1、xxxxx城際軌道交通無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（施工：掛籃懸臂澆注 橋位：跨金鶴公路）施工監控方案xxxxx城際軌道交通無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（施工：掛籃懸臂澆注 橋位：跨金鶴公路）施工監控方案編制： 審核： 審批： 目 錄1、橋梁概況12、施工監控的必要性和目標23、施工監控的難點和關鍵點44、施工監控的主要依據55、施工監控的主要內容和測點布置66、數據分析、反饋控制及預測預報177、施工監控工作的實施198、施工監控組織實施2010、施工監測提交的成果2511、施工監測責任及服務

2、承諾2512、儀器、設備及元件2713、施工監控監測用表28xxxxx城際軌道交通無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（施工：掛籃懸臂澆注 橋位：跨金鶴公路）施工監控方案1、橋梁概況xxxxx城際軌道交通跨金鶴公路連續梁橋采用的是中鐵第四勘察設計院集團有限公司設計的無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13），其總體布置如圖1所示。本橋為405640m預應力混凝土變高度連續箱梁，梁體全長137.2m（含兩側梁端至邊支座中心各0.6m）。上部結構采用單箱單室、變高

3、度、變截面箱梁，中支點處梁高4.23m，跨中2m直線段及邊跨13.6m直線段梁高2.83m，梁高按圓曲線變化，圓曲線半徑R=232.93m。全橋箱梁頂板寬12.2m，邊支點處箱梁底寬6.328m，中支點處箱梁底寬5.529m。箱梁橫截面為單箱單室斜腹板，腹板斜率為1:3.5。頂板厚40cm，腹板厚分別為50cm、70cm、90cm，底板厚由跨中的44cm按圓曲線變化至中支點梁根部的84cm，中支點處加厚到114cm；全橋共設5道橫隔梁，分別設于中支點、端支點和中間跨跨中截面，中支點處設置厚1.5m的橫隔梁，邊支點處設置厚1.2m的端橫隔梁，跨中合攏段設置厚0.6m的中橫隔梁。隔板設有孔洞，供檢

4、查人員通過。圖1 滬寧城際跨金鶴公路40+56+40m連續梁橋總體布置主梁按全預應力設計，設縱向、橫向、豎向三向預應力。縱、橫向預應力采用公稱直徑j15.20mm的高強、低松弛鋼鉸線，其抗拉強度標準值為，彈性模量，配套使用符合預應力筋用錨具、夾具和連接器（GB/T14370-2000）標準錨具。縱向預應力筋均采用兩端張拉，橫向預應力筋采用單端張拉，預應力筋管道采用金屬波紋管成孔。波紋管采用定位鋼筋網定位，管道內采用抽真空壓漿。豎向預應力筋采用直徑為32mm預應力混凝土用螺紋鋼筋，其抗拉強度標準值為，采用內徑45mm鐵皮管成型。豎向預應力筋均于梁頂張拉。箱梁梁體采用采用C50高性能混凝土，防護墻

5、采用C40混凝土，管道壓漿所用水泥砂漿強度等級不低于M40并添加阻銹劑，封端采用C50無收縮混凝土。本橋采用CKPZ系列盆式橡膠支座，各支點沿橫向設2個支座，邊支點支座噸位5500kN，中支點支座噸位20000kN，固定支座設于下坡端中墩上，且位于梁體曲線內側。連續梁橋為超靜定結構,具有結構連續、結構剛度大的特點。本橋采用變高度變截面連續箱梁，在外載和自重作用下，支點截面將出現較大的負彎矩，其絕對值大于跨中截面彎矩，采用變截面符合梁的內力分布規律，同時，本橋采用掛籃懸臂灌注法施工，變截面梁與施工的內力狀態相吻合。2、施工監控的必要性和目標2.1施工監控的必要性和目標連續梁橋作為超靜定橋跨結構，

6、其成橋的梁部線形和內力與施工方法有著密切的關系，也就是說不同的施工方法和工序會導致不同的結構線形和內力。本橋采用懸臂掛籃施工，施工過程中存在結構體系轉換，即T構雙懸臂梁連續箱梁，受力狀態復雜。另一方面，由于各種因素（如材料的彈性模量、混凝土收縮徐變系數、結構自重、施工荷載、溫度影響等）的影響，以及測量等方面產生的誤差，結構的理論設計值難以做到與實際測量值完全一致，兩者之間會存在偏差，尤其值得注意的是，某些偏差（如主梁的標高誤差、軸線誤差等）具有累積的特性。若對這些偏差不加以及時有效的調整，隨著施工的進行，梁懸臂長度的增加，主梁標高會顯著偏離設計值，其幾何位置會顯著偏離設計值，最終可能導致合攏困

7、難、成橋線形與內力狀態偏離設計要求，給橋梁施工安全、外形、可靠性、行車條件及經濟性等方面帶來不同程度的影響。為了保證橋梁施工質量和施工安全，使橋梁的線形和內力達到設計的預期值，橋梁施工監控是不可缺少的。所以，在施工過程中對此橋進行施工監控是非常必要的。根據以往同類橋梁施工及控制經驗，并根據該橋的具體情況，估計在懸臂澆筑連續箱梁施工過程中影響橋梁結構內力和線形的因素主要有以下幾方面：l 橋梁施工的臨時荷載，包括掛籃、機具、人員重力等；l 掛籃幾何變形和彈性變形的影響；l 日照影響；l 混凝土澆注方量的控制；l 混凝土容重；l 混凝土彈性模量；l 混凝土收縮及徐變的影響；l 混凝土澆筑階段溫度的影

8、響；l 箱梁溫度場分布的影響；l 箱梁合攏段溫度的影響；l 混凝土參與受力齡期的影響；l 預應力損失產生的影響；l 其他若干因素。當上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制目標偏離的真正原因時，必然導致施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積。所以施工監測和控制是大跨度施工過程中不可缺少的工序。滬寧城際跨金鶴公路連續梁橋，即無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13）施工監控的目的是，通過對已完成的工程狀態和施工過程的監測，收集控制參數，分析施工中產生的誤差，通過理論計算和實測結果的比較分析、誤差調整

9、，預測后續施工過程的結構形狀，提出后續施工過程應采取的技術措施，調整必要的施工工藝和技術方案，使成橋后結構的內力和線形處于有效的控制之中，并最大限度地符合設計的理想狀態，確保結構的施工質量，保證施工過程與運行狀態的安全性。滬寧城際跨金鶴公路連續梁橋，即無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13）施工監控的目標是：把大跨度橋梁施工控制的理論和方法應用于本橋的實際施工過程，對大橋施工期間的線形、應力等內容進行有效的控制和合理的調整。根據施工全過程中實際發生的各項影響橋梁應力、變形的參數，結合施工過程中測得的

10、各階段應力與變形數據，及時分析各施工階段中實測值與設計預測值的差異并找出原因，提出修正對策，以協助施工單位安全、優質、高效地進行施工，并確保在全橋建成以后橋梁的內力狀態、線形與設計盡量相符。2.2 施工監控的基本原則根據預應力混凝土連續箱梁橋主要承受彎、剪的特點，主橋施工控制的主要原則是變形和應力的綜合考慮，其中以變形控制為主，嚴格控制各個控制截面的撓度和軸線橫橋向偏移，同時監控應力（變）發展情況。上述策略的制定主要考慮到雖然撓度和內力都能反映結構的當前狀態，但應力反映的是箱梁截面上某一點的受力情況，而撓度是某一截面上所有點受力情況的綜合反映，是結構的整體表現，撓度控制屬于宏觀控制，應力控制相

11、對來說屬于微觀控制。此外，撓度測量除了受外界溫度的影響（該影響是可以進行修正的）外，受外界的其他因素干擾小，能夠達到控制精度；而應力測量則受外界因素影響較大。所以，考慮外界環境因素（溫度、濕度等）、施工附加荷載等對實測應力、變形的影響，選擇溫度誤差小、性能穩定、抗干擾能力強，適合于長期觀測的應力和變形測量系統。3、施工監控的難點和關鍵點隨著橋梁建設的快速發展，懸臂澆筑法已成為大跨度預應力混凝土連續梁橋廣泛采用的施工方法。在施工過程中，由于受混凝土澆筑、掛籃移動、施工荷載、預應力張拉、混凝土收縮及徐變、溫度、濕度等諸多因素的影響，往往會出現懸澆梁段的合攏誤差較大和成橋線形與設計目標不相吻合，這些

12、是施工中必須認真解決的關鍵技術問題。本橋的施工監控難點和關鍵點包括：a. 結構跨度大本橋作為一座城際軌道交通橋梁，主跨56m，屬于大跨度連續梁結構，施工中各種參數（如材料的彈性模量、混凝土收縮徐變系數、結構自重、施工荷載）的偏差，以及測量等方面產生的誤差，尤其是某些具有累積的特性的偏差（如主梁的標高誤差、軸線誤差等），都對施工監控的準確分析、預測有很大的影響。b. 溫度荷載的影響溫度變化對橋梁結構的受力與變形影響很大，這種影響隨溫度的改變而改變，結構的溫度次內力或溫度次應力易導致結構裂縫。本橋為鐵路橋梁，橋寬較窄，箱梁僅帶短小懸臂翼板，兩側腹板分別在上、下午受日照，必須考慮橫向溫度梯度。因此必

13、須加強對溫度場的監測控制。c. 掛籃荷載的影響本橋采用的是掛籃懸臂澆筑施工，掛籃的剛度和變形（彈性、非彈性）對主梁的線形會有較大的影響。懸臂澆筑施工過程中，必須保證掛籃的安全和穩定，明確掛籃對主梁結構的作用，消除預測中因對施工工藝模擬不客觀引起的誤差，以確保主梁的線形和內力在控制之中，保障橋梁施工的順利安全進行。d. 預應力的影響預加應力是預應力混凝土結構內力和變形控制考慮的重要結構參數，但預應力值的大小受很多因素的影響，包括張拉設備、管道摩阻、預應力鋼筋斷面尺寸、彈性模量等，施工控制中要對其取值誤差做出合理估計。e. 混凝土的收縮徐變對混凝土橋梁結構而言，材料收縮、徐變對結構內力、變形有較大

14、的影響，這主要是由于施工中混凝土普遍存在加載齡期短、各階段齡期相差較大等引起的，施工監控中要予以認真研究，以期采用合理的符合實際的徐變參數和計算模型。針對上述難點和關鍵點，在本橋的施工監控中，我們將采用自校正調節適應法來解決上述問題，以保證每一施工階段結構的內力和線形都處于預測和控制之中，并使本橋最終達到設計要求。4、施工監控的主要依據1) 新建時速200250公里客運專線鐵路設計暫行規定（鐵建設2005140號）2) 鐵路橋涵設計基本規范(TB 10002.1-2005)3) 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范(TB 10002.3-2005)4) 鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范

15、(TB 10002.4-2005)5) 鐵路橋涵地基和基礎設計規范(TB 10002.5-2005)6) 鐵路橋涵施工規范（TB10203-2002)7) 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213-2005）8) 鐵路混凝土與砌體工程施工規范（TB10210-2001)9) 鐵路橋涵工程質量檢驗評定標準（TB10415-98)10) 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）11) xxxxx城際軌道交通-無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13）設計圖紙5、施工監控的主要

16、內容和測點布置施工控制的目的就是通過現場監測和監控計算等手段，對主梁施工過程中結構的內力和位移狀態進行有效地監測、分析、計算和預測，為施工提供施工監控信息（如標高、線形等），解決懸臂澆注施工過程中橋梁結構線形、內力控制以及體系轉換引起的支反力變化的技術問題，保證整個結構在施工過程的安全并最終實現設計成橋目標狀態。本橋施工監控的實施過程為：對于每節段施工，監控考慮簡化為三個工況：澆筑節段混凝土；張拉預應力鋼束完成；掛籃前移到位。在預應力張拉后監測線形、應力及溫度場。通過監控計算及對測量數據的整理分析，得出下一節段的立模標高。合攏段施工前，對線形及溫度場進行一次全天測量，每隔兩小時測量一次（在溫度

17、變化敏感時段每隔半小時測量一次），找出氣溫變化對線形及溫度場的影響規律。為了減小溫度變化對測試結果的影響，所有的應力及線形監測均要求在夜間溫度穩定時進行，一般在晚上20：00與凌晨7：00之間。根據中交集團京滬高鐵土建工程六標段項目經理部關于明確連續梁施工監控有關要求的通知，本橋的施工控制內容包括監控計算和施工監測，監控項目主要包括線形和應力。主要內容包括：l 對設計圖紙進行復核，對施工方案進行模擬分析，對其可行性進行分析；l 建立準確的計算模型，跟蹤計算各個施工階段各控制斷面的應力和變形；l 實時監控結構應力和幾何狀態，提供安全預警；l 提供連續梁懸臂灌注時各標高控制點的預拋高值，確保應力、

18、線形符合設計要求；l 對施工監控信息存檔、總結并進行技術創新的研究；l 對于施工中出現的問題和意外事故會同有關部門提出處理的參考方案。根據大橋施工工序，劃分如下監控階段： 下部結構施工； 0號段施工； 連續梁懸臂灌注和合攏； 橋面鋪裝、附屬設施施工及張拉部分預應力束至成橋狀態；在上述各施工監控階段，量測必要的參數，并根據施工實際情況做相應調整，增加有關監控工況。5.1 監控計算5.1.1計算軟件分析采用橋梁專用有限元程序橋梁博士V3.0對橋梁平面建模及用MIDAS/CIVIL對橋梁空間建模進行計算。橋梁博士系統是一個集可視化數據處理、數據庫管理、結構分析、打印與幫助為一體的綜合性橋梁結構設計與

19、施工計算系統。該系統自1995年被應用于橋梁結構施工架設分析以來設計計算了鋼筋混凝土及預應力混凝土連續梁、剛構、拱橋、桁架梁、斜拉橋等多種橋梁，系統編制完全按照橋梁設計與施工過程進行，密切結合橋梁設計規范。MIDAS/Civil是韓國開發的針對橋梁結構的通用計算分析軟件，在韓國、日本和美國有較廣泛的應用。可以進行空間線性、非線性靜動力分析。可以使用的單元形式有梁、桁架、索、間隙、板、非線性邊界、塊體等。廣泛的適用于斜拉橋、拱橋、懸索橋、預應力混凝土連續梁等各種復雜結構橋型。作為一個成功的土木專業商業軟件，MIDAS/civil擁有強大的高精度計算內核和相當完美的前后處理界面。可以進行大量通用的

20、土木結構分析如：非線性邊界分析、施工階段分析、移動荷載分析、水化熱分析、材料非線性分析、靜力彈塑性分析、動力彈塑性分析等。另外，軟件還具備有橋梁結構專用分析所需要的功能如：混凝土徐變收縮分析、預應力損失計算、移動荷載分析等功能。5.1.2分析方法為了保證施工安全，使成橋狀態滿足設計要求，首先，我們根據目標成橋狀態和選定的橋梁施工方案，運用橋梁專用程序“橋梁博士V3.0”，將主橋簡化為平面結構進行結構受力計算，并運用MIDAS/CIVIL對橋梁空間建模進行二次計算復核，計算出該橋在各種荷載作用下橋梁各構件的內力、變形，與設計院進行相互校核，確定各施工階段理論施工目標狀態。然后，在實際施工過程中結

21、合實際監測數據和其它施工測試參數進行參數識別與調整，調整計算模型進行進一步計算分析，經多次迭代予以修正后，獲得每個安裝階段的控制高程和內力，此即為各階段監控計算所確定的目標。計算考慮各施工階段和最終運營階段的最不利荷載組合，計入了預應力二次矩、體系轉換、收縮徐變產生的內力重分布等影響。5.1.3 監控計算的工作重點和難點1）混凝土收縮徐變對結構的影響本橋采用預應力混凝土構件，混凝土的收縮徐變會使較厚構件（如0塊）的表面開裂、增加結構受壓區的撓度、導致結構預應力損失，同時，作為超靜定結構，混凝土徐變將導致結構內力重分布，即徐變將引起結構的次內力。因此，必須對混凝土收縮徐變對結構施工階段特別是運營

22、階段的影響進行計算分析。本橋采用考慮滯后彈性影響的結構徐變次內力計算方法“有效彈性模量法”對混凝土收縮徐變進行計算，從主墩開始施工起算到全橋合攏運營三年，計算采用以下基本假定：1)不考慮截面內配筋的影響，把結構看成是素混凝土；2)混凝土的彈性模量假定為常值。根據計算結果，在設置橋梁預拱度時，預拱度滿足活載作用和混凝土徐變年限內的徐變變形要求。2）立模標高的確定模擬施工過程計算，求得各階段累計位移，就可以確定立模預拋高值，從而可求得立模標高，立模標高確定后，主梁線形也隨之確定。所以立模標高是決定連續梁橋成橋線形最重要的因素。若某一節段前端的設計標高為H，成橋預拱度為Y1，主梁施工過程中此點的變形

23、為Y2，立模標高修正值為H修，則此點的立模標高H立模為:H立模= HY1Y2H修其中：成橋預拱度Y1包括成橋后徐變產生的位移和活載預拱度兩部分；在計算過程中，主梁節段單元是在混凝土澆注完成并達到強度后才安裝的，程序只能計算單元節段安裝之后的位移，而實際上主梁節段立模點設在掛籃底模上，并且在混凝土澆注之前進行，因此在澆注混凝土過程中立模點會有一定位移產生，主梁施工過程中的變形Y2也應由兩部分構成：1）當前節段施工過程中產生的節段前端位移（包含掛籃變形）f1；2）后續施工使此塊件前端產生的位移f2；則主梁施工過程中的變形：Y2= f1十f2H修 是指考慮施工誤差、溫度等影響的修正值。所以主梁的立模

24、標高為:H立模= HY1f1f2H修3）混凝土實際重量的識別影響主梁標高的因素包括主梁節段重量、混凝土彈性模量、混凝土收縮徐變系數以及施工荷載等。而節段重量是影響較大的因素，因此混凝土節段重量的識別顯得尤為重要。引起梁段重量誤差的因素是多方面的，主要包括斷面尺寸誤差、混凝土容重誤差、混凝土漲模等因素。 梁段重量識別的方法如下：1）通過理論分析獲得主梁每節段施工完畢后引起的主梁標高的理論增量值；2）通過現場實測獲得上述量值的實測增量值；3）據此獲得相應量值的增量偏差；4）通過節段重量的影響矩陣識別出當前節段的重量；5）主梁的平均超重可以通過對各節段的超重作平均獲得。5.2 施工監測施工監測就是通

25、過在施工現場設立的實時測量體系，對施工過程中結構的內力、位移（線形）和溫度進行現場實時跟蹤測量，為施工監控工作提供實測數據，以保證主梁施工過程結構的安全及為監控計算提供實測結構參數和核校。也就是說，通過對這些測量數據進行計算、分析和比較以判斷結構是否符合規范的要求，結構的狀態是否和監控的目標相一致，結構是否處于安全狀態，并根據需要對結構的狀態及監控所需各節段目標作出必要的調整。本橋的施工監測具體工作內容包括：線形測量；主梁及主墩應力測試；溫度場測試；混凝土彈性模量測試。5.2.1線形測量線形測量包括撓度監測、主梁軸線偏位測量與墩頂沉降測量。5.2.1.1 撓度監測主橋高程控制是施工控制項目中的

26、重點。高程控制的目標是準確提供每一個箱梁節段的立模標高。由于懸臂施工中箱梁撓度受混凝土容重、彈性模量、收縮徐變、日照溫差、預應力、結構體系轉換、施工荷載和橋墩變位等因素影響，導致箱梁計算撓度與實測撓度有差異。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調整給出。高程監測的基準點布設在各墩的0#節段上，在每個0#節段上可布設2個基準點。為了能反映出在各施工階段完成后各梁段的標高，得到各施工階段后的主梁線形，并且可以根據澆筑前后梁段標高的變化計算出主梁的豎向撓度，每個施工節段上布置2個高程觀測點，測點布置應避開掛籃的位置，測點布置在離塊件前端10cm處，橫向布置在腹板頂部外側70cm處

27、。為便于分析實測結果，將箱梁懸臂施工分為3 個階段：（1）掛籃前移；（2） 澆筑階段混凝土；（3）張拉預應力。測量時3 個階段均要有實測數值。前兩個階段僅測現澆段， 后一個階段現澆和已澆節段均測，主要是看實測線形與理論線形是否吻合。撓度觀測安排在清晨5：008：00時間段內觀測并完成，多座大跨度連續懸臂箱梁撓度-溫度觀測試驗結果表明，在該時間段內，懸臂箱梁正好處于夜晚溫度降低上撓變形停止和白天溫度上升下撓變形開始之前，是懸臂箱梁溫度-撓度變形的相對穩定時段。1）測點布置梁段撓度測點布置在頂面上，與施工單位共用一套測點，以互相校核。每節梁段前端設一個測試斷面，每斷面設兩個測點，見圖3。若圖中測點

28、位置與現場掛籃走行梁位置相沖突，可適當調整。圖3 標高測點布置示意圖測點采用16的短鋼筋制作，底部焊于鋼筋籠上，頂部磨圓露出砼面1.52.5cm，測頭磨平并用紅油漆標記，這樣不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀察箱梁是否發生扭轉變形。2）觀測設備索佳SDL30 自動安平水準儀 精度級別S1，配備使用3m的板尺。3）觀測時間定在溫度相對恒定時測量，一般在夜間20：00凌晨7：00之間，隨季節調整。4）控制網的建立與復測利用自動安平水準儀及檢校后的鋼尺把高程控制點引至0#塊梁段頂面上，標上明顯標記并保護好。在以后的施工期就以此點為基準，作為其它水準測量的后視點，得出所測梁頂的高程。每一墩頂至少應布置

29、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，要求與施工單位一起每隔兩個月復測一次。5.2.1.2軸線偏位測量主橋平面線形控制主要是監控每施工一個箱梁節段，橋軸線實際平面坐標是否與設計平面坐標吻合，防止箱梁橫向出現偏差。平面線形控制屬常規測量監控，影響因素相對少, 容易控制。平面監控測點設在箱梁頂面中心。用鋼尺找出前端梁段的中線并做標記，采用視準法直接測量其前端偏位。將經緯儀架設在墩頂梁面中心，后視另一墩頂梁面中心，視線為基準線，在梁前端中心標記處放置小鋼尺，鋼尺基準點與梁端中心點重合，用儀器直接讀取鋼尺讀數，即為軸線偏位值。每塊節段施工時均進行軸線偏位測量。5.2.1

30、.3墩頂沉降測量墩頂沉降測量采用全站儀在一側岸邊設置兩個站點，測出墩頂測點的三維坐標，以便得到墩頂標高值。每一測試工況下的變位即為測試值與初始值的差值。初始值為主墩剛建完后在氣溫恒定、無日照影響時自由狀態下的測量值。墩頂變位采用TOPCON GTS-601 全站儀測量，儀器測角精度為1，測距精度為1mm+1ppm。每塊節段施工時均進行墩頂沉降測量。5.2.1.4觀測程序與方法根據國內其它橋梁的經驗，線形測量由施工單位、監理單位和監控單位共同完成，以施工單位測量為主。由于施工單位測量數據全面、完整，一般情況監控計算所用數據以施工單位的測量值為準，以保證測量數據的可靠性、連續性。5.3 應力監測由

31、于設計計算時采用的各項物理力學或時間參數和實際工程中的相應參數值不可能完全一致，導致結構的實際應力未必能與設計計算預期的結果相一致。因此有必要在施工階段對梁體控制截面進行施工應力監控測試，為設計、施工控制提供參考數據，以確保大橋安全、優質建成。主橋應力監控主要是確保大橋的安全施工。應力監控過程中，測試數據量大，影響因素多，因此必須根據結構的受力特點和施工階段的受力變化，選擇控制參數，對結構進行有效的監控測試，力爭做到既保證施工安全，又不影響施工。5.3.1測量方法及原理影響混凝土構件應力測試的因素很復雜，除荷載作用引起的彈性應力應變外，還與收縮、徐變、溫度有關。目前國內外混凝土構件的應力測試一

32、般通過應變測量換算應力值，即： 彈=E彈 式中：彈為荷載作用下混凝土的應力； E為混凝土彈性模量；彈為荷載作用下混凝土的彈性應變。實際測出的混凝土應變則是包含溫度、收縮、徐變變形影響的總應變。即：=彈+徐+無應力 （1）式中：彈為彈性應變；無應力為無應力應變，包括溫度應變和收縮應變；徐為徐變應變。為了補償混凝土內部溫度應變并消除溫度、收縮影響，在布置應力測點時同時布設無應力計補償塊，分別測得混凝土應變和無應力應變無應力，再通過相應的分析和計算分離出徐變應變徐，按式（1）即可得到彈性應變彈。5.3.2測量儀器及元件應力測試與主梁施工同時進行，因而要求測試元件必須具備長期穩定性、抗損傷性能好、埋設

33、定位容易及對施工干擾小等性能。通過以前測試經驗和對國內元件及儀器綜合分析比較，決定測試元件選用JMZX-215AT型混凝土鋼弦式記憶智能應變傳感器，配合使用無應力計。檢測儀器為JMZX-3001型振弦檢測儀。通過應變頻率標定曲線，換算出混凝土的實際應變，再根據混凝土彈性模量推算混凝土應力。5.3.3測試斷面與測點布置應力測試斷面為每個T的支點斷面、墩頂臨時固結斷面和跨中斷面，測試斷面布置如圖4 所示，測點布置在箱梁底板和頂板，頂板上的傳感器置于最上層鋼筋的下方，以防振搗時損壞傳感器，底板上的傳感器置于最下層鋼筋的上方，所有傳感器均縱向放置并與縱向主筋連接牢固，箱梁橫斷面測點布置見圖5。全橋共布

34、置7個測試斷面，共計24個測點。圖6為頂板溫度和應變傳感器的埋設；圖7為測點應變的測試。圖4 應力測試斷面布置圖1-1、3-3、5-5、7-7截面測點布置圖 2-2、6-6截面測點布置圖4-4截面測點布置圖圖5 斷面應力測點布置圖圖6 頂板溫度和應變傳感器的埋設圖7 頂板測點應變的測試應力監控點的布置原則是對關鍵部位重點、詳細測試，并布置一定數量的校核測點，對其他部位的測點，采用對比的方法，進行一般監控，并結合關鍵部位的數據進行監控。應力測量的工況階段為：1/ 2最大懸臂、1/2最大懸臂后每一階段混凝土澆筑完成后、最大懸臂、邊跨合攏、中跨合攏、體系轉換、二期恒載完成。通過對箱梁主要控制截面的應

35、力測試，可掌握箱梁在施工過程中的內力變化。由于施工監控周期較長，且跨季施工，四季溫差及日溫差較大，為消除溫度對測試結果的影響，在測試應力傳感器的選擇上，我們采用帶溫度修正功能的埋入式混凝土應變計進行應力測量，它在測量過程中可消除溫度影響。5.3.4測點保護將應變元件的信號線從一點引出砼表面。在周圍預埋一個10cm見方的鋼筋框架護住信號線。用油漆作上明顯記號。5.3.5測試工況初步確定在以下工況進行應力測量：a.施工至最大懸臂長度1/4時；b.施工至最大懸臂長度3/4時；c.合攏前；d.合攏后；e.其它測試時機根據監控需要和施工過程具體情況而定。5.4溫度場測試本橋為連續梁鐵路橋，溫度對結構的影

36、響十分明顯，因此必須對結構的溫度場加強監測。5.4.1測量儀器及元件1）主墩、主梁溫度測量溫度測量元件采用JMT-36B型溫度傳感器，并配合使用JMZX-300X型綜合測試儀測量，JMB-36B型溫度傳感器具有高精度（0.5）、高穩定性（0.5）、測量范圍寬（-40125、最高可達150）、線性誤差小（0.3）等特點。2）環境溫度測量大氣溫度的測量采用水銀溫度計和點溫計測試，溫度測試精度0.5。5.4.2測試斷面與測點布置一般認為，橋梁沿長度方向溫度變化是較小的。由于混凝土結構的熱傳導性能較差，周圍環境溫度的變化和陽光照射不同等原因，將會使其表面溫度和內部溫度形成較大的溫度差，頂、底板形成溫度

37、梯度；由于本橋箱梁較窄，兩側腹板也會形成溫度梯度。溫度測點的布置將要反映這種梯度的變化，在截面的頂板、腹板及底板分別布置測點。溫度場測試斷面布置見圖8(測試斷面1-1、2-2、3-3、44)，斷面溫度測點布置見圖9。全橋溫度測點共計40個。圖8 溫度場測試斷面布置圖1-1、4-4截面測點布置圖 2-2截面測點布置圖3-3截面測點布置圖圖9 斷面溫度測點布置圖 5.4.3測試工況與時間應力測試時均需測量溫度場。選擇氣溫變化較大的一天進行全天測試。每隔兩個小時測試一次（在溫度敏感時段每隔半小時測試一次），分析溫度場隨氣溫變化的規律。此外，在合攏時，需要對溫度場進行一次全天測試，以確定合攏時機。5.

38、5 混凝土彈性模量測試混凝土彈性模量是結構計算中的一個非常重要的參數，實際的彈模與假定值有一定的差距，需要通過試驗得出實際的混凝土彈性模量。按規范制作彈性模量試塊2組，每組3個，分別做7天、28天的彈性模量試驗。彈性模量試驗在架梁后1個月內由施工單位完成。5.6 預應力監控梁體按全預應力設計，縱向、橫向、豎向均設預應力。預應力張拉采用雙控，以張拉力控制為主，鋼束伸長值作校核。監控測點初步統計應力測點（內埋）平面線形監控點高程測點溫度測點243264406、數據分析、反饋控制及預測預報橋梁在施工過程各階段及體系各部分相互關聯，不論是在施工階段之間還是結構內部都相互影響。由于存在各種各樣的誤差以及

39、環境方面的影響，使得施工過程中實際結構與理論狀態總會存在一定偏差，因此，需要根據理論計算數據和實測成果，采用控制理論分析方法來調節偏差，使整個施工過程中結構狀態始終在受控狀態并處于控制安全范圍內，并盡量接近設計和計算理論值。在本橋施工控制中，對于設計參數誤差的估算、預測和調整就是通過量測施工過程中實際結構的行為，分析結構的實際狀態與理想狀態的偏差，用誤差分析理論來確定或識別引起這種偏差的主要設計參數，經過修正設計參數，來達到控制橋梁結構的實際狀態與理想狀態的偏差的目的。 1）參數估計參數估計的目的是消除計算誤差。因此在參數估計之前要進行誤差分析，判斷是否存在計算誤差，并決定是否進行參數識別。橋

40、梁施工中，測量誤差與計算誤差是交織在一起的，無法定量的分析，只能定性的判斷。一般說來，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；服從均值為零的泊松分布，對于多次采樣的結果，其測量誤差之和應等于或接近于零。因此，當誤差值較大或其分布有一定的規律性時（如整體偏大或整體偏小），則有可能是計算誤差（包括結構參數值）所導致。分別定義參數估計的單項最大容許偏差和累計最大容許偏差，則當實際的單項偏差及累計偏差均小于容許值時，可認為偏差主要由測量誤差組成，不用考慮參數估計，否則，應根據實際情況進行參數估計。定義Y(k)為結構狀態偏差 則參數估計方程為: 其中

41、：-第k次待識別的參數誤差；-為參數偏差對結構狀態偏差Y(k)的影響矩陣，可通過結構計算模型求得；-殘差，也就是參數識別之后結構仍然存在的狀態偏差。判別第k次識別的參數的好壞常用及有效的方法是利用最小二乘準則，使殘差的平方和J=2（k）為最小。極小化估計J的必要條件是 展開后得一個線性方程組 當可逆時，可解得參數的最小二乘法估計為 在本橋中，首先，根據影響程度分析確定需進行參數估計的各物理量（如箱梁的重量、剛度、荷載參數、砼的彈性模量及預應力損失量等）；然后根據大量的實測數據，采用最小二乘法確定最優估計值；最后，將最優估計值重新帶入安裝計算模型重新計算，得到一套與實際更為符合的理論計算數據。2

42、） 濾波和預測通過參數估計，基本上消除了計算誤差（系統誤差），但實際施工中由于測量手段、施工工藝的限制，仍然會存在一定的偶然誤差，這就需要進行濾波、預測和調整。建立合適的狀態方程，采用目前較成熟的卡爾曼濾波法進行濾波和預測，可以得到目前結構狀態的濾波估計值，和下一步施工參數的預測估計值。根據合理的預測值可以及時采取措施，減小后續施工過程中結構偏差。3） 優化調整對于已存在的偏差，根據最小二乘法理論，采用適當手段進行最優調整，做到既能最大化減小結構偏差，又方便施工。通過計算分析，可以得到各施工階段的預拱度值，及混凝土澆筑前、混凝土澆筑后、預應力張拉前、預應力張拉后的預計標高。但是，實際的施工狀態

43、與理想的施工狀態是有差別的，已施工的節段可能會與所要求的狀態有一定差別。這時，需要建立具有反饋控制的實時跟蹤分析系統，采用自校正調節法最優控制技術對后續的施工階段的預計值作出調整方案，既使誤差不致于積累，又使得最終的成橋狀態與理想狀態的差別最小。7、施工監控工作的實施根據施工組織設計和施工特點，為了保證橋梁合攏的精度和施工的安全，主要對橋梁的線形和內力進行監控，擬采用的施工監控流程見圖10。1）結構施工前期分析在對施工圖充分理解的基礎上，與施工單位廣泛接觸，盡可能詳細地了解施工過程，調查施工荷載的大小與位置。根據設計及施工單位選定的施工方法進行每一工況的有限元理論分析時，盡可能預先精確模擬計算

44、施工全過程，獲得結構各施工階段的期望狀態，給出各施工過程中的斷面的內力、應力和變形的期望值，對選定的施工控制主要參數及主要成果應形成施工控制預備文件，在此基礎上進行施工誤差靈敏度分析，確定各施工步驟的允許誤差及誤差出現后的內力及位移調整方案，作為施工依據。2）現場測試與現場計算分析調整在施工全過程中，對全橋結構進行現場測試跟蹤，將測量結果與計算結構進行分析對比，在出現誤差時，通過結構線形、材料彈性模量、溫度場等的現場測量結果，分析誤差出現的原因，確定調整誤差的措施、調整以后的施工要求。3）關鍵部位的應力及變形跟蹤根據前期分析的結果，確定結構在施工期間的薄弱環節，對施工期的控制截面進行結構應力狀

45、態監測及變形測量。圖10 施工監控流程圖8、施工監控組織實施8.1 組織機構施工監控是個高難度施工技術問題，但不是孤立的施工技術問題，它涉及設計、施工、監理單位的實際工作內容，為做好本項工作，在組織形式上分兩個層次開展施工監控工作，即設立施工監控協調小組與施工監控工作小組。施工監控領導小組由業主、設計、監理、施工和施工監控等單位參加，包括業主、設計、監理、施工和施工監控等單位的領導同志或技術負責人，其中業主單位同志任組長。施工監控協調小組不定期開會，由組長召集，討論施工監控中出現的重大問題，并提出修改方案。施工監控工作小組由施工監控、監理、設計、施工等單位參加，包括施工監控單位的現場負責人、監

46、理單位的現場代表及測量人員、施工單位的現場施工負責人和測量人員、設計單位的設計代表和業主單位的配合同志，其中施工監控單位的現場負責人任組長。施工監控工作小組定期開會，由組長召集。討論施工控制中存在的問題，并提出修正方案。如遇到重大施工問題，或需要修改設計的，提交施工監控領導小組討論。8.2 各方職責分工（一）施工監控單位1、擬定施工監控實施細則；2、施工監測：根據施工控制要求及時提供各種測試數據。3、施工控制：根據現場提供的結構實際參數以及監控測試的數據，判別與理論值的偏離，通過計算分析及時采取措施加以調整確定下一施工階段的實際控制值，并向施工單位下達控制指令，同時向業主、監理呈報資料備案。4

47、、發生重大問題及變更時，及時向協調小組匯報，并會同設計單位提出調整方案；5、工程竣工后，三個月內提交施工監控成果報告。（二）設計單位1、提供設計圖紙（包括設計變更圖紙）等相關資料；2、對監控單位提供的監控數據進行審核，使結構始終處于安全受力范圍；3、討論決定重大設計修改。（三）施工單位1、提供施工組織設計與進度計劃安排；2、及時對各施工階段的有關原始參數進行測量，并及時掌握現場施工荷載的變化情況，及時提供給施工控制方；3、配合施工監測的工作：包括配合監控單位完成應力監測、溫度場監測；對監控單位安置的應變計施工時加強保護，以免損壞。（四）監理單位1、協助施工方和監控方測量有關數據；2、對施工單位

48、提供的觀測數據進行復核；（五）業主1、全面協調與監督施工、監控的工作；2、遇到相關重大問題，及時召集施工監控會議。系統各部門要經常聯絡和傳遞信息，并負責整理各自資料，以專用表格形式匯集結果，以便隨時討論、分析并明確下一步指令。在必要時可提議召開會議，會議由業主或業主委托監理主持，各方參加。8.3 施工監控流程框圖施工監控工作程序流程框圖詳見圖10。 設計方簽認業主協調監理方簽認施工方簽收施 工并由有關方測設數據監理方簽認由控制方進行控制分析并發出施工控制指令表施工控制領導小組重大問題解決辦法施工控制工作小組圖11 施工監控工作程序流程8.4 針對本項目擬成立的組織機構框圖針對滬寧城際跨金鶴公路

49、連續梁橋，即無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13）施工監控工作，中南大學土木工程檢測中心擬成立如下組織機構，詳見圖12。圖12 滬寧城際跨金鶴公路40+56+40m連續梁橋施工監控組織機構框圖9. 控制精度及技術、安全保障措施9.1 施工控制精度參照客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號），結合目前測試儀器的誤差范圍，本橋施工監控控制精度初定如下：項目規定值或允許偏差（mm）懸臂澆筑狀態混凝土強度符合設計要求立模標高3懸臂梁段高程15，-5合龍前兩懸臂端相對高差L合龍段/

50、100，且15梁段軸線偏位15成橋狀態梁段頂面高程差10軸線偏位10頂面高程L100m20相鄰節段高差10斷面尺寸高度15，-5頂寬10頂板厚10，0底腹板厚10，09.2監控技術方案的保障措施人力方面：選派經驗豐富的技術人員參加本項目的工作。項目負責人由從事過連續梁橋施工控制的高級工程師擔任，分項負責人均有中級以上職稱且必須從事過多年相關工作，其他的監控人員均由具有監控、監測經驗技術人員組成。在施工控制開始之前制定完善的監控工作細則，明確項目成員的工作和責任。定期檢查各監控人員工作，保證工作細則嚴格執行。定期組織監控人員培訓和學習。施工控制過程中，項目負責人或相關分項負責人應長駐現場，確保不

51、發生由于監控人員缺席而影響工程進展的情況。在特殊情況下，主要監控人員的更換需得到業主的批準。 技術方面：成立技術顧問組，由監控單位的總工程師及資深的橋梁專家組成，為本項目提供技術職稱和咨詢。對關鍵技術問題成立專題研究課題，組織專家進行討論和評議。主要的計算和測試數據要求由多人復核，保證計算和測試數據的正確性。監控指令經內部審核后，還需要得到設計單位的認可。根據現行的相關規范制定監控工作的要求和內容，開展施工監控工作。按照ISO9001質量保證體系，建立完善的文件資料管理系統，確保測試及計算數據的可追溯性。監控設備的投入：根據實際工作的要求配備先進的測試儀器和設備，選用高精度、穩定性好的測試元件

52、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性。9.3監控工作安全保證措施滬寧城際跨金鶴公路連續梁橋，即無碴軌道預應力混凝土連續梁通用設計-雙線（40+56+40）m預應力混凝土連續梁（掛籃懸臂澆注施工）（圖號：滬寧城際施圖（通橋）-13）各相關部門交叉作業，危險性大，容易出現安全事故。安全責任重于泰山，本項目采取了以下保證措施：1） 建立嚴格的安全操作規程并嚴格執行；2） 對監控人員進行安全知識培訓，嚴格考核通過后才能進場工作；3） 要求每個現場員工了解施工現場的情況，對可能出現的安全問題提前做好預防措施；4） 服從施工

53、單位的安全管理，施工單位的安全監管部門可以對監控人員的安全違規進行處罰；5） 盡量避免與相關單位的交叉作業；6） 采用不定時抽差的方式監督監測人員現場操作的安全；7） 明確安全責任：項目負責人對本項目的所有安全事故負責，分項負責人對分項的安全事故負責；8） 加強對設備和儀器的維護和管理，避免由于儀器和設備故障導致的安全事故。10、施工監測提交的成果10.1 過程提交的階段報告（1）各階段施工總結；（2）各階段施工控制數據（理論數據和實際數據）；（3）各階段完成后的結構狀態（內力和線形）；（4）下階段施工控制工作的安排和調整。10.2 最終提交的報告（1）橋梁施工監控總結報告；（2）成橋后的力學

54、分析報告；（3）橋梁今后管理和養護的技術建議；（4）監控報告。11、施工監測責任及服務承諾11.1施工監測責任（1）監控過程中服從業主的施工指揮調度，與施工單位、監理單位、設計單位密切協作，互相配合，在不影響施工進度的前提下開展工作。（2）及時對監測數據進行分析和預測，準確掌握結構情況，并保證和業主、設計、監理、施工單位通報溝通，將“百年大計，質量第一”的方針放在首位。盡心盡責、科學、準確地工作，確保監控工作的正常進展和監控的質量。（3）對監控數據分析資料確保科學、準確，并對監控方案負有長期責任，對由于監控數據不準、分析計算錯誤、弄虛作假、或發現問題未及時向有關單位提出而造成的質量事故或安全事

55、故，依據合同負相應的經濟和法律責任。（4）根據與施工單位協商，標高、位移、沉降測量均由施工單位完成，并經監理單位復測，其數據可作為監控單位對線形控制的依據，但監控小組如若感覺數據明顯差誤時，會及時將信息反饋給監理單位，由監理單位監督施工單位進行復測或返工。11.2服務承諾（1）監測開始時間：只要工地現場具備進場條件即可進駐，進場一天后即可開展監控實質性工作。（2）監控開始后，對橋梁結構計算進行獨立驗算，并根據計算結果與設計單位充分溝通，吃透設計理念和技術關鍵，使監控工作準確、到位，保證監測結果的真實性，并對此負責。（3）向施工單位技術人員和技工交流，講解施工橋型的特點，幫助施工單位理解設計，懂

56、得工程重點、要點；在施工過程中指導他們正確實施，不犯技術錯誤。（4）監控過程中及時整理、歸納數據，多階段提供技術分析，供設計人員比照，供業主掌握情況。（5）在橋面鋪裝后的1個月、3個月及6個月后進行后期監控，以確定混凝土徐變、溫度等長期非荷載作用的影響，為橋梁今后的維護與維修提供較合理的健康檔案。12、儀器、設備及元件表1 儀器、設備及元件購置表序號名稱型號數量功能及效能設備狀態1混凝土埋入式應變計JMZX-215AT24個應力測試新購2溫度傳感器JMT-36B40個溫度測試新購3點溫計1個溫度測試新購4綜合測試儀JMZX-30011臺應力、溫度測試儀器新購5臺式計算機ACER 4090Z1臺

57、分析計算新購6打印機HP10201臺打印文件報告新購7全站儀TOPCONGTS-601型1臺線形、位移測試已購8水準儀索佳 SDL301臺變形監測已購9橋梁博士V3.01套計算分析軟件已購10MIDAS/CIVIL1套計算分析軟件已購 13、施工監控監測用表 表13-1 施工控制技術聯系單編號：標 題主 送附 件（文字說明）監測監控組：年 月 日設 計 代 表：年 月 日監 理：年 月 日表13-2 施工監控主梁線形用表主梁線形測量記錄表編 號第 頁共 頁施工工況氣 溫測試起止時間梁段號左側（m）右側（m）測 量 記 事測量：復核：監理簽署：監控簽收：表13-3 施工監控應力測試用表應力測試記錄表編 號第 頁共 頁施工工況測試斷面氣 溫測試起止時間測點號工況初值（MPa）工況終值（MPa）階段增量（MPa）測 量 記 事1234天氣狀況描述：測量人員：技術主管：監理簽署：監控簽收:表13-4 施工監控溫度測試用表溫度測試記錄表編 號第 頁共 頁施工工況測試斷面氣 溫測試起止時間測點號第一次讀數第二次讀數測 量 記 事12345678910天氣狀況描述：測量人員：技術主管：監理簽署：監控簽收: