【正文】 年可施工期長(zhǎng)，對(duì)施工有利。 地震動(dòng)峰值加速度： 50 年超越概率 10%水平的地震動(dòng)峰值加速度： （地震基本烈度Ⅷ度）；地震動(dòng)峰值加速度反映譜特征周期劃分： 1 區(qū)；場(chǎng)地類別：Ⅲ類場(chǎng)地。 橋位處表層局部為人工堆積層，其下依次為第四系全新統(tǒng)沖積層及第四系上更新統(tǒng)沖洪積層， 全新統(tǒng)沖積層厚約 12m，巖性以細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、粉土為主，第四系上更新統(tǒng)沖洪積層巖 性以粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中砂、圓礫土為主，較好的土層為圓礫土層，厚約 7m，距地表約 50m，深度適中，適合做鉆孔樁基礎(chǔ)的持力層?？咨?86m～ 87m 為強(qiáng)風(fēng)化砂巖， 87m 以下為中等風(fēng)化石灰?guī)r，基本承載力 800 kPa。 為保證 本拱 橋 在施工過(guò)程中的安全和施工質(zhì)量， 成橋后結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力狀態(tài)與 線型滿足設(shè)計(jì) 要求 ，運(yùn)營(yíng)后環(huán)境因素及列車荷載等對(duì)線形應(yīng)力的影響規(guī)律 ，并結(jié)合 本橋 的施工方案 特制定 本 橋的 施工監(jiān)控 及運(yùn)營(yíng)后的監(jiān)測(cè) 方案。 2 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案制定依據(jù) （ 1） 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 . 京滬高速鐵路跨京開高速公路（ +108+ ） m 中承式鋼箱混凝土拱橋 施工圖設(shè)計(jì) . ； （ 2）中鐵 十七局集團(tuán)公司京滬一工區(qū) 項(xiàng)目經(jīng)理部 . 京滬高鐵跨京開高速公路轉(zhuǎn)體鋼箱拱橋 施工 方案 . 20xx； 京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 4 （ 3）《新建時(shí)速 300～ 350 公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)函 [20xx]47 號(hào)）； （ 4）《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（ ）； （ 5）《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）； （ 6）《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）； （ 7）《鐵路結(jié)合梁設(shè) 計(jì)規(guī)定》（ TBJ2489）； （ 8）《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（ TB1041520xx）； 3 施工控制的目的、 方法 與 原則 、內(nèi)容 施工監(jiān)控 、運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè) 目的 本中承式鋼箱混凝土拱橋?yàn)楦咚勹F路 橋梁，設(shè)計(jì)速度達(dá)到 350 km/h。 為了不影響京開高速公路的正常通行，采用順京開高速公路方向拼裝節(jié)段，再進(jìn)行水平轉(zhuǎn)體施工、最后合攏的方案施工。 為了確保在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)受力和變形始終處于安全的范圍內(nèi)，且成橋后的線形符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力狀態(tài)接近設(shè)計(jì)期望，在施工過(guò)程中必須進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。 在施工過(guò)程中， 由于 材料 物理性質(zhì) 、混凝土收縮徐變、 恒載 、施工荷載、溫度 以及施工 測(cè)量等方面的 因素影響 ， 橋梁施工中節(jié)段的 實(shí)際測(cè)量值 常常與 原理論設(shè)計(jì)值存在偏差。值得注意的是， 坐標(biāo)偏差 具有累積的特性 ， 若對(duì) 該 偏差不加以及時(shí)有效的調(diào)整，隨著 節(jié)段拼裝 長(zhǎng)度的增加，會(huì)顯著偏離設(shè)計(jì)值，造成合龍 不順、 影響成橋的內(nèi)力和線形。本項(xiàng)目 旨在通過(guò) 橋梁施工控制理論 與本拱橋施工方法相結(jié)合的方法，對(duì) 本橋 施工 過(guò)程 進(jìn)行 嚴(yán)格 的控制和調(diào)整，即根據(jù)施工過(guò)程中實(shí)際發(fā)生的各項(xiàng)影響橋梁 線形 的參數(shù)，結(jié)合施工過(guò)程中 監(jiān)測(cè) 的 坐標(biāo)和應(yīng)力 ， 跟蹤 分析各施工階段中內(nèi)力和變形與設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值的差異并找 出原因，提出修正對(duì)策，以協(xié)助施工單位安全、優(yōu)質(zhì)、高效地進(jìn)行施工，并確保在橋梁建成以后的內(nèi)力狀態(tài)與外形曲線與設(shè)計(jì)相符 、且滿足相關(guān)規(guī)范要求 。 京滬高速鐵路是我國(guó)第一條高速鐵路， 當(dāng)橋梁建成投入運(yùn)營(yíng)后，除了材料自身性能的變化外，還受到各種環(huán)境荷載（溫度、風(fēng)等）及高速列車荷載等影響。國(guó)內(nèi)對(duì)高速鐵路拱橋的監(jiān)測(cè)還比較少，環(huán)境荷載及高速列車動(dòng)載作用對(duì)橋梁的影響規(guī)律還有等進(jìn)一下的研究。在運(yùn)營(yíng)后通過(guò)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為以及橋梁所處的工作環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 5 測(cè)，評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，為橋梁的設(shè)計(jì)提供參考、為橋梁的管理與維護(hù)提供科學(xué)的決策依據(jù)。 施工控制 、運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè) 的方法和 原則 基于 大跨度橋梁 控制理論的角度，橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的方法主要有：開環(huán)控制法、閉環(huán)控制法（ 反饋控制法 ） 和自適應(yīng)控制法。 （ 1）開環(huán)控制法 對(duì)于跨徑不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的橋梁結(jié)構(gòu)，一般總是可以在設(shè)計(jì)計(jì)算中按照橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載精確計(jì)算出成橋階段的結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)，并且根據(jù)各個(gè)施工階段的施工荷載估計(jì)出結(jié)構(gòu)的預(yù)拱度，在施工過(guò)程中只要嚴(yán)格按照這個(gè)預(yù)拱度進(jìn)行施工，施工完成后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)就基本上能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況。因?yàn)樵谶@種施工過(guò)程中的控制 作用是單向前進(jìn)的，并不需 要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)來(lái)改變?cè)瓉?lái)設(shè)定的預(yù)拱度， 因此被稱為開環(huán)控制方法。 由于 這個(gè)系統(tǒng)不考慮結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程的誤差和系統(tǒng)量測(cè)方程的噪聲，因此又稱為確定性控制方法。 （ 2） 閉環(huán) 控制法 對(duì)于跨徑大、結(jié)構(gòu)又復(fù)雜的橋梁體系，盡管可以在設(shè)計(jì)計(jì)算中精確計(jì)算出成橋狀態(tài)和各個(gè)施工階段的理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但是由于施工中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差和測(cè)量系統(tǒng)誤差的存在，隨著施工過(guò)程的進(jìn)展誤差就會(huì)累積起來(lái)，以致到施工完畢時(shí)，代表實(shí)際狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)，這就要求在施工誤差出現(xiàn)后，必須進(jìn)行及時(shí)的糾正或控制。雖然結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)無(wú)法實(shí)現(xiàn)了 ，但可以按照某種性能最優(yōu)的原則，使得誤差已經(jīng)發(fā)生的結(jié)構(gòu)狀態(tài)達(dá)到所謂的結(jié)構(gòu)最優(yōu)狀態(tài)。因?yàn)檫@種糾正的措施或者控制量的大小是由結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)（計(jì)入誤差）經(jīng)過(guò)反饋計(jì)算所確定的，這就形成了一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，因此稱為閉環(huán)控制或反饋控制。 （ 3）自適應(yīng)控制法 雖然閉環(huán)控制方法能夠通過(guò)控制作用，消除由模型誤差和量測(cè)噪聲所引起的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差，但是這種隨機(jī)性控制方法只是在施工誤差產(chǎn)生以后，用被動(dòng)的調(diào)整措施減少已經(jīng)造成的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差對(duì)最終結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響。分段施工中實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)達(dá)不到各個(gè)施京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 6 工階段理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)是誤差生成重要原因之一，并 會(huì)使系統(tǒng)模型 結(jié)構(gòu)有限元模型中的計(jì)算參數(shù)（例如截面幾何特性、材料容重、彈性模量、混凝土收縮徐變等）與實(shí)際參數(shù)之間有偏差。如果能夠在重復(fù)性很強(qiáng)的分段施工特別是懸臂施工中，將這些可能引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差的參數(shù)作為未知變量或者帶有噪聲的變量，在各個(gè)施工階段中進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，并將識(shí)別得到的參數(shù)用于下一個(gè)階段的實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)分析、重復(fù)循環(huán)，這樣經(jīng)過(guò)若干各施工階段的計(jì)算與實(shí)測(cè)磨合后，必然可以使系統(tǒng)模型參數(shù)的取值趨十精確合理，使系統(tǒng)模型反映的規(guī)律適應(yīng) 于 實(shí)際情況， 從而 主動(dòng)降低模型的參數(shù)誤差，然后再對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差進(jìn)行控制，這就是自適應(yīng)控 制的基本原理。 （ 4）綜合方法 除了上述的三種控制方法之外，還有其它的一些控制方法，如最優(yōu)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)控制等。隨橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點(diǎn)及具體控制內(nèi)容的不同，其施工控制的方法也不盡相同。一般而言，大跨度橋梁均需采用多種方法并行的綜合方法進(jìn)行施工控制。具體地說(shuō)，就是通過(guò)參數(shù)識(shí)別修正計(jì)算模型，預(yù)測(cè)控制每一施工階段的狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)計(jì)施工規(guī)范結(jié)合實(shí)際情況確定最大容許誤差。 參數(shù)識(shí)別修正是指在控制開始階段，在進(jìn)行施工控制計(jì)算時(shí)，若控制體系的某些設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際情況有出入，需要借助現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試體系，進(jìn)行參數(shù)估計(jì) 、識(shí)別和修正，使控制計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)基本相符，與實(shí)際情況吻合。 預(yù)測(cè)控制法是橋梁施工控制的主要方法，其在考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和控制目標(biāo)設(shè)定的基礎(chǔ)上，對(duì)每一施工階段的結(jié)構(gòu)狀態(tài)（內(nèi)力和變形）進(jìn)行預(yù)測(cè)，使施工沿著預(yù)定狀態(tài)進(jìn)行。預(yù)定狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)之間存在誤差，其對(duì)控制目標(biāo)的不利影響則在后續(xù)若干施工階段的預(yù)測(cè)中予以考慮。 在分析誤差、建立安全預(yù)警機(jī)制時(shí)，當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工藝水平和相關(guān)的施工和制造規(guī)范，按照最大寬容度法，確定一套合理可行的容許誤差度指標(biāo)體系。 根據(jù) 多座 橋梁施工控制的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合 本橋 的實(shí)際 施工特點(diǎn)，確定本橋 采用綜合方法對(duì)全橋?qū)嵭惺┕た刂啤? 京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 7 施工控制 、運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè) 的內(nèi)容 施工 監(jiān)控 工作包括設(shè)計(jì)復(fù)核、 實(shí)際施工中的荷載參數(shù)，施工過(guò)程的實(shí)時(shí)理論分析、溫度、風(fēng)荷載等環(huán)境參數(shù) 、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、系桿索力監(jiān)測(cè)、線形監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制五部分。 運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)包括定期對(duì) 環(huán)境參數(shù)、 拱肋、橋面線型及應(yīng)力、吊桿索力和預(yù)應(yīng)力系桿索力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 4 施工控制 技術(shù)方案 施工 控制方法 施工控制的工作一方面指根據(jù) 實(shí)際 施工方法對(duì)施工的每一階段進(jìn)行理論計(jì)算，求得各施工階段施工控制參數(shù)的理論計(jì)算值；另一方面指 對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵控制值（ 拱軸線 ）進(jìn)行 精確測(cè)量， 針對(duì)實(shí)際施工過(guò)程中由于種種因素所引起的理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值不一致的問(wèn)題，采用 合理 的方法加以控制、調(diào)整。 對(duì)于本項(xiàng)目的 中承式拱 橋的施工控制，由于要嚴(yán)格控制 拱肋 線型，故擬嚴(yán)格按照“施工 → 監(jiān)測(cè) → 判斷 → 修正 → 預(yù)告 → 施工”的循環(huán)過(guò)程，綜合采用參數(shù)識(shí)別修正法、預(yù)測(cè)控制法和最大寬容度法進(jìn)行控制。 施工控制的預(yù)測(cè)計(jì)算、誤差分析和調(diào)整 計(jì)算預(yù)測(cè)、誤差分析和調(diào)整工作是施工控制的核心工作內(nèi)容。它通過(guò)對(duì)橋梁施工全過(guò)程實(shí)時(shí)模擬的結(jié)構(gòu)計(jì)算，結(jié)合各設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)別、修正以及其它測(cè)量數(shù)據(jù)的分析評(píng)價(jià)工作，進(jìn)而求得各施工階段施工 控制參數(shù)的理論計(jì)算值，形成施工控制指令并對(duì)各施工階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)做出實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，從而達(dá)成對(duì)橋梁施工實(shí)施軟控制的最終目的。這部分工作依序包括以下幾個(gè)方面。 施工控制初期的設(shè)計(jì)復(fù)核計(jì)算 設(shè)計(jì) 復(fù)核計(jì)算 ： 施工控制實(shí)施第一步是要形成控制的目標(biāo)文件。施工控制的預(yù)測(cè)計(jì)算將采用設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行分析，計(jì)算出控制目標(biāo)的理論真值。在這一計(jì)算過(guò)程中將與設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行相互校核，以確?？刂颇繕?biāo)與設(shè)計(jì)要求 相符 。 施工控制計(jì)算 ： 橋梁施工控制的目的就是使施工與設(shè)計(jì)盡可能一致。在橋梁的設(shè)計(jì)京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 8 計(jì)算中通常會(huì)采用一些假定的參數(shù)用于計(jì)算，比 如：材料的彈性模量、容重、施工時(shí)間等。另外，在設(shè)計(jì)計(jì)算中還有大量的指定的計(jì)算參數(shù)，比如：施工順序等。在橋梁的施工控制計(jì)算中通常會(huì)采用盡可能真實(shí)的參數(shù)用于計(jì)算，以反映出設(shè)計(jì)與施工的差異。 在 本 橋 施工控制初期，首先進(jìn)行設(shè)復(fù)核計(jì)算工作，以校核施工控制計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的閉合性，達(dá)到使施工控制指導(dǎo)的結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)相一致。施工控制復(fù)核計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)文件所提供的資料 ，獨(dú)立于設(shè)計(jì)方建立施工控制計(jì)算模型，同時(shí)根據(jù) 本橋 實(shí)際施工情況做進(jìn)一步細(xì)化。復(fù)核計(jì)算中采用設(shè)計(jì)計(jì)算的主要參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算中假定的施工時(shí)間進(jìn)行計(jì) 算，利用此過(guò)程下的施工控制計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果相核對(duì)，以校核二者在計(jì)算模型及施工模擬等方面是否存在實(shí)質(zhì)性差異。只有當(dāng)二者計(jì)算結(jié)論基本一致時(shí)才開展后續(xù)的施工控制工作。否則，通過(guò)與設(shè)計(jì)人員一起仔細(xì)核對(duì)兩種計(jì)算過(guò)程，找出并解決存在的問(wèn)題。施工控制復(fù)核計(jì)算流程及與設(shè)計(jì)計(jì)算的比較如圖 41所示。 A . 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 力 學(xué) 模 型B . 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 參 數(shù)C . 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 施 工 步 驟C 1 . 施 工 方 法 模 擬C 2 . 假 定 施 工 時(shí) 間設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 結(jié) 果設(shè) 計(jì) 計(jì) 算開 展 下 一 步 施 工 控 制 工 作比 較a . 施 工 控 制 計(jì) 算 模 型b . 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 和 實(shí) 測(cè) 計(jì) 算 參 數(shù)c . 施 工 控 制 計(jì) 算 施 工 步 驟c 1 . 實(shí) 際 施 工 方 法 模 擬c 2 . 實(shí) 際 施 工 時(shí) 間設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 結(jié) 果施 工 控 制 校 核 計(jì) 算核 對(duì)有實(shí)質(zhì)差異基本一致 圖 41 設(shè)計(jì)計(jì)算與施工控制校核計(jì)算 施工進(jìn)程中施工模擬的結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)分析 橋梁施工控制的目的就是 通過(guò) 施工 達(dá)到設(shè)計(jì)要求的合理成橋狀態(tài) 。在橋梁的設(shè)計(jì)計(jì)算中通常 會(huì)采用一些預(yù)設(shè)或假定的參數(shù)用于計(jì)算，它們所依據(jù)的是既有的施工經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，并不一定完全真實(shí)地反映當(dāng)前橋的實(shí)際施工情況。 由于橋梁的設(shè)計(jì)和施工中存在著這兩種既不相同又相互聯(lián)系的計(jì)算過(guò)程，并且在實(shí)際工作中這兩類計(jì)算可能采京滬高速鐵路跨京開高速公路中承式鋼箱拱橋 監(jiān)控 、監(jiān)測(cè) 方案 9 用不同的計(jì)算模型，由不同的單位來(lái)完成。 在橋梁的施工控制計(jì)算中必須采用實(shí)際施工參數(shù)用于計(jì)算 ， 以盡可能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)力變形狀態(tài)，亦即施工模擬的結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)分析。這一計(jì)