征對(duì)局部損傷相當(dāng)遲鈍，頻率和振形的變化很??；

輸入信號(hào)含噪音，并且受頻率帶寬的限制，所以只有少數(shù)低階模態(tài)被充分地激勵(lì)進(jìn)而言之得以辯識(shí)。

在土木工程結(jié)構(gòu)的許多實(shí)例中，輸入的信號(hào)已到了不能用的程度（自然發(fā)生的環(huán)境激勵(lì)所導(dǎo)致）；

輸出信號(hào)也受到噪音的污染，只能包含模態(tài)的有限集合的信息（有代表性的低頻模態(tài)）。

傳感器數(shù)目也是有限的，所以運(yùn)動(dòng)的空間分布情況并不能完全獲知；

頻率和模態(tài)的變化不能顯示結(jié)構(gòu)的枝節(jié)物理參數(shù)的變化。

現(xiàn)在對(duì)在建的南昌生米大橋概況及其施工監(jiān)控過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

工程概況

生米大橋位于南昌市外環(huán)快速路上，為跨越贛江連接南昌、昌北城的重要橋梁。生米大橋主橋?yàn)殇摴芑炷林谐惺较禇U拱橋加T形剛構(gòu)，拱橋結(jié)構(gòu)為鋼拱柔梁，單拱跨度為228米，全長(zhǎng)606米，跨徑布置為75m+228m+228m+75m。

T構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面T形剛構(gòu)箱梁，支點(diǎn)梁高8.5m，梁端高2.8m。T構(gòu)兩端8m范圍內(nèi)為2.8m等高度箱梁，梁底按二次拋物線變化至梁根部。

拋物線方程：y=-0.00141923436X2+0.01135387X-2.8。

橋梁截面為單箱雙室斜腹板箱形截面。頂板厚28cm（墩頂處截面加厚至100cm），底板厚25~70cm（墩頂處截面加厚至140cm）；腹板厚40~80cm。頂板兩側(cè)各懸臂4m，T構(gòu)墩頂箱內(nèi)設(shè)置橫隔板，邊支點(diǎn)設(shè)置橫隔梁。一個(gè)T構(gòu)共設(shè)置二個(gè)合龍段。下部結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)采用樁基接承臺(tái)，樁基直徑2.5m，承臺(tái)高4m，墩身采用雙墻式薄壁墩，薄壁墩厚1.5m，間距2m。

T構(gòu)采用三向預(yù)應(yīng)力體系，箱梁縱向、橫向預(yù)應(yīng)力體系采用Φj15.24高強(qiáng)度低松弛（II類松弛）鋼絞線（標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa），豎向預(yù)應(yīng)力采用Φ32高強(qiáng)度精軋螺紋鋼，縱向間距50cm。

箱梁采用對(duì)稱平衡施工，墩兩側(cè)不平衡重量不得大于60噸

圖為南昌生米大橋的效果圖

監(jiān)控方案依據(jù)

1.《城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》（CJJ11－93）建設(shè)部

2.《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ77－98）建設(shè)部

3.《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》（JTJ023－85）交通部

4.南昌市生米大橋工程施工圖設(shè)計(jì)（第三標(biāo)段T型剛構(gòu)），上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司

圖為：30-31＃號(hào)墩之間的下游鋼管拱開(kāi)始對(duì)位，小里程方向的1/4已經(jīng)開(kāi)始吊裝調(diào)整

監(jiān)控方法

橋梁的施工控制是一個(gè)施工→量測(cè)→判斷→修正→預(yù)告→施工的循環(huán)過(guò)程，為了能夠控制橋梁的外型尺寸和內(nèi)力，首先必須安排一些基本的和必要的量測(cè)項(xiàng)目，其內(nèi)容包括主梁各施工工況的標(biāo)高、主梁部分控制斷面的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)、氣溫以及對(duì)混凝土材料的一些常規(guī)試驗(yàn)。

在每一工況返回結(jié)構(gòu)的量測(cè)數(shù)據(jù)之后，要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，以了解已存在的誤差，并同時(shí)進(jìn)行誤差原因分析。

在這一基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生誤差的原因予以盡量消除，給出下一個(gè)工況的施工控制指令，在現(xiàn)場(chǎng)施工形成良性循環(huán)。

整個(gè)施工控制過(guò)程見(jiàn)流程圖

施工控制誤差分析

誤差分析是施工監(jiān)控的難點(diǎn)，也是施工監(jiān)控三大系統(tǒng)中相對(duì)最不成熟的部分，主要原因是測(cè)試數(shù)據(jù)較少而影響因素較多的矛盾引起的。例如，引起主梁標(biāo)高較低的因素較多，諸如混凝土超方、掛籃變形較大、預(yù)應(yīng)力張拉力不夠、臨時(shí)荷載引起、日照影響等等，在諸多的因素中，僅僅通過(guò)標(biāo)高測(cè)量或者應(yīng)變測(cè)量是很難判斷出原因的。所以，為了得到更準(zhǔn)確的分析，必須增加測(cè)點(diǎn)，增加測(cè)試工況，增加測(cè)試內(nèi)容。下面將連續(xù)梁橋可能碰到的誤差、誤差的嚴(yán)重程度以及解決方法分析如下：

1、結(jié)構(gòu)剛度誤差

引起結(jié)構(gòu)剛度誤差的因素，一方面是混凝土彈性模量的改變，另一方面截面尺寸的變化，都對(duì)剛度有所影響。對(duì)于對(duì)稱懸臂施工的連續(xù)梁橋來(lái)說(shuō)，如果整體剛度提高，雖然澆筑混凝土過(guò)程中主梁變形量會(huì)減少，但是，張拉預(yù)應(yīng)力束過(guò)程中變形量也會(huì)減少。所以，結(jié)構(gòu)剛度誤差對(duì)施工控制質(zhì)量的危害不大。

2、澆筑混凝土誤差

澆筑混凝土誤差，即超方現(xiàn)象是澆筑混凝土過(guò)程中難以克服的誤差，產(chǎn)生的原因有兩方面。一方面是澆筑混凝土?xí)r，由現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人估計(jì)頂、底板混凝土厚度而產(chǎn)生的誤差，另一方面是由模板變形和混凝土容重變化而產(chǎn)生的誤差。

混凝土超方對(duì)連續(xù)梁橋施工階段的內(nèi)力和線型影響較大，特別是兩側(cè)出現(xiàn)不平衡超方時(shí)，影響就更大。當(dāng)結(jié)構(gòu)懸臂伸長(zhǎng)時(shí)，危害急劇增加。

在施工過(guò)程中，通過(guò)改進(jìn)施工方法減少誤差的產(chǎn)生是很有必要的，也是可行的。對(duì)懸臂施工的連續(xù)梁橋來(lái)說(shuō)，由于兩懸臂端對(duì)稱荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響比單側(cè)荷載要小的多，所以，施工中出現(xiàn)兩側(cè)不平衡荷載時(shí)，可以考慮在輕的一側(cè)增加重量，只要保持平衡，影響不會(huì)太大。

3、橋面臨時(shí)荷載影響

橋面臨時(shí)荷載的影響類似于混凝土超方，既存在對(duì)稱荷載，也存在單側(cè)荷載。橋面臨時(shí)荷載可分為兩類，第一類相對(duì)固定，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、壓漿機(jī)、吊索機(jī)、施工簡(jiǎn)易房等；第二類比較隨機(jī)，如橋面上堆放的鋼筋、型鋼、錨具等。

由于橋面荷載隨機(jī)性較大，只能通過(guò)實(shí)地觀察，估計(jì)橋面荷載的重量以及位置，在計(jì)算數(shù)據(jù)中考慮。如果能準(zhǔn)確估計(jì)第一類荷載的重量，并且隨時(shí)記錄第二類荷載堆放的時(shí)間和重量，是能夠在計(jì)算中消除此類誤差的。由于臨時(shí)荷載是隨機(jī)的，如果把每一種荷載影響作為荷載工況輸入跟蹤計(jì)算，并不方便。一般情況下，可先進(jìn)行試算，將各種荷載影響的結(jié)果算出，作為修正值現(xiàn)場(chǎng)修正會(huì)比較方便。

當(dāng)結(jié)構(gòu)處于懸臂狀態(tài)時(shí)，橋面臨時(shí)荷載的影響效果同澆筑混凝土的超方現(xiàn)象。由于它是隨機(jī)的，所以較難掌握。在施工過(guò)程中，加強(qiáng)施工管理，除了必須的施工設(shè)備外，對(duì)于無(wú)用的設(shè)備及時(shí)清理，并且盡可能保持橋面荷載的平衡性。在計(jì)算中要考慮臨時(shí)荷載的影響，特別是在掛籃定位時(shí)要將不平衡的臨時(shí)荷載影響排除。

4、掛籃及模板定位誤差

由于掛籃是一個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)物，加上掛籃本身剛度的影響，實(shí)際施工時(shí)掛籃位置很難做到與設(shè)計(jì)一致。掛籃模板定位包括外模板和內(nèi)模板的定位，外模板決定了梁底標(biāo)高，而內(nèi)模板決定了橋面的標(biāo)高。

掛籃定位是控制主梁標(biāo)高最重要也是最直接的手段，定位時(shí)只要態(tài)度認(rèn)真，并且掛籃在設(shè)計(jì)上是合理的，掛籃定位誤差能夠控制在允許范圍以內(nèi)。一般橋梁工地都是24小時(shí)工作制，在掛籃定位時(shí)其它工序仍在進(jìn)行，所以掛籃定位必須考慮溫度和臨時(shí)荷載的影響。

5、掛籃變形誤差

澆筑混凝土過(guò)程中，掛籃會(huì)發(fā)生變形，這包括縱向變形和橫向變形，也包括彈性變形和非彈性變形。

掛籃非彈性變形對(duì)施工控制質(zhì)量有較大影響，特別是后支點(diǎn)掛籃，由于無(wú)拉索幫助，掛籃受力較大。前支點(diǎn)掛籃由于拉索幫助，其縱梁的受力得到很大改善，但是，對(duì)于寬橋，前支點(diǎn)掛籃優(yōu)點(diǎn)不明顯，其主要受力在橫向，所以前支點(diǎn)掛籃的橫向受力更為重要。

6、溫度影響

溫度影響是施工控制中較難掌握的因素，這主要是因?yàn)闇囟仁冀K變化無(wú)常，而且在同一時(shí)刻，結(jié)構(gòu)各部分也存在溫差。所以，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般不把溫度影響作為單獨(dú)工況，而是將溫度影響單獨(dú)列出，作為修正。溫度測(cè)量也比較困難，一般情況下，只能測(cè)氣溫，而氣溫和結(jié)構(gòu)溫度是有很大差別的。

溫度影響產(chǎn)生橋梁撓度變化有兩種情況：均勻溫差、箱梁內(nèi)外側(cè)的相對(duì)溫差。

溫度變化雖然隨時(shí)存在，但其對(duì)施工控制的危害主要表現(xiàn)在掛籃定位時(shí)，選擇夜間或者早晨進(jìn)行掛籃定位比較合適。溫度影響變化無(wú)常，每座橋都有各自特點(diǎn)，所以施工控制前必須加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)掌握規(guī)律，盡可能排除溫度影響。如果能掌握溫度引起撓度的變化規(guī)律，可以將掛籃定位安排在任意的時(shí)間進(jìn)行，對(duì)于加快施工進(jìn)度是有好處的。

7、預(yù)應(yīng)力束張拉力誤差

預(yù)應(yīng)力束張拉誤差一方面由張拉千斤頂?shù)挠蛪罕碜x數(shù)誤差引起，另一方面由各種預(yù)應(yīng)力損失引起。預(yù)應(yīng)力損失包括：①管道摩阻力，②錨具損失，③溫度損失，④鋼絲松弛，⑤徐變損失。

懸澆階段的預(yù)應(yīng)力束

施工監(jiān)控的工作及對(duì)施工工藝的要求

1.薄壁墩及0#塊施工

在薄壁墩及0#塊施工過(guò)程中，監(jiān)控單位可定期派人到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，具體要求做到以下幾點(diǎn)：

①薄壁墩施工前須預(yù)埋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，或者薄壁墩施工完成后，將表面應(yīng)變計(jì)粘貼在混凝土表面；

②0#塊施工模板支架須有足夠的剛度，澆筑混凝土前支架須進(jìn)行1.2倍箱梁荷載的預(yù)壓，防止?jié)仓^(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大變形；

③根據(jù)計(jì)算及相應(yīng)的預(yù)壓結(jié)果，設(shè)置0#塊主梁的預(yù)拱度。

2.主梁懸臂施工

主梁懸臂施工是施工監(jiān)控過(guò)程中工作量最大，也是時(shí)間最長(zhǎng)的階段，在這個(gè)過(guò)程中，施工監(jiān)控單位必須有專人常駐現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控并指導(dǎo)施工。

在這個(gè)過(guò)程中，必須做到以下幾點(diǎn)：

①施工單位提供掛籃、模板、施工機(jī)具的重量及形心位置；

②掛籃使用前須進(jìn)行壓載試驗(yàn)，消除掛籃的非彈性變形并提供彈性變形值；

③掛籃移動(dòng)到位、澆筑砼和張拉預(yù)應(yīng)力束工況均須進(jìn)行監(jiān)控測(cè)試；

④每階段掛籃定位數(shù)據(jù)由監(jiān)控單位提供；

⑤掛籃定位須在早晚進(jìn)行，當(dāng)懸臂超過(guò)9#塊時(shí)，測(cè)量時(shí)間要求在早上8:00前或陰雨天，以避開(kāi)日照影響；

⑥主梁應(yīng)力測(cè)試斷面設(shè)在懸臂根部、跨中和合龍段。

3.主梁合龍施工及橋面鋪裝

主梁合龍施工是施工監(jiān)控過(guò)程中的關(guān)鍵階段，在這個(gè)階段必須做到以下幾點(diǎn)：

①施工單位盡早提供合龍方案，包括合龍時(shí)的底籃重量；

②監(jiān)控單位提供合龍段配重重量；

③合龍前1個(gè)星期應(yīng)該24小時(shí)不間斷測(cè)試溫度，以確保合龍時(shí)間選擇在一天中溫度最低而且相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間；

④澆筑合龍段混凝土觀測(cè)應(yīng)變和標(biāo)高的變化；

⑤合龍段混凝土的養(yǎng)護(hù)；

⑥主橋合龍后測(cè)量全橋梁頂標(biāo)高以確定是否調(diào)整橋面的鋪裝標(biāo)高。

圖為監(jiān)控人員對(duì)已安裝好的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測(cè)試

紅筆圈著的就是拱肋下緣已安裝好的應(yīng)變計(jì)

圖為拱肋上緣防護(hù)罩保護(hù)的應(yīng)變計(jì)和測(cè)試應(yīng)變的儀器

施工順序及監(jiān)控計(jì)算

1.施工順序及計(jì)算工況

施工監(jiān)控必須圍繞施工進(jìn)行，根據(jù)圖紙，監(jiān)控組須進(jìn)行跟蹤計(jì)算，提供相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)。

2.計(jì)算參數(shù)

計(jì)算程序采用平面桿系計(jì)算分析程序，由于生米大橋橋面不寬，跨徑也不算很大，所以采用平面桿系計(jì)算程序應(yīng)該滿足計(jì)算精度要求。

施工監(jiān)控是個(gè)循環(huán)過(guò)程，必須根據(jù)測(cè)量、分析結(jié)果反復(fù)計(jì)算，這就牽涉到計(jì)算參數(shù)的不斷修正，使計(jì)算模型更接近實(shí)際結(jié)構(gòu)。

在計(jì)算初期，一般采用設(shè)計(jì)參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。計(jì)算參數(shù)如下：

主梁混凝土：C50混凝土，容重26.5kN/m3，彈性模量3.5×104MPa；

墩身混凝土：C30混凝土，容重26.0kN/m3，彈性模量3.0×104MPa；

鉆孔樁：C25混凝土，容重26kN/m3，彈性模量2.85×104MPa；

橋面混凝土鋪裝r=24kN/m3，橋面瀝青混凝土鋪裝r=23kN/m3。

預(yù)應(yīng)力鋼材：15.24mm低松弛鋼絞線彈性模量E=1.95x105MPa，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度Ryb=1860MPa，張拉控制力=0.75Ryb=1395MPa。

2）掛籃計(jì)算參數(shù)取值及修正

掛籃是施工過(guò)程中的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，由于是后支點(diǎn)掛籃，對(duì)于整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的受力來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，所以掛籃的受力變形將單獨(dú)考慮。

掛籃變形主要包括掛籃的彈性變形和非彈性變形，其中非彈性變形相對(duì)難以控制，主要原因是掛籃制作誤差和連接處變形所產(chǎn)生的。從結(jié)構(gòu)安全和施工監(jiān)控的角度考慮，掛籃使用前必須進(jìn)行加載試驗(yàn)，在掛籃上作用相當(dāng)于混凝土重量的荷載，以檢驗(yàn)掛籃的受力性能和變形性能，同時(shí)也消除了一部分的掛籃非彈性變形。最初的掛籃變形值由試驗(yàn)確定，以后將根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行修正。

3）臨時(shí)荷載和溫度影響及修正

臨時(shí)荷載和溫度影響都是變化的，一般在跟蹤計(jì)算中不將其考慮。而將其影響值放在臨時(shí)修正中，如在掛籃定位時(shí)考慮。這就將非常復(fù)雜的臨時(shí)荷載和溫度影響簡(jiǎn)化，僅考慮某一情況下的數(shù)值，忽略其變化規(guī)律。

3.初步計(jì)算結(jié)果

①在懸臂施工過(guò)程中，主梁混凝土最大壓應(yīng)力為10.7MPa，無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)，滿足規(guī)范要求；

②合龍后，主梁混凝土最大壓應(yīng)力為12.6MPa，無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)，滿足規(guī)范要求；

③考慮施工和運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，施工中主梁的最大預(yù)拱度約為70mm。

以上數(shù)據(jù)為初步計(jì)算結(jié)果，在施工過(guò)程中會(huì)隨實(shí)際情況改變，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以聯(lián)系單方式傳遞。

結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式見(jiàn)下圖，全橋共有53個(gè)單元，53個(gè)節(jié)點(diǎn)。南昌生米大橋Ｔ構(gòu)施工監(jiān)控聯(lián)系單（28#墩右幅）施工監(jiān)測(cè)的方法和具體內(nèi)容

我們這里的施工監(jiān)測(cè)是施工監(jiān)控中一部分，所以施工監(jiān)測(cè)是為施工控制服務(wù)的，所進(jìn)行測(cè)試內(nèi)容也是圍繞施工控制進(jìn)行的。為了保證整個(gè)施工控制的順利進(jìn)行，需要進(jìn)行如下測(cè)試內(nèi)容：

1.主梁斷面應(yīng)力測(cè)試

對(duì)于T形剛構(gòu)橋施工監(jiān)控來(lái)說(shuō)，測(cè)試主梁控制斷面的應(yīng)變是個(gè)重要內(nèi)容，因?yàn)樗苯臃从沉酥髁旱氖芰顩r，是結(jié)構(gòu)安全性能的重要指標(biāo)

①測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點(diǎn)以及本橋的實(shí)際情況，考慮到4個(gè)T構(gòu)結(jié)構(gòu)完全一樣，我們對(duì)28墩右幅T構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)試，測(cè)試斷面主要布置在墩頂、底附近，測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)下圖，合龍段布設(shè)4個(gè)，共布設(shè)測(cè)點(diǎn)20個(gè)，其余三個(gè)T構(gòu)以此為參考，每個(gè)均在懸臂根部布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，跨中布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，全橋共布設(shè)38個(gè)測(cè)點(diǎn)。

28墩右幅T構(gòu)測(cè)點(diǎn)布置圖②測(cè)試手段

由于弦式應(yīng)變計(jì)具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，比較適合施工監(jiān)控的要求，本橋?qū)⒅饕捎孟沂綉?yīng)變計(jì)。

EBJ-57應(yīng)變儀指標(biāo)：測(cè)量范圍：拉800με、壓1200με；

測(cè)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(shù)儀:測(cè)量范圍：頻率（f）500~5000HZ顯示值10-3；

測(cè)量精度：±0.008Hz；

分辨力：±0.1Hz；

工作溫度：-10~+50℃；

靈敏度：接收信號(hào)≥300uv,

持續(xù)時(shí)間≥500ms。

下圖為：EBJ-57型振弦式表面應(yīng)變儀ZXY-2型頻率讀數(shù)儀主梁標(biāo)高測(cè)試

對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控來(lái)說(shuō)，測(cè)試主梁控制斷面的標(biāo)高及其變化規(guī)律也是一個(gè)重要內(nèi)容。標(biāo)高測(cè)試也可采用水準(zhǔn)儀讀數(shù)法，可由施工單位測(cè)量完成，并由監(jiān)理認(rèn)可。

①測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋和連續(xù)梁橋懸澆施工的特點(diǎn)，每次澆筑一個(gè)節(jié)段梁，每個(gè)懸臂施工節(jié)段均為測(cè)試斷面，考慮到箱梁可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，每個(gè)斷面布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，見(jiàn)下圖：

28#墩標(biāo)高測(cè)試點(diǎn)布置圖②測(cè)試手段

根據(jù)計(jì)算，單懸臂70米跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂端的撓度大約在幾公分范圍內(nèi)，測(cè)量?jī)x器須達(dá)到三等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

③測(cè)試工況

采用人工測(cè)量，測(cè)量下述三個(gè)工況：

a.掛籃移動(dòng)到位后

b.澆筑混凝土后

c.預(yù)應(yīng)力張拉后

每次測(cè)量從懸臂端往墩頂方向的3個(gè)斷面，如施工到第7節(jié)段梁時(shí)，須測(cè)量7、6、5號(hào)節(jié)段梁的標(biāo)高。

④測(cè)量精度

要求測(cè)量精度2mm以內(nèi)，為確保T構(gòu)施工測(cè)量的精度，應(yīng)在0＃塊頂部中心布置至少一個(gè)以上控制點(diǎn)，且控制點(diǎn)要求進(jìn)行水平位移和豎向沉降觀測(cè)，觀測(cè)周期隨懸臂伸長(zhǎng)而逐步縮短，初步觀測(cè)周期要求不低于15天。

監(jiān)控測(cè)試人員從島上基點(diǎn)開(kāi)始測(cè)試3.溫度測(cè)試

橋梁結(jié)構(gòu)處于一個(gè)變化的溫度場(chǎng)中，理論上說(shuō)由于溫度變化，橋梁的截面應(yīng)力和主梁標(biāo)高每時(shí)每刻都在變化，這就給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)不確定的因素，要完全解決溫度問(wèn)題，有很大的難度。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，我們通過(guò)對(duì)氣溫的測(cè)量，推算結(jié)構(gòu)溫度的影響，也取得了較好的效果。具體做法是在進(jìn)行其它測(cè)試任務(wù)時(shí)，采用氣溫表測(cè)量箱內(nèi)和箱外的溫度，測(cè)量精度控制在0.5℃以內(nèi)。

4.截面尺寸測(cè)量

根據(jù)誤差分析的結(jié)論，混凝土超方對(duì)懸臂施工的連續(xù)梁橋來(lái)說(shuō)，影響很大，必須盡可能地減小，因此超方的測(cè)量也是非常重要的。除了應(yīng)變和標(biāo)高數(shù)據(jù)能夠反映超方的現(xiàn)象，對(duì)每一節(jié)段梁截面測(cè)量也是一個(gè)好方法。

具體做法是每澆筑一節(jié)段梁，在懸臂端進(jìn)行截面尺寸測(cè)量，包括截面高度、頂板、底板和腹板的厚度等等，測(cè)量精度應(yīng)控制在2mm2005-8-21下午17：30鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究所對(duì)生米大橋30號(hào)墩的門式膺架進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，在門式膺架受力大的萬(wàn)能桿件上貼了電阻應(yīng)變片，測(cè)試門式膺架在荷載下個(gè)部位的應(yīng)力和位移。施工控制實(shí)施日程安排

1.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控前的準(zhǔn)備工作

①撰寫施工監(jiān)控初步方案，方案中包括監(jiān)控的方法、設(shè)備、過(guò)程、人員、報(bào)價(jià)等等，此過(guò)程大約需要10天左右；

②合同簽訂后，和有關(guān)協(xié)作部門聯(lián)系，取得施工圖設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)等資料，與業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位確定施工臨