1、廣東省佛山市城市軌道交通2號線（一期）工程TJ4標 節段預制拼裝橋梁短線匹配法施工監測方案編制人： 審核人： 批準人： 中交一航局佛山軌道交通2號線工程項目經理部年 月 日目錄1. 工程概況11.1 結構特點11.2 預制節段信息11.3 施工方法32. 施工監控目標、依據、要點和組織42.1 施工監控目標42.2 施工監控依據62.3 施工監控要點72.4 施工監控組織93. 結構有限元分析113.1計算內容113.2計算參數123.3 結構模型133.4 30m簡支梁線形計算結果134. 幾何控制方案144.1幾何控制法的基本思想144.2 幾何控制原則和流程154.3 前期分析階段線形控

2、制174.4預制階段控制204.5安裝階段控制344.6 曲線梁三維控制方法374.7 施工監控細則375. 短線法施工全過程控制系統軟件385.1 軟件簡介385.2 軟件功能模塊405.3 系統技術特點455.4 異常情況對策466. 質量目標和保證措施466.1 質量保證目標466.2人員、儀器設備、軟件保障476.3 數據檢查制度476.4 信息反饋制度476.5 安全保障制度48附件一： 擬投入本項目人員表49附件二： 擬投入本項目儀器設備50附件三： 測量塔、預制臺座平面布置圖50附件三： 測量塔、預制臺座平面布置圖511. 工程概況1.1 結構特點佛山市城市軌道交通二號線一期工程

3、TJ4標線路全長3864.85m，起點樁號為YCK43+992.50，終點樁號為YCK47+857.35。高架段采用短線法節段預制拼裝箱梁，共計111跨，其中30m節段梁90跨，25m節段梁19跨，27.5m節段梁2跨。節段梁劃分為標準節段B、過渡節段G1、過渡節段G2、梁端節段D，除梁端節段長度為2.45m外，其余長度均為2.5m。橋梁架設采用架橋機拼裝施工工藝，總計架設箱梁節段1292節。主梁采用預應力混凝土連續箱梁，單箱單室等高度截面。梁體混凝土采用C50混凝土，混凝土及其原材料應符合鐵路混凝土結構耐久性設計規范。梁體內預應力束分為腹板束、底板束。預應力筋采用s15.2，抗拉強度標準值f

4、pk=1860MPa鋼絞線，張拉控制應力1302Mpa。標準雙線簡支橋梁采用花瓶墩，節段梁部分共兩種種墩身截面尺寸，墩高512m，截面尺寸2.22.2m，墩頭高度4m。墩高1215m，截面尺寸2.52.2m，墩頭高度4m。 1.2 預制節段信息佛山市城市軌道交通二號線一期工程TJ4標高架梁段均采用短線法分節段在工廠預制完成，預制節段數1292節。預制節段分為梁端D節段、過渡G節段塊及標準B節段塊三種類型。其中，梁段D節段上設后澆擋水墻。端頭D節段長2.45m，節段量約45t；過渡G節段長2.5m，節段量約41t；標準B節段塊長度為2.5m，節段重量約35t。不同節段箱梁截面信息見表1.1。截面

5、尺寸見圖1.1。表1.1 節段預制梁段截面信息孔跨型號梁段長度截面梁高頂板厚度腹板厚度底板厚度數量25.0m標準段B250cm180cm25cm30cm25cm114過渡段G250cm180cm34cm39cm37cm38梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm3827.5m標準段B250cm180cm25cm30cm25cm10過渡段G1250cm180cm34cm39cm37cm4過渡段G2250cm180cm34cm39cm37cm4梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm430.0m標準段B250cm180cm25cm30cm25cm540過渡段G1250cm1

6、80cm34cm39cm37cm180過渡段G2250cm180cm34cm39cm37cm180梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm180 (a) 標準節段(b) 過渡段(c) 端頭塊圖1.1 節段梁截面尺寸(單位：cm)1.3 施工方法箱梁節段在預制廠預制完成后，運至現場進行拼裝。在基礎、承臺、橋墩施工完成后，利用運梁車將節段運至拼裝現場，采用架橋機的天車都所有節段進行吊裝，經過膠拼、張拉、落梁、拆除臨時支撐完成整孔橋梁的架設工作。圖1.2為主梁架設施工步驟。A.在安裝跨兩端墩頂安裝支座，并按設計調整其預偏量；B.節段梁從存梁場運至待架設的橋跨處；C.先吊裝第12節段定位，

7、然后依次吊裝其余各節段梁(見圖1.2)，先把所有節段都懸掛在架橋機上；D.調整線形，校準第1節段，并將其臨時固定，確保不發生位移、轉動。安裝時將各節段向墩方向偏移，預留涂環氧樹脂的空間；圖1.2節段梁吊裝示意圖E.將第1、2梁段臨時對接，通過張拉臨時預應力筋（精軋螺紋鋼）預拼，檢查拼接縫的密貼程度，以決定不同部位的涂膠厚度；F.檢查橋梁線形高程和箱梁中線，以掌握糾偏的方向和程度，作好糾編的準備工作；G.預拼完畢后，將梁段脫開，對膠拼的混凝土面作進一步清理，確保涂膠面上無泥土、灰塵及其他松散物；H.在第1、2梁段接合面上涂抹環氧樹脂，將2梁段與1梁段密貼，張拉臨時緊固裝置，保證節縫間壓力不小于0

8、.3，將1、2梁段臨時錨固，環氧樹脂固化；I.按同樣方法依次安裝其余節段；J.張拉永久預應力束；（高位張拉，整體落梁）；K.整孔落梁至設計位置，完成一整孔梁的架設；L.縱移架橋機過孔，進入下一孔跨架梁。2. 施工監控目標、依據、要點和組織2.1 施工監控目標2.1.1 主要工作目標短線法施工幾何施工監控的目標就是在施工過程中控制結構的受力狀態和變形始終處于結構安全的范圍內，成橋后結構的線形與內力達到設計要求，結構本身又處于最優的合理的受力狀態。短線匹配法節段預制拼裝橋梁施工控制方法和傳統混凝土現澆工藝控制方法不同之處在于，從梁的預制階段開始對橋梁的施工誤差進行識別與調整，直至梁段的拼裝完成，實

9、現了橋梁全過程施工控制。主要工作目標包括：（1）確保施工過程中結構的安全性，減少施工風險，橋梁結構施工過程及二期恒載階段結構內力狀況滿足設計要求；（2）成橋的幾何線形和結構內力逼近設計理想狀態；（3）精度控制和誤差調整的措施不對施工工期產生實質性的不利影響。（4）控制及監測精度達到施工控制技術要求的規定。2.1.2 梁段預制驗收標準當箱梁從澆注梁段處移至匹配梁段處前，測量工程師應將此梁段的幾何測點的測量結果輸入至短線法施工控制系統軟件以確定已澆注梁段在作為匹配梁段時的目標位置（包括施工誤差的糾正）。而當此梁段在匹配梁段位置作調整時，其幾何測點的定位與其目標位置的誤差范圍應控制如下：1) 沿中線

10、的測點（U型圓鋼）的偏差應小于2mm；2) 沿腹板的測點（十字頭螺栓）的偏差應小于1mm。梁段預制完畢后，應采用表2.1所示驗收標準進行箱梁的外形驗收以確保箱梁生產的質量。表2.1 預制梁段驗收標準序號項目規定值或允許偏差（mm)檢查頻率檢驗方法范圍點數1混凝土抗壓強度在合格標準內每個節段梁-按現行國家標準混凝土強度檢驗評定標準要求2長度0、-23用尺量3斷面尺寸寬度0、+52用尺量高度52壁厚0,584表面平整度52用2m直尺檢驗5軸線偏移量縱軸線51經緯儀測量橫隔梁軸線516預埋件支座板、錨墊板等預埋鋼板位置10每個預埋件1用尺量高程51水準儀測量平面高差51螺栓、錨筋等位置101用尺量外

11、露尺寸1017預留孔吊孔位置5每個預留孔洞1用尺量預應力孔道位置位置節段端部101用尺量孔徑+3、01用內卡尺量2.1.3 梁段安裝驗收標準箱梁梁段在預制過程中具有足夠的精度，在安裝時，拼裝起來就可以滿足設計的線形要求。拼裝過程的關鍵步驟在于起始段的定位，定位不精確可能導致施工進行不下去。根據設計圖紙，佛山軌道交通二號線一期TJ4標高架施工采用逐跨拼裝施工工藝。為保證梁段安裝精度，在施工過程中，應滿足表2.2所示允許誤差及驗收標準。表2.2 每跨首塊吊裝驗收標準項目允許偏差（mm）控制標準驗收標準立面標高13中心線偏位25橫向坡度0.001(Radians)0.001(Radians)縱向坡度

12、0.003(Radians)0.003(Radians)在本工程中箱梁拼裝過程中，針對各梁段的幾何控制測點，采用表2.3所示允許誤差與驗收標準。表2.3 箱梁吊裝驗收標準項目控制、驗收標準立面標高10mm中心線偏位10mm縱向長度10mm橫向坡度0.001(Radians)縱向坡度0.003(Radians)拼縫錯臺5mm在箱梁拼裝過程中，若發現竣工幾何數據超過表2.3的標準，現場測量小組應將數據立刻呈報給監控單位作進一步調查，監控單位將據此數據以及橋梁的變形特征通過計算得出是否需要在下一步拼裝過程中提供糾偏。2.2 施工監控依據1. 地鐵設計規范（GB50157-2013）2. 鐵路橋涵設計

13、基本規范（TB10002.1-2005）3. 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB10002.3-2005）4. 鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范（TB10002.4-2005）5. 鐵路工程抗震設計規范（GB 50111-2006）（2009版）6. 鐵路混凝土結構耐久性設計規范（TB10005-2010）7. 鐵路橋涵地基和基礎設計規范（TB10002.5-2005）8. 公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）9. 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）10.城市軌道交通工程測量規范（GB 50308-2008）11. 精密工程測量規范

14、(GB/T 15314-1994)12. 鐵路橋涵施工規范(TB10203-2002) 13. 預應力混凝土橋梁預制節段逐跨拼裝施工技術規程(CJJT111-2006)14. 施工方提供的設計圖紙和其它文件。2.3 施工監控要點短節段預制拼裝施工控制核心是對施工全過程的誤差進行預測、分析，消除誤差對節段預制、安裝的影響，對節段預制、安裝結構幾何構件進行預測和控制，從而保證結構幾何構型滿足設計要求。施工過程中，橋梁結構的實際狀態與理論狀態之間總是存在一定的誤差，其包括參數誤差（如材料特性、截面特性、容量等）、施工誤差（如制作誤差、架設誤差、預應力索的張力誤差等）、測量誤差、結構分析模型誤差等。這

15、些偏差累積到一定程度如不加以識別和調整，成橋后結構構型難以保證。因此各階段施工控制重點如下：2.3.1 結構計算在節段預制工作開始前，根據設計圖紙及施工組織設計方案，采用MIDAS/CIVIL對結構進行施工階段模擬仿真分析。在結構計算過程中，應考慮施工誤差、梁段重量誤差、混凝土材料彈性模量差異、預應力鋼筋管道偏差及摩擦阻力差異，并考慮混凝土收縮徐變等時間效應，保證計算結果與實際情況相符。同時對結構施工階段進行參數敏感性分析，確定影響橋梁線形的敏感因數，重點控制。將上述計算所得預拱度導入數據庫，梁段預制長度考慮彈性壓縮修正，得出梁段預制及安裝理論線形，為節段預制安裝提供指導。2.3.2 節段線形

16、監控細則預制過程中，通過調整匹配節段坐標實現預期預制線形，通過誤差識別及修正，減少或消除誤差對后續節段預制的影響。其中誤差識別和修正是重點。預制線形控制好壞直接影響節段拼裝精度。1）控制點坐標采集及預警措施節段預制指令即匹配節段目標值，是通過已成梁段上控制點的實測坐標經過控制軟件計算分析得出，因此控制點坐標采集至關重要，不容有誤。數據采集過程中，應測量兩次，取平均值，從而減少人為誤差及測量儀器誤差的影響，同時檢查兩次測量結果差別大小，如果差別較大應重新測量。將控制點坐標實測值輸入控制軟件系統，系統會自動識別實測數據是否存在人為輸入錯誤，如果存在人為輸入錯誤，系統將會自動報警，保證數據錄入正確。

17、2）匹配節段調整精度調整匹配節段空間位置，實現與待澆梁段相對姿態，從而實現誤差修正，再現設計線形。因此，匹配節段調整精度必須滿足要求。3）誤差識別及修正節段預制成型后，已形成的誤差只能在后續節段預制過程中加以修正。將成型的節段控制點坐標錄入控制系統，系統自動識別誤差，若誤差超過允許值，程序將自動在后續一個節段或幾個節段的預制過程中一次或分次加以調整。2.3.3 節段安裝將預制節段控制點在預制局部坐標系下的坐標輸入至控制軟件系統，系統會自動將該坐標轉化到節段安裝整體坐標系下的坐標，生成節段安裝指令，指導節段安裝。在安裝過程，將安裝實測坐標輸入至控制系統，系統自動識別，若誤差超過規定允許值，系統將

18、提出節段安裝調整方案，保證節段安裝線形滿足設計要求。2.3.4 短線法幾何監控控制體系 各施工控制階段中，應始終堅持在保證安全的前提下，以幾何控制為主、以內力控制為輔的原則。 具體各階段施工控制內容如圖2-3所示。圖2.1 短線法施工幾何監控控制體系2.4 施工監控組織2.4.1 組織體系為做好監控工作，建議由委托方牽頭成立施工監控領導機構，在組織形式上分兩個層次開展施工監控工作，即設立施工監控領導小組與施工監控工作小組。重大技術問題由領導小組討論決定，具體工作由施工監控工作小組（監控方）實施。施工控制工作框圖如圖2.2所示。圖2.2 施工控制工作框圖具體而言，可以描述如下：l 業主 協調各參

19、與單位的工作，組織召開相關會議。 提供結構設計文件及圖紙l 設計單位 核對理論結構最終內力狀態和線形 參與重大施工方案討論l 施工單位 提供施工組織設計及進度安排、如有變更原定施工方案應及早提出 材料參數試驗、施工荷載的調查 預制及安裝節段測量，并提供測量數據至監控方 為現場測試提供便利l 監理單位 負責監督施工監控指令的實施l 監控單位 編制施工監控方案及實施細則 識別參數誤差，并進行有效預測，優化調整分析 發布監控指令 現場相關技術服務 梁段預制及安裝階段測量復測復測工作分兩個階段：預制階段前期，為保障施工單位熟悉監控流程，監控單位組織人員對預制節段進行測量復測，確保測量數據的正確性，直到

20、梁段正常生產，并在正常生產后進行定期不定期的測量復測。梁段安裝階段，監控單位組織人員進行節段梁安裝測量復測。 預制安裝過程中配合委托方要求提供節段報告，竣工后提交施工監控總結報告2.4.2 信息傳遞辦法參照以往的短線法施工橋梁監控經驗和信息傳遞辦法，通過前期的溝通，確定本項目的文件傳遞辦法。（1）信息傳遞的總體思路為：測量數據由施工單位發送至監控單位；預制指令及安裝指令由監控單位發送至施工單位，同時配合委托方的要求發送給其它相關單位。（2）考慮到短線法施工特點以及預制高峰期可能出現每天10-12道指令的實際情況，測量數據及指令文件采用單跨會簽制，盡力減少文件傳遞過程對施工進度的影響。圖2.3和

21、圖2.4分別為節段預制、拼裝施工控制過程中的信息傳遞途徑示意圖。 圖2.3 預制階段信息傳遞流程 圖2.4 安裝階段信息傳遞流程圖3. 結構有限元分析結構有限元分析是施工控制的核心依據，須應用三維空間結構分析程序計算分析施工全過程、成橋狀態的內力及變形等。本項目采用有限元軟件MIDAS/CIVIL進行結構仿真計算。3.1計算內容（1）施工過程預制安裝線形計算及安全復核計算利用現場采集的參數對本橋施工過程進行結構預拱度計算，為梁段預制安裝線形計算提供所需預拱度；同時對安全性進行復核計算，復核計算主要包括：施工過程主梁應力、施工過程主梁穩定性等。（2）施工控制誤差分析及參數識別施工控制過程中必然存

22、在一定的誤差，某些誤差將會導致發散的結果，因此，應對施工控制反饋數據的誤差進行誤差分析，對誤差形態進行定性，避免惡性誤差的出現。通過對誤差進行參數識別，找到造成誤差的真正原因，從而指定出合理的誤差解決策略。（3） 施工階段參數敏感性分析計算通過對結構施工階段進行參數敏感性分析，確定影響主梁結構線形的敏感因素，在施工控制過程中，對其加以嚴格控制，確保主梁預制安裝精度。（4） 施工控制實時計算施工控制計算不可能一蹴而成，由于部分計算參數（如梁重，混凝土徐變等）無法在施工控制開始就精確確定下來，因此，施工控制過程必須根據實測的結構響應來對計算參數進行調整，以形成更為準確的計算模型指導后期的施工。3.

23、2計算參數1）混凝土混凝土等級： 橋梁上部結構混凝土為C50，抗壓強度標準值：32.4 MPa；抗拉強度標準值：2.64MPa抗壓強度設計值：23.1MPa；抗拉強度設計值：1.89MPa混凝土容重：26.5KN/m32）預應力鋼束型號： 9-S15.2 ，12-S15.2，15-S15.2，17-S15.2單根面積： 140mm2鋼絞線標準強度： 1860MPa彈性模量： 1.95105MPa張拉控制應力： 1302MPa松弛率： 2.5%孔道摩擦系數： 0.26預應力管道偏差系數： 0.0025一端錨具變形、鋼束回縮及墊板壓實值： 6mm3）荷載計算過程中，考慮以下荷載：一期恒載：包括主梁

24、重量等。梁段按實際斷面計算重量；齒板重量按集中荷載考慮。二期恒載：包括保護層、防水層、道床板、鋼軌系統、擋板及隔音結構、電纜及其支架、接觸網、緊急疏散平臺、橫坡墊層等。參照設計圖紙取值為雙線122.15kN/m。列車活載：雙線列車，荷載大小參照設計圖取值如下。3.3 結構模型3.3.1結構模型本次計算采用MIDAS/CIVIL橋梁結構分析軟件進行，典型跨度組合(438)m有限元模型如圖3.1所示。該模型主梁15個節點，14個單元。圖3.1 30m簡支梁有限元模型圖3.3.2施工節段劃分以30m聯為例，施工階段劃分如表3.1所示。表3.1 30m聯逐跨吊裝施工階段劃分階段描述階段描述1節段吊裝4

25、落梁成橋2松除中間吊桿，形成簡支狀態5靜置60天，鋪設二期恒載3張拉梁段內簡支束6徐變十年3.4 30m簡支梁線形計算結果圖3.2圖3.4為30m簡支梁在存梁期30天的情況下，主梁分別在恒載和活載下變形值，以及預供度值。圖3.2 30m簡支梁活載產生的變形值圖3.3 30m簡支梁恒載產生的位移值圖3.4 30m簡支梁預供度3.4.1小結通過對橋梁進行有限元分析，提取各種工況的變形。經驗證，各種工況的變形值符合實際圖紙的要求。提取了預供度與設計線形結合，可以得到制造線形，指導預制工作。4. 幾何控制方案4.1幾何控制法的基本思想相對于傳統的施工控制方法，幾何控制法是一種新的控制理念。根據結構力學

26、原理，幾何體系（包括結構體系的形式、構件的初始尺寸和形狀、幾何約束形式及其方位等）一定的彈性結構在某一時刻的內力和變形狀態唯一地取決于此刻其所受的作用（如荷載等）體系，而與此前結構構件的安裝歷程、作用的施加和變遷歷程無關。因為此刻結構的內力與變形狀態可以由靜力平衡方程和變形協調方程唯一地確定，而這兩類方程又由此時結構的幾何體系與作用體系唯一地確定。換言之，只要彈性結構的幾何體系和作用體系一定，其內力與位移狀態就唯一確定，與結構和作用的形成過程無關。根據上述基本原理，在沒有制造和安裝階段施工誤差的情況下，從理論上講只需保證結構構件安裝時的初始幾何尺寸和形狀（亦稱為構件的無應力狀態）與成橋理想目標

27、狀態所對應的構件無應力狀態相同，即能夠確保成橋階段結構的內力與變形狀態達到理想的目標狀態。而實際施工過程中，制造和安裝階段均存在施工誤差，在這一條件下，為獲得逼近設計目標狀態的合理成橋狀態，施工控制轉化為誤差條件下的工程控制問題。以幾何控制為指導思想，結合短線法預制拼裝箱梁施工控制的實際需要與具體特點，即可發展相對完善的施工控制方法體系。4.2 幾何控制原則和流程4.2.1幾何施工控制體系原則針對佛山市城市軌道交通二號線一期TJ4標高架節段預制拼裝梁的結構體系特點，提出施工監控原則：采用全過程自適應幾何控制法，控制全面覆蓋節段預制、拼裝全過程，踐行幾何控制法理念，在預制過程中通過精確控制結構構

28、件無應力構型，實現精確控制橋梁線形的目標，確保成橋后結構線形滿足設計要求。其指導原則如下：1）采用全過程控制的理念進行施工控制體系整個控制體系的實施分準備階段、制造階段和安裝階段等三個主要階段，涵蓋了從結構設計、構件制造到安裝的所有關鍵階段，涵蓋了所有構件的制造和安裝。2）依據幾何控制的理念制定施工控制方案和相應控制方法依據施工全過程仿真分析確定結構設計目標狀態對應的構件的無應力狀態，根據無應力狀態確定各構件的制造形態和相應安裝階段各構件的幾何關系，在此基礎上，根據構件制造和構件安裝的工藝特點、施工方法等的客觀需要以及幾何控制實施的具體特點確定施工控制方案和控制方法。3）在系統研究的基礎上確定

29、控制階段的容許誤差根據全過程仿真分析、施工全過程參數敏感性分析、誤差因素及其效應研究確定制造、安裝階段的控制方案，并據此確定監測參數、制造和安裝階段的控制容許誤差。4）依據最優控制理論進行施工控制決策依據誤差評價，通過參數識別和模型修正獲得當前階段的理論模型，在考慮后續梁段制造誤差及安裝可能誤差的基礎上基于理論模型進行后續梁段至成橋的誤差預測，在此基礎上根據最優控制理論進行后續梁段的施工控制決策。5）采用幾何控制數據庫系統作為施工控制實施的重要支撐以數字化全過程控制作為指導原則開發的幾何控制數據庫系統，對所有施工階段均給出構件制造、安裝等的理想目標狀態，制定相應的數字化幾何控制方案，對于構件制

30、造、構件安裝等控制過程實施全面控制，建立制造、安裝各階段結構幾何形態、誤差狀態等系統信息的數據庫，作為施工控制實施的重要支撐。幾何控制流程整個幾何控制體系分為準備階段、預制階段、安裝階段共三個主要控制階段，各階段施工控制流程如圖4.1所示。圖4.1 幾何控制流程4.3 前期分析階段線形控制為保證節段預制和拼裝的精度，前期幾何數據庫的建立至關重要。前期分析階段工作內容如圖4.2所示。圖4.2 短線法施工前期分析階段4.3.1線形定義拼裝橋梁結構在制造及施工的不同階段將涉及到三種不同的線形：設計成橋線形、制造線形以及拼裝線形。設計成橋線形是指橋梁修筑完成后所需要達到的設計線形；制造線形是主梁在制造

31、過程中零應力狀態下的線形；拼裝線形，又叫安裝線形，是指橋梁在拼裝過程中各新安裝梁段自由端連接成的線形。拼裝橋梁施工控制中最關鍵的任務就是選擇合適的制造及拼裝線形，使得橋梁結構最終達到設計成橋線形。拼裝施工橋梁位移計算面臨的一個問題是：逐段形成的結構中新安裝單元的初始位置的確定。有兩種方法確定其初始位置：其一，指定新節點位移為零，即零初始位移法；其二，將新節點初始位移指定到沿著已成梁段懸臂端切線上，即切線初始位移法。制造線形與設計成橋線形的關系： （4-1）式中： 為制造線形； 為設計成橋線形； 按切線初始位移法計算的豎向位移。安裝線形與設計成橋線形的關系： （4-2）式中： 為安裝線形；為設計

32、成橋線形；按零初始位移法計算的豎向位移。對按零初始位移法計算的豎向位移進行簡單的處理即可得出按切線法計算的豎向位移。4.3.2箱梁節段劃分原則1) 節段平面劃分線路直線段的橋梁軸線為直線。以本項目標準梁25m跨度為例，如圖4.3所示，梁體被切割為長度相同的若干小節，每塊節段頂面為矩形，相鄰節段間的契合線（稱節段線）相互平行，且垂直于箱梁軸線，箱梁的兩端截面平行于墩中心點的法線方向。從箱梁軸線到兩側的寬度相同，為箱梁半寬。根據橋墩中心里程、橋梁升縮縫寬度（取半值）與節段長度逐節段累加，確定節段線在線路中線的里程位置。節段線與線路中線的交點為節段軸線點，節段軸線點連線為節段軸線。圖4.3 直線段橋

33、梁節段平面劃分示意圖曲線段的橋梁軸線，由若干段線路中心弧線點連線（弦線）構成的首尾相連的折線組成。每跨箱梁兩端截面平行于墩水平面的中心線，起始節段頂面為矩形，其余節段為鍥形。節段線呈放射狀，除起始節段前后兩端面的兩條節段線均垂直于軸線外，其余節段的前后端面節段線中，只有一條垂直于軸線。圖4.4 曲線段橋梁節段平面劃分示意圖2) 節段立面劃分 橋梁施工一般需設置預拱度，此時可以合并到節段線的設計高程中，以便計算節段的縱坡值。由于箱梁在橋墩上是傾斜放置的，箱梁前后端面為傾斜的，箱梁頂面線的里程會因傾斜在縱向移動微小距離。橋梁節段立面劃分如圖4.5所示。圖4.5 橋梁節段立面劃分示意圖4.3.3預制

34、箱梁預拱度計算由于梁段預制時，處于無應力狀態，因此梁段預制的結構目標線形應考慮結構由于受力變形，按三個方向即XYZ設置預拱，梁段預制長度考慮彈性壓縮修正。計算預拱度考慮荷載如下： 結構自重 二期恒載 預應力 混凝土收縮徐變至3650天 1/2列車活載在明確上述參數的前提下，利用結構分析軟件考慮收縮徐變等時間效應進行受力和變形分析，確定結構所需的預拱度，確定梁段預制長度。從而確定梁段預制線形，導入幾何數據庫，指導梁段預制。4.3.4幾何數據庫建立上部箱梁結構按以下操作得出梁段預制理論幾何數據庫，并以圖紙的形式進行提交。幾何數據庫建立流程如圖4.6所示。圖4.6 幾何數據庫建立流程4.4預制階段控

35、制梁段預制流程圖4.7為短線法預制幾何控制流程示意圖。在每塊梁段的預制完畢過程中，該梁段施工誤差將在該塊梁段移至匹配梁段的位置時，PGCCS（Precast Girder Construction Control System) 控制系統將自動比較匹配段各測點的實測值與軟件所給定的理論目標值的差別，并提出匹配梁段各測點目標值。圖4.7 短線法預制幾何控制示意圖短線匹配法預制是將連續梁按“T”構或逐跨形式劃分成若干節段，考慮混凝土收縮、徐變、預拱度等因素，將成橋整體坐標轉換為預制工廠局部坐標系后，在預制臺座上以固定端模為基準，調整已生產相鄰梁段（匹配梁段）的平面位置及標高，在預制臺座的固定模板系

36、統內逐節段匹配、預制的一種施工工藝。如圖4.8所示，澆注時，待澆梁段兩側設相對固定的側模（只側向開合而不移動），前端設固定端模，后端則為已澆好的前一梁段（匹配梁）的前端面，通過調整匹配梁的相對位置來控制待澆梁段的線形，并以兩者之間形成的匹配接縫來確保相鄰節段的拼接精度。圖4.8 梁段預制示意圖4.4.2梁段制造誤差糾偏通過PGCCS控制系統，對采集數據進行分析，計算制造誤差，得到下片梁的預測拼裝線形，以此確定下片梁的理論匹配位置，最使成橋幾何線形達到設計要求。梁段預制過程中主要是利用節段幾何尺寸的改變所產生的轉角效應，以達到豎向或水平線形調整的目的，即當節段頂板縱向長度大于底板長度，在節段拼裝

37、完成后，梁體線形將向上彎曲，反之向下；同理，當節段左側長度大于右側時，在節段拼裝完成后，橋梁水平線形將向左彎曲，反之向右。短線法節段預制利用這一原理對澆注節段與匹配節段的相對幾何形狀進行控制。曲線橋梁一般可用梁上的一條參考線及在該條參考線上的橫坡來描述其三維空間內的線形與姿態。通常，參考線取為梁頂的中心線，而橫坡即為對應于參考線之上截面頂緣的橫坡。雖然，參考線的真實線形應為空間連續曲線，但對于節段式橋梁，為了便于節段預制，每個節段通常以直線近似替代曲線，故橋梁的線形無法用光滑曲線來表示，而是采用一種近似組合折線來表示。考慮到節段預制時，通常取節段頂面中心線的長度作為預制長度，因此各節段頂面中心

38、線組成的折線將形成梁體的線形；同時，節段之間接縫頂緣橫線的坡度反映了橋梁的橋面橫坡與節段姿態。于是，節段式曲線橋梁的線形與姿態可用圖4.9表示。圖4.9 空間整體坐標系內節段式曲線梁橋的線形與姿態（1）平曲線節段誤差糾偏調整將圖4.8中所述的折線段投影至平面內，投影產生的折線段用來擬合平曲線，也即以預制指令單控制點的X、Y坐標來控制平曲線。將節段從澆筑位置移動到匹配位置上，當控制點的X、Y坐標調整到位，也就形成了需要的平面折角（如圖4.10所示）。新澆節段的端模位置不動并使其與節段軸線垂直，而新澆節段的匹配端面采用斜面，以便于鋼筋骨架制作、剪力鍵設置和節段外形調整。圖4.10 平曲線預制（2）

39、豎曲線節段誤差糾偏調整將圖4.8中所述的折線段投影至立面內，投影產生的折線段用來擬合豎曲線，也即以預制指令單控制點的Y、Z坐標來控制豎曲線。將節段從澆筑位置移動到匹配位置上，當控制點的Y、Z坐標調整到位，也就形成了需要的立面折角。（如圖4.11所示）。圖4.11 豎曲線預制（3）扭轉節段誤差糾偏調整為避免節段出現左右高度不同的累計誤差效應，還應對節段進行扭轉調整。按照（1）（2）中將控制點調整到位，也就形成了需要的扭轉角。（如圖4.12所示）。 圖4.12 扭轉調整預制4.4.3測點布置如圖4.12所示，每一預制梁段設置六個控制 測點。其沿節段中心線的兩個測點（FH，BH）用來控制平面位置，而

40、沿腹板設置的四個測點（FL，FR，BL，BR）用以控制標高。圖4.13 幾何控制網示意在固定端模上緣也設置三個控制測點（LI，RI，I）。單元中心線由旋轉在測量塔上的經緯儀和目標塔反光鏡確定。在預制單元附近也要設置一固定水準點（BM），以對測量塔和目標塔進行校準。如果觀測到測量中目標塔有偏移，應及時糾正。所有的控制預埋件都在混凝土凝結前安放在梁段頂板上。它們由鍍鋅十字頭螺栓和U型圓鋼組成。這些預埋件必須盡量設置在所規定的位置。但是它們的位置不需要絕對的正確，因為它們只是用作相對位置的參考?？刂茰y點的布置參見圖4.14。圖4.14 測量控制點埋設示意圖預制單元的參照標高位于預制梁頂面。其單元參照

41、系統（即局部坐標系統）如圖4.15所示。圖4.15 預制單元局部坐標系示意圖4.4.4預制模板及測量系統精度要求預制時，一套標準的預制單元應包含以下的主要部件：(1) 測量塔； (2) 預制臺座； (3) 模板系統，包括固定端模及其支架，底模及其支架，外側模及其支架，內模；(4) 牽引裝置。（1） 預制臺座由觀測塔和目標塔控制的軸線為基準線，靠近測量塔一端的預制臺座平行的分布在軸線的兩側，并根據預制模板的實際尺寸布置。要求預制臺座基礎穩定，堅固，以保證預制模板安裝后的穩定。（2） 預制模板由于幾何控制的有效性取決于預制單元定位的精確度，因此模板系統安裝精度必須保證。具體要求如下： 固定端模：固

42、定端模的中點位于觀測中線上，端模始終保持鉛錘并與預制單元中線成90，正交偏差不能超過1.0mm；端模上緣須保持水平，同一端模上各個點高差不超過2.0mm。端模標高應以靠近腹板處的兩測量點進行。 底模：底模須水平安置并與固定端模下緣良好閉合。底模沿中心線的立面必須在水平與固定端模模面成90，而底模模面與固定端模的閉合接觸處應保持90。 外側模：要檢查它和固定端模，匹配梁段及底模的閉合的空隙不超過2mm。模板安裝完畢后，應按表4.1的標準進行驗收，達到標準后方可開始箱梁的預制：表4.1 預制模板精度要求序號項目規定值或允許偏差（mm)檢查頻率檢驗方法范圍點數1相鄰兩板表面高低差2每個節段8用尺量2

43、表面平整度34用2m直尺檢驗3軸線偏移量21全站儀測量4垂直度0.1%H，且34用全站儀或垂線5模內尺寸長度-1、-33用尺量寬度+3、-22高度0、-246匹配節段定位縱軸線21全站儀測量高程24水準儀測量7預埋件剪力鍵位置2每個10用尺量平面高差210水準儀測量支座板、錨墊板等預埋鋼板位置3每個預埋件1用尺量平面高差21水準儀測量螺栓、錨筋等位置101用尺量外露尺寸1018吊孔位置2每個預留孔洞19預應力筋孔道位置位置節段端部101模板加工與安裝應嚴格按其加工精度進行控制，作好預制單元的定位控制工作，以此保證各預制梁段的外形幾何尺寸。圖4.16 模板安裝（3）測量控制系統及測量精度測量控制

44、系統是短線法預制施工的關鍵設施，它的合理設置和施工精度直接影響到箱梁節段預制線形控制精度。測量塔是短線匹配法預制線型控制的主要設施，必須滿足“精度高，變形小、無明顯沉降”的條件要求。測量塔建在預制單元的兩端，它們位于預制單元的中線上并且垂直于固定端模。兩測量塔控制點間連線與其所控制的預制臺座上的待澆梁段的中軸線相重合。測量時，一個塔作測量塔，另一塔作目標塔。測量塔主要包括測量塔基礎、立柱、支架，觀測平臺，人行扶梯、頂部雨棚和強制對中基座幾部分。為防止在陽光照射作用下塔身陰陽面因溫差而產生變形，測量塔塔身采用土工布雙層包裹。測量塔塔身四周不接觸其它任何物體，包括人員上、下的樓梯、操作平臺。為了給

45、測量作業創造良好作業環境，提高測量精度，操作平臺除預留儀器觀察窗外其余均進行封閉。詳見圖4.18。 圖4.17 測量塔測量塔沉降及變形要求滿足測量精度要求。并遠離交通道路，與人員上、下走道和平臺也應相互間隔開。箱梁預制測量應能滿足以下精度要求： 長度測量精確度在0.5mm以內； 水準測量精確度在0.5mm以內； 匹配段，沿中線的測點的偏差小于2mm； 匹配段，沿腹板的測點的偏差小于1mm測量中建議采用如下儀器： 平面控制-全站儀（精度為11.5ppm），鋼尺。 高程控制水準儀（精度為0.5mm），2m銦瓦鋼尺。（4）預制節段各測點的允許誤差當箱梁從澆注位置移至匹配位置前，測量工程師應將此梁段的

46、幾何測點的測量結果輸入至短線法施工控制系統軟件以確定已澆注梁段在作為配合梁段時的目標位置（包括施工誤差的糾正）。在匹配位置調整時，幾何測點的定位與其目標位置的誤差范圍應控制如下： 沿中線的測點（U型圓鋼）的偏差應小于2mm； 沿腹板的測點（十字頭螺栓）的偏差應小于1mm。4.4.5預制過程中的幾何控制短線匹配法要求的施工監控主要是通過控制各預制節段在匹配時的空間位置，從而達到節段拼裝后梁體的線形，以滿足設計線形的要求。我們研發的專用線形控制軟件將箱梁各梁段控制點的坐標及預拱度以數據庫的形式輸入。結合所給定的理論值及梁段在匹配段生產時的實測值，經過必要誤差修正，精確地計算出以成型梁段在匹配位置時

47、應處的空間位置。以下為預制過程中的幾何控制主要流程：i) 測量及調整匹配節段的精確位置。執行此步工作時必須有監督員在場的情況下進行兩組獨立的測量并以平均值作為評價。ii) 由鍍鋅十字頭螺栓和U型圓鋼組成的控制預埋件都必須在混凝土凝固前放置在灌注梁段的頂面上，同時進行測量。iii) 測量灌注梁段及匹配節段精確位置。執行此步工作時，必須有監督員在場的情況下進行兩組獨立的測量并以它們的平均值作為評價。iv) 將測量結果輸入到軟件。確定己灌注梁段在作為匹配節段時的位置(包括施工誤差的糾正)。重復以上(i)至(iv)的步驟，直到整孔梁段預制完成。節段預制過程的復測與數據校核測量人員按照監控單位提供的預制

48、指令單進行節段匹配后，為了防止節段在匹配后到打灰之前發生意外擾動，測量人員對每個節段在打灰之前進行復測，確保節段梁控制點的測量值與匹配值在允許的誤差范圍內，再進行打灰。同時為了避免，測量人員將手寫的測量記錄輸入到文檔中出現人為錯誤，如測點位置弄錯、梁段號弄錯、臺座號等不能通過軟件識別的錯誤，安排專人對手寫的測量記錄與輸入的文檔數據進行對比，避免上述問題的發生。4.4.7起始節段測量數據記錄圖4.18為起始預制節段示意圖。圖中，XFH，XBH：固定端模和U型圓鋼之間的X方向距離。XFL，XBL，XFR，XBR：固定端模和鍍鋅十字頭螺栓之間的X方向距離。YI1，YI0：端模中線和預制單元中線之間的

49、Y方向距離（須保持零）。YFH，YBH：端模中線和U型圓鋼之間的Y方向距離。YFL，YBL，YFR，YBR：端模中心和鍍鋅十字頭螺栓之間的Y方向距離。ZLI1，ZRI1，ZLI0，ZRI0：測量起標點標高。ZFL，ZBL，ZFR，ZBR：測量鍍鋅十字頭螺栓標高。SL，SR：節段左右邊長度。起始節段的測量數據必須在混凝土凝固后節段移動前記錄下來，如圖4.11所示。這些數據將輸入到程序中以計算出匹配段的位置。圖4.18 起始段預制示意圖4.19 起始段數據記錄表4.4.8標準澆注節段測量數據記錄圖4.20為標準節段預制示意圖。標準澆注梁段的測量數據必須在混凝土凝固后節段移動前記錄下來。灌注梁段和匹

50、配段的測量數據將輸入到程序中以計算出下一個匹配段的位置。程序中已考慮了之前節段的澆注誤差。圖4.21為標準節段測量數據記錄表格示意。其中，澆注段測量數據包括：XFH2，XBH2：固定端模和灌注梁段U型圓鋼之間的X方向距離。XFL2，XBL2，XFR2，XBR2：固定端模和鍍鋅十字頭螺栓之間的X方向距離。YI1：端模中線和預制單元中線之間的Y方向距離（須保持零）。YFH2，YBH2：端模中線和U型圓鋼之間的Y方向距離。YFL2，YBL2，YFR2，YBR2：端模中心和鍍鋅十字頭螺栓之間的Y方向距離。ZLI1，ZRI1：測量控制點標高。ZFL2，ZBL2，ZFR2，ZBR2：測量鍍鋅十字頭螺栓標高

51、。SL2，SR2：灌注梁段左右邊長度。匹配段測量數據包括：XFH1，XBH1：固定端模和匹配段U型圓鋼之間的X方向距離。XFL1，XBL1，XFR1，XBR1：固定端模和鍍鋅十字頭螺栓之間的X方向距離。YFH1，YBH1：端模中線和U型圓鋼之間的Y方向距離。YFL1，YBL1，YFR1，YBR1：端模中心和鍍鋅十字頭螺栓之間的Y方向距離。ZFL1，ZBL1，ZFR1，ZBR1：鍍鋅十字頭螺栓標高。SL1，SR1：匹配段左右邊長度。圖4.20 標準段預制示意圖4.21 標準段數據記錄表4.4.9節段預制施工監控指令表圖4.22給出了節段預制施工監控指令表，表中列出了起始節段現澆位置坐標、以及作為

52、匹配節段目標位置、標準節段現澆位置坐標以及作為匹配節段目標值，同時給出匹配節段的實際位置。圖4.22 節段預制施工監控指令表4.5安裝階段控制安裝階段流程在箱形梁段拼裝過程中，拼裝控制測點與其在預制時所用的幾何控制測點相同。如圖4.23所示。其中：FL、FR、BL、BR用于控制梁段的立面位置；FH、BH用預控制梁段的平面位置。圖4.23 安裝梁段控制點圖當箱梁在預制構件廠預制完畢時，計算獲得按總體座標系統的幾何數據。此竣工數據將與以下的因素一并考慮并得出預制箱形梁拼裝時按總體座標系統階段式的目標幾何數據：（1）墩柱結構及基礎預抬值（墩身結構及基礎的彈性壓縮的預拱值應在形成永久支座的墊石時考慮進

53、去）；（2）墩柱結構及基礎按施工階段的變形值；（3）上部橋梁結構的分階段的變形值。以上的總體座標目標幾何數據庫將由監控單位提供給施工部門，對整個橋梁的拼裝過程進行幾何監控。安裝節段幾何控制流程如圖4.24所示。圖4.24 短線法安裝幾何控制示意圖4.5.2主梁節段理論數據庫六點坐標即是測量控制點坐標，是指在短線法梁段預制過程中，預制場根據線路的設計參數（橋梁的平、豎曲線及理論預拱度設置）確定整體坐標系，在待安裝節段頂面預埋軸線控制點和標高控制點。施工過程中，需要根據實際反饋測試結果，進行調整。4.5.3安裝階段現場監控在確定拼裝節段理論目標值后，還需結合拼裝現場實際情況對幾何數據庫進行修正。根

54、據實踐經驗，具體應考慮以下幾點：（1）考慮架橋機的性能，確定起始節段的定位位置，保證節段拼裝過程既不沖出架橋機的范圍，也不與架橋機發生沖突。節段預制完成后。在架橋機可操作的情況下，在拼接23片梁內進行邊調整邊定位，增長定位參考梁長，避免拼接過程誤差放射現象。（2）在每一節段定位前后都要對線形進行精確測量，及時匯集監控數據并進行分析，總結規律，為下跨拼裝提供參數，調整下一跨的控制高程。安裝過程原則上不進行線形調整。一些節段線形的細微調整可以采用4.5.4中的方法進行線形控制調整。 4.5.4調整措施（1）控制臨時預應力張拉在梁段不需要調整的情況下，以上下左右對稱張拉為原則，以盡量保證梁段的正位；

55、當需要調整線形誤差時，張拉的順序以先張拉能使梁段向控制方向偏轉的臨時拉桿為原則，以利于校正誤差；比如：假如拉頂板的臨時拉桿，則有使預拼梁段向上偏轉的趨勢，若想使梁段上翹，可先張拉頂板臨時預應力，或稍微加大頂板的臨時張拉力。同樣，若想使梁段下撓，則可先張拉底板的臨時預應力，或稍微加大底板臨時的張拉力。對于左右方向通過張拉順序調整，也是同樣道理。臨時預應力施加順序對梁段線形影響如圖4.25所示。圖4.25 臨時預應力施加順序對線形控制影響示意圖4.5.5節段拼裝施工監控指令表圖4.26分別為逐跨拼裝安裝工藝下的施工監控指令表。圖4.26 逐跨拼裝施工監控指令表4.6 曲線梁三維控制方法曲線梁若采用

56、二維線形控制方法，對于橋梁線形處于大曲率、制造大誤差的情況，線形精度不夠高。本監控軟件采用的是三維線形控制的算法，通過坐標系之間坐標變換的轉換矩陣，得到控制點的匹配坐標。這種方法保證了曲線梁在預制過程線形控制的高精度。4.7 施工監控細則在實際監控操作過程中，應該注意以下細則：(1) 測量塔、預制臺座保持穩定，防止擾動和下沉，否則整個測量系統必須重新調整。(2) 利用基準點，定期監測各觀測點的位移和沉降，及時修補中線及高程系統的偏差，使之始終保持在測量控制精度以內。(3) 避免在高溫時段或者6級以上大風條件下進行測量作業。(4) 定期通過預制場內的固定水準點復測測量塔及固定端模，初始階段為兩周

57、一次，監測數據穩定后一個月一次。每預制50片梁對固定端模進行一次調整。(5) 對測量塔實行土工布包裹，防止陽光直射，避免陰陽面產生溫差變形。(6) 在測量塔上搭設遮陽棚，避免陽光直射儀器。(7) 測量塔采用預應力混凝土管樁，四周采用混凝土包裹，減少地基沉降對測量塔的影響。(8) 觀察時采用兩人單獨獨立觀測，獲得兩組獨立數據，并取平均值，以降低測量誤差，提高精度。(9) 購買高精度測量儀器，能夠對在超出測量精度要求的氣象條件下工作能提出警示，并自動停止工作。(10) 按測量規范規定定期對測量儀器進行檢查和校正。(11) 對固定端模跑偏的情況，應當及時調整，避免造成初始誤差。(12) 在較長停工期

58、后，開工之前應當對固定端模進行一次調整，再預制節段。(13) 測點的布置，應該在說明的位置附近，不能偏差太多。同時測點的布置，不能太低，以至被混凝土覆蓋。(14) 采集數據后，為了避免人為輸入的錯誤，應該有專人負責原始數據與輸入后數據的對比。(15) 節段梁的編號噴漆，應該有人負責校核，避免張冠李戴的情況發生。(16) 采用施工控制系統軟件PGCCS時，應當將計算出來的制造線形與設計圖紙進行對比，避免其它一些軟件輸錯導致的錯誤。5. 短線法施工全過程控制系統軟件5.1 軟件簡介 梁段預制和安裝的控制計算中，采用短線法預制梁段施工控制系統軟件PGCCS（Precast Girder Constr

59、uction Control System）。系統結構如圖4.27所示。圖5.1 短線法施工控制系統結構圖該軟件主要包括四個模塊：橋梁基本信息、梁段分割信息、節段預制和節段安裝，這四個模塊之間通過數據庫連接在一起。該套施工控制系統軟件集模型計算與預測、誤差分析與修正、測量數據采集和輸入等功能于一體，擁有強大的數據存儲和處理功能，軟件操作界面良好，數據庫管理和維護方便，階段控制數據讀取、調用方便、快捷。系統模塊之間通過數據庫傳遞數據，涉及大量的數據處理，所以數據庫的設計是系統的核心。數據庫與各模塊之間的關系見圖4.27。該系統數據庫采用數據字典設計，對數據庫設計中涉及到的各種項目，如數據項、記錄

60、、系、文卷、模式、子模式等建立起數據字典，以說明它們的標識符、同義名及有關信息。同時把上述原始數據進行分解、合并后重新組織起來的數據庫全局邏輯結構，包括所確定的關鍵字和屬性、重新確定的記錄結構和文卷結構、所建立的各個文卷之間的相互關系，形成本數據庫的數據庫管理員視圖。 圖5.2 數據庫與各模塊關系圖該模式可以完善地管理各種數據庫對象，具有強大的數據組織、用戶管理、安全檢查等功能；同時可以方便地生成各種數據對象，利用存儲的數據建立窗體和報表，可視性好，能夠和office實現無縫連接。5.2 軟件功能模塊 該系統的數據庫共有17個數據表組成，涵蓋梁段信息、各種線形信息、預制信息、安裝信息等幾個方面

61、。5.2.1梁段信息管理該模塊的梁段信息是梁段的理論信息，為后面的線形預測、梁段預制和安裝分析提供梁段的基礎信息。該模塊包括橋梁設計圖紙相關信息（包括平面軸線、立面軸線、橋墩里程、橫坡信息等），梁段位置信息、截面尺寸信息、存放位置信息、預埋管件信息、體外預應力信息的輸入、查看和修改。同時還可以包含有梁段CAD圖和圖片的輸入、查看和修改。以圖文并茂的形式展示梁段信息，如圖4.29所示。圖5.3 梁段信息管理界面5.2.2結構線形預測該模塊用于梁段的設計線形、制造線形和安裝線形的計算和查看，同時也包括修改功能。在梁段的位置信息、墩塔里程、平曲線要素、豎曲線要素等幾何要素輸入，可直接計算得到梁段的設

62、計線形。然后輸入制造線形和安裝線形對應的位移信息，計算得到梁段的制造線形和安裝線形。圖4.30圖4.32為設計線形、制造線形和安裝線形的軟件界面。圖5.4 設計線形預測界面圖5.5 制造線形預測界面圖5.6 安裝線形預測界面5.2.3 預制梁段分析該模塊主要用于控制預制梁段時的線形，它主要是通過對梁段控制點坐標實測值與制造線形得到的理論值進行對比，進行誤差識別和調整，得到下一梁段預制時匹配段的目標值，用于指導梁段的預制。具體的過程如下：當準備預制n梁段的時候，先輸出n-1梁段控制點在匹配位置的目標坐標值，通過將n塊與n-1塊匹配進行澆筑之后，測量n和n-1#塊的坐標值，將n-1塊測量實測值和n

63、-1塊在匹配位置的目標坐標值比較和誤差分析，得到n梁段控制點在匹配位置的目標坐標值；然后移走n-1塊，將n塊移至匹配位置，澆筑n+1塊。同時該階段還控制梁段的幾何尺寸，記錄梁段的控制數據，為梁段的拼裝提供分析基礎。圖4.33圖4.34為預制梁段分析和結果查看界面。圖5.7 預制節段分析界面圖5.8 預制結果查看界面5.2.4 安裝梁段分析該模塊主要用于控制安裝梁段時的線形。主要是通過對理論安裝線形的分析，得到梁段控制點的目標坐標值，用戶按照這些坐標值進行安裝，然后對這控制點進行測量，得到實測值。根據這些實測值進行結構分析，得到預拼線形的位移值，輸入本系統，即可得到由預拼線形產生的六個控制點坐標

64、，再將這些坐標值與設計線形得到的坐標值進行比較和誤差分析，得到該梁段的調整建議。同時該模塊還可以查看各個梁在安裝過程中記錄的數據，以及誤差分析的結果。圖4.35圖4.36為安裝梁段分析界面。圖5.9 安裝梁段分析的界面圖5.10 安裝結果查看界面5.3 系統技術特點5.3.1 控制理論 本系統是以幾何控制理論為基礎，雖然在大跨度鋼斜拉橋的施工控制中，已經應用了幾何控制的理論，但是與鋼箱梁相比，短線法施工的混凝土箱梁具有其自身的特點，如預應力筋效應，混凝土收縮徐變等結構構造特點帶來的制造線形、安裝線形和成橋線形計算理論和方法的差異，以及由每次僅制作一片梁的工法而帶來的匹配位置計算方法差異等。5.

65、3.2橋梁資料系統管理 與國外同類系統僅計算匹配及安裝位置的功能相對單一的系統相比，本系統基于施工全過程進行控制，實現了全過程的數值化制造、安裝控制。同時，系統里記錄了橋梁相關的所有信息以方便查詢，如設計圖紙(預制梁段)基本信息、預制梁段前信息(如匹配情況)、預制梁段完成信息(如截面尺寸，誤差調整情況，存放位置時間等)以及梁段安裝信息(如安裝指令，線形調整情況)5.3.3 結構分析軟件的多種交互方式 在計算施工控制中各類線形時，必然用到結構分析軟件的相應計算結果，與國外類似系統中不包括線形計算相比，本系統實現了制造線形、安裝線形計設計線形計算的功能，同時以多種方式與結構分析軟件進行交互?？梢灾?/p>

66、接以人機對話的方式輸入，或通過Excel表格直接導入。5.3.4 圖形方式展示各類線形 與國外同類系統以列表形式展示各類數據不一樣，本系統以圖形的方式展示各類線形，以達到簡潔直觀的目的。5.3.5 智能文檔(iDOC)與控制系統的結合 為了便于用戶使用該系統，研發者將傳統的電子文檔和控制系統的融合到一起，使得用戶除以人機交互方式輸入輸出各類數據外，還多了一種選擇。在記錄數據時，人們一般使用Excel進行記錄。因而在需要輸入數據時，最方便的方法是從Excel中直接導入數據。本系統通過智能文檔的方式，實現Excel與本系統的無縫連接，使數據可以直接從Excel中導入。Excel導入主要應用于位移輸

67、入、預制和安裝時控制點坐標值的輸入等。為了符合施工控制過程中紙質控制指令的形成，以及便于查看和打印各類數據，本系統實現了智能文檔的另一個功能：Word文檔的自動生成。在系統計算得到控制點的目標坐標值后，用戶如果需要保存或打印這些目標值，只要單擊界面中的“生成”按鈕，就可以直接生成Word文檔。5.4 異常情況對策施工監控過程中，每一次計算過程中，PGCCS控制系統將進行下列誤差自檢并提示相關問題及處理方法。（1） 固定端模側移檢查PGCCS控制系統將自動對固定端模的側向移動進行檢查，如果位移大于2mm，系統將提示建議對固定端模進行調整，保障梁段預制精度。（2） 施工誤差檢查PGCCS控制系統將

68、自動比較匹配梁段各測點的實測值與理論目標值的差別。如果發現有誤差超限，系統對相關測點數據進行示警，建議加強預制過程中質量控制。（3） 人為輸入錯誤檢查PGCCS控制系統在計算過程中將進行兩種類型的人為輸入錯誤檢查。一種是將節段從澆注位置移至匹配位置的平面選擇角度檢查；另一種是節段從澆注位置移至匹配位置的平移檢查。一但數據超過規定限值，系統將示警，建議檢查輸入數據。（4） 梁段扭曲檢查及修正PGCCS控制系統將自動檢查及修正梁段在預制過程中由于梁段扭曲所產生的制造誤差并加以修正。6. 質量目標和保證措施6.1 質量保證目標以委托方提供的設計資料為依據，在準確理論計算的基礎上，嚴格按照相關施工和測

69、量規范的規定，保證按質按時按量完成監控任務。 預制場監控的質量目標： 1. 預制節段平面及高程測量控制精度為0.5mm； 2. 節段梁預埋定位螺栓誤差不大于5mm； 3. 嚙合澆筑時，前、后兩個節段的軸線、基準標高應保持一致。6.2人員、儀器設備、軟件保障（1）采用正版、成熟可靠的橋梁專用計算分析軟件，對結構理論計算分析，兩套人馬獨立計算，相互比對，嚴格復核制度。（2）配備滿足委托方要求的測量儀器設備。6.3 數據檢查制度測量數據是施工監控的基本依據，數據的處理方法應得到高度重視。測量數據由施工單位保證正確性，監控單位一旦發現不正常的數據，立即進行通知相關人員進行數據檢查，以避免錯過測量時機，

70、造成漏測或無效測量。本橋測量數據的處理主要包括以下方面：（1）原始記錄留存為了便于事后測量數據的檢查，所有測量原始記錄必須留存歸檔。原始記錄應注明與測量操作相關的信息如人員、時間、天氣，保證數據的可追溯性。（2）測量精度分析根據測量方法、測量手段，通過誤差傳播定理或平差分析，可以得到被測數據的精度。如通過全站儀的測量中誤差、測回數、測量距離和角度，可以得到墩頂偏位和測量精度。如果測量精度不能滿足施工監控的要求則需要考慮改變測量方法或更換測量設備。（3）測量數據的有效性檢查一般來說，測量誤差有兩個特點： 如果采用科學的測量方法與合適的測量儀器，其測量誤差應在一個較小的范圍之內； 服從均值為零的泊

71、松分布，對于多長采用的結果，其測量誤差之和應等于或接近于零。由于人員操作誤差、施工干擾、儀器故障等原因，部分數據可能存在較大的測量誤差，即存在失效數據，有效性檢查就是通過多次數據統計、比較、濾波等方法進行綜合分析，去掉失效數據，提取出真實有效的測量數據。6.4 信息反饋制度信息反饋工作要圍繞各個施工階段時期的監控工作中心，反映現場監測與控制計算工作中出現的新情況、新問題、新成績、新經驗，促進各單位之間交流與合作，服務于施工監控工作需要。信息反饋制度的規定如下：（1）信息的反饋按既定的方法、路線傳遞，信息傳遞應及時，不能影響施工生產。（2）在監控中發現的重大安全、質量隱患，應第一時間通知相關單位

72、，以避免事故的發生。（3）當監測發現變形超出規范容許的誤差范圍或與理論計算值相差過大等情況時，將及時預警系統，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。6.5 安全保障制度為保證整個項目安全進行，現場作業和相關作業人員須遵循以下安全措施：（1）現場施工人員必須接受甲方的安全教育與培訓，完成培訓并測試合格后方可進入施工現場進行操作。（2）現場作業須服從甲方的統一指揮和管理，并遵守甲方對本項目的有關管理規定，以及業主、監理方面相關規定。（3）施工人員進入現場必須戴好安全帽，高空作業系好安全帶，按作業規定正確使用勞保用品，操作人員按操作規

73、程進行，提高自我保護意識。（5）施工現場設置各類警告標志牌，做好進出口、洞孔、溝坎、吊裝等危險區域的防附件一： 擬投入本項目人員表附表1 擬投入本項目人員表序號職務姓名年齡職稱備注1項目負責人侯文崎39副教授2技術負責人羅如登41教授3結構分析和數據處理周德28工程師4結構分析和數據處理韓衍群25工程師5資料整理，建模，指令單發放羅錦25工程師現場負責人6資料整理，指令單復核張旺24工程師7資料整理，建模李言坤24工程師8現場測量李剛濤22大專附件二： 擬投入本項目儀器設備根據實際工作的要求配備先進的測試儀器和設備具體見附表2，選用高精度、穩定性好的測試元件和傳感器。監測儀器和設備在投入項目之前和使用過程中都進行嚴格的標定，并制定詳細的儀器設備使用規程，保障測試數據的真實、有效。附表2 擬投入本項目儀器設備表機械名稱規格型號主要技術指標廠牌及出廠時間數量（臺）新舊程度()預計進場時間小計其 中擁有新購租賃筆記本電腦Lenovo22100合同約定時間內臺式電腦Lenovo22100打印機HP400011100全站儀TS111電子水準儀DNA030.3mm光學水準儀NA22mm附件三： 測量塔、預制臺座平面布置圖附件三： 測量塔、預制臺座平面布置圖