【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高為設(shè)計(jì)值進(jìn)行成橋線形迭代計(jì)算。在線形和主纜長(zhǎng)度計(jì)算中，應(yīng)有可靠的方法考慮主纜鞍座曲線對(duì)主纜線形計(jì)算的影響。邊跨或非主跨線形的計(jì)算時(shí)，應(yīng)以主跨計(jì)算確定的主纜水平力（或張力）為控制值，依據(jù)相應(yīng)的力控制條件，按分段懸鏈線法計(jì)算非主跨的線形。1） 分段懸鏈線計(jì)算理論與方法理論索的自重實(shí)際是沿索長(zhǎng)均勻分布的，此時(shí)對(duì)索結(jié)構(gòu)，建立的線形與荷載的平衡方程為： （）當(dāng)兩端點(diǎn)的高差為 C 時(shí)，方程的解可表示為懸鏈線： （）式中 公式（）所代表的曲線是一族懸鏈線，與拋物線的情形相同，如果給定曲線上任一點(diǎn)的座標(biāo)值，整條曲線即可完全確定。當(dāng)二支座等高時(shí)，c=0 （）對(duì)于懸索橋的主纜，其自重、纜上的纏絲及防護(hù)重量等可看成是沿索長(zhǎng)均勻分布的，索夾重量、通過(guò)索夾傳遞的吊索重量和加勁梁恒載等可看成是作用于索夾點(diǎn)的集中力，這樣主纜的精確的計(jì)算模型可簡(jiǎn)化為分段懸鏈線模型：在兩索夾之間，主纜的線形為懸鏈線，索夾點(diǎn)為各分段懸鏈線的分點(diǎn)，在分點(diǎn)處曲線連續(xù)、力保持平衡。對(duì)于分段懸鏈線計(jì)算模型，在已知荷載、跨度、兩端點(diǎn)高差和纜上任意點(diǎn)相對(duì)于端點(diǎn)的位置后，可采用迭代的方法進(jìn)行計(jì)算。一般設(shè)計(jì)圖時(shí)根據(jù)線路要求確定了成橋狀態(tài)主纜的理論頂點(diǎn)、錨固點(diǎn)和主跨的矢跨比（或者跨中點(diǎn)位置與標(biāo)高），根據(jù)施工過(guò)程的分析可確定吊索傳遞的加勁梁恒載， 建立線形迭代計(jì)算過(guò)程：圖 主跨主纜線形計(jì)算步驟計(jì)算出主跨的線形和確定出主跨的恒載水平分力后，對(duì)于邊跨，一般是要求主纜的水平分力與主跨相等，這樣就已知了索力的水平分力，邊跨的線形就能根據(jù)滿足通過(guò)支承點(diǎn)的條件確定，采用迭代計(jì)算確定。獲得各跨的主纜線形后，按懸鏈線理論，計(jì)算主纜各索段的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度、伸長(zhǎng)量、內(nèi)力和切線角，從而得到主纜的無(wú)應(yīng)力設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，這是后續(xù)施工計(jì)算的基準(zhǔn)。2） 考慮抗彎剛度影響的分段索特大跨度懸索橋由于其主纜直徑比較大，應(yīng)分階段進(jìn)行內(nèi)力和線形分析。在基準(zhǔn)索股架設(shè)階段，可采用不考慮抗彎剛度影響的懸鏈線根據(jù)解析方法計(jì)算基準(zhǔn)索線形，并形成最終的主纜；在加勁梁吊裝階段，則宜將主纜簡(jiǎn)化為考慮抗彎剛度影響的索，按考慮抗彎剛度的分段索的方法建立有限元計(jì)算模型，同時(shí)考慮主鞍座、散索鞍及錨跨索股曲線的影響，采用精細(xì)化方法進(jìn)行分析。5 結(jié)構(gòu)監(jiān)控測(cè)試與監(jiān)控測(cè)量 橋塔的應(yīng)力與溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè) 設(shè)備選型橋塔應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要用于了解在施工過(guò)程中，特別是上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中橋塔各控制部位的應(yīng)力狀態(tài)，溫度監(jiān)測(cè)則是用于掌握橋塔結(jié)構(gòu)整體溫度和橫截面的溫度場(chǎng)。對(duì)于鋼筋混凝土橋塔，測(cè)試元件應(yīng)盡可能選用可同時(shí)測(cè)量應(yīng)變與溫度的傳感器，同時(shí)應(yīng)盡可能考慮后期監(jiān)控監(jiān)測(cè)或成橋荷載試驗(yàn)的需要，推薦采用埋入式鋼筋（或混凝土）應(yīng)變計(jì)，只在不得已情況下才采用表面應(yīng)變計(jì)。對(duì)于鋼橋塔，推薦采用應(yīng)變式傳感器，溫度測(cè)試可采用獨(dú)立的溫度傳感器。 布置原則由于索塔應(yīng)力實(shí)測(cè)值與理論值的差異不可能達(dá)到誤差分析或參數(shù)識(shí)別的要求，測(cè)試截面不宜過(guò)多，以能反映塔柱控制應(yīng)力和溫度在截面上和高度上的變化為原則。一般情況下可選兩側(cè)橋塔各的一個(gè)塔柱布設(shè)傳感器。測(cè)試截面位置宜選靠塔底的控制截面、下橫梁以上控制截面和靠近橋塔頂?shù)慕孛妗?測(cè)點(diǎn)布置對(duì)于鋼筋混凝土橋塔，在每個(gè)測(cè)試截面，宜沿周邊布置 4～8 個(gè)傳感器。 吊索力監(jiān)測(cè) 設(shè)備選型吊索力測(cè)試宜采用振弦式索力儀的方法，有條件時(shí)可配合采用力傳感器。吊索索力是懸索橋施工過(guò)程中的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。目前平行鋼絲吊索索力的測(cè)量方法主要有力傳感器與利用測(cè)振動(dòng)頻率反算索力的振弦式索力儀兩種。力傳感器具有精度高、測(cè)試速度快且受環(huán)境干擾小等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格相對(duì)較高，安裝及拆卸均較為復(fù)雜，且適合懸索橋吊索的力傳感器很少。振弦式索力儀測(cè)試速度慢、精度較低、受環(huán)境干擾大，但其價(jià)格低廉且安裝及拆除均較為方便，因此在諸多的懸索橋和斜拉橋的施工監(jiān)測(cè)中獲得廣泛使用。對(duì)于地錨式懸索橋的吊索力，施工監(jiān)控中可采用振弦式索力儀測(cè)試；對(duì)于需要張拉才能進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝的吊索，則應(yīng)在張拉設(shè)備上安裝直接的測(cè)力傳感器，控制錨固時(shí)的張力，并用振動(dòng)測(cè)試法進(jìn)行檢測(cè)。 監(jiān)控測(cè)試目的與測(cè)點(diǎn)選擇索力監(jiān)測(cè)的主要目的是：① 防止因意外情況引起的安裝索力過(guò)大；② 為施工控制的誤差分析、參數(shù)識(shí)別提供實(shí)測(cè)參數(shù)；③ 用于估算加勁梁和鄰近吊索的內(nèi)力狀態(tài)。在安裝梁段附近測(cè)試已安裝的五對(duì)吊索；遠(yuǎn)離安裝梁段的吊索則進(jìn)行已安裝索數(shù)量的40%的抽測(cè)。 主纜錨跨索股張力監(jiān)測(cè) 設(shè)備選型主纜索股張拉時(shí)應(yīng)采用張拉設(shè)備控制張拉力，錨固后的測(cè)量宜采用振弦式索力儀與力傳感器相結(jié)合的方法測(cè)試。主纜錨跨索股張力是懸索橋施工過(guò)程中最重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。主纜錨跨索股力測(cè)試分為張拉階段測(cè)試及事后測(cè)試。張拉階段測(cè)試指對(duì)正在張拉的索股的監(jiān)測(cè)；已經(jīng)完成錨固的索股會(huì)由于溫度改變而改變，對(duì)其進(jìn)行的監(jiān)測(cè)成為事后測(cè)試。張拉時(shí)應(yīng)在張拉設(shè)備下安裝測(cè)力傳感器，直接測(cè)量張拉力，同時(shí)用振弦式索力儀進(jìn)行對(duì)比測(cè)量，確定索的計(jì)算參數(shù)；有條件時(shí)應(yīng)在索股的錨下安裝少量的力傳感器，作為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)用和校準(zhǔn)頻率測(cè)試法參數(shù)的元件。 測(cè)試索股選擇和測(cè)試頻率長(zhǎng)期測(cè)試宜在每個(gè)錨室內(nèi)選取5%且不少5根的索股每隔3天進(jìn)行測(cè)試。在重大工況或者特殊工況宜對(duì)所有的索股進(jìn)行通測(cè)。用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的索股，應(yīng)選擇能反映溫度變化、散索案（或散索套）位移等影響的代表性強(qiáng)的索股，宜在一個(gè)錨室索股中均勻分布。對(duì)于采用散索鞍的懸索橋，由于在散索鞍能自由活動(dòng)之前，張拉的索股少，錨跨索股的張力受溫度的影響很大，一般難以準(zhǔn)確控制張拉力，在散索鞍能自由活動(dòng)后，宜根據(jù)索鞍位置，計(jì)算已張拉索股的理論索力，測(cè)試實(shí)際索力，計(jì)算兩者的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度相對(duì)差，調(diào)整索股長(zhǎng)度，使實(shí)際索力與理論值盡量一致。對(duì)于采用散索套的懸索橋，在散索套安裝完成并能自由活動(dòng)后，應(yīng)根據(jù)理論值與實(shí)際測(cè)試值，調(diào)整一次錨跨索力。主纜錨跨索股張力監(jiān)測(cè)具有以下幾個(gè)主要目的：① 確保錨固張力的準(zhǔn)確；② 為施工控制的誤差分析、參數(shù)識(shí)別提供實(shí)測(cè)參數(shù)；③ 用于計(jì)算錨跨索股的架設(shè)無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和主纜錨跨張力的合力?；谒髁ΡO(jiān)測(cè)的目的及其具體情況，張拉測(cè)試可僅對(duì)所張拉索股及相鄰索股進(jìn)行測(cè)試。 提高振動(dòng)法測(cè)試索力精度的措施為提高測(cè)試精度，應(yīng)采用帶有傳感器的張拉設(shè)備對(duì)吊索和錨跨索股進(jìn)行張拉，同時(shí)采用振動(dòng)法測(cè)試索股在對(duì)應(yīng)張力下的振動(dòng)頻率，建立不同邊界條件的有限元模型，通過(guò)幾組試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的比較，首先確定合適的邊界約束條件；然后調(diào)整索截面的抗彎剛度，試算確定索截面的抗彎剛度，通過(guò)多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定平均值。在確定了邊界條件和截面抗彎剛度后，改變計(jì)算模型的索張力，計(jì)算出索張力與振動(dòng)頻率的關(guān)系曲線，以后的測(cè)試中通過(guò)測(cè)試振動(dòng)頻率，直接查表計(jì)算索力，克服采用公式計(jì)算時(shí)各參數(shù)誤差太大的缺點(diǎn)。影響振動(dòng)法測(cè)試吊索和主纜錨跨索股張力精度的因素主要有三個(gè)：（1） 索股截面抗彎剛度的影響；（2） 索股邊界條件的影響；（3） 計(jì)算張力時(shí)所用索股長(zhǎng)度。采用各種方法，準(zhǔn)確識(shí)別出以上三項(xiàng)影響，則可提高振動(dòng)法測(cè)試索力的精度。 主梁應(yīng)力的監(jiān)測(cè)對(duì)于采用梁段吊裝后先鉸結(jié)、全部吊裝完成（或二期恒載等代荷載施加后）再剛結(jié)施工法施工的懸索橋，一般不需要對(duì)加勁梁的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控。 溫度的監(jiān)測(cè) 設(shè)備選型溫度測(cè)量宜采用電子式溫度傳感器，其測(cè)溫精度一般為177?！妗Ｈ粲刑貏e要求，應(yīng)選擇精度更高的測(cè)溫傳感器。 布置原則對(duì)于基準(zhǔn)索股，應(yīng)布置能反映縱向溫度變化的溫度測(cè)點(diǎn)，橋塔兩側(cè)應(yīng)布置測(cè)點(diǎn)。對(duì)于一般索股，則應(yīng)在相對(duì)基準(zhǔn)索股和調(diào)整索股的各跨上布置測(cè)點(diǎn)；對(duì)于橫斷面，則應(yīng)按測(cè)點(diǎn)均布的方式布置測(cè)點(diǎn)。由于溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力的影響均較為顯著，溫度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可以分為均勻溫度影響與非均勻溫度影響，均勻溫度影響指整個(gè)結(jié)構(gòu)均處于相同的溫度場(chǎng)下，非均勻溫度指結(jié)構(gòu)各部分由于日照或熱傳導(dǎo)速度的影響造成各部分溫度不一致的情況。均勻溫度場(chǎng)的溫度改變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響較小，因此，懸索橋的施工控制總選擇在結(jié)構(gòu)各部分溫度盡量接近的情況下進(jìn)行。 一般的測(cè)點(diǎn)布置基準(zhǔn)索股縱向溫度測(cè)點(diǎn)位置縱向布置見(jiàn)示意見(jiàn)圖 ，每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置3 個(gè)智能型溫度傳感器、每個(gè)塔柱陰陽(yáng)面各布置1 個(gè)溫度傳感器。主纜表面內(nèi)外溫度存在著差異，并且主纜越粗，內(nèi)外溫度相差越大。為了準(zhǔn)確確定主纜斷面的平均溫度，就必須知道主纜斷面的溫度場(chǎng)分布情況。在主纜上選擇一個(gè)斷面布置溫度傳感器，以確定主纜表面的內(nèi)外溫差及溫度場(chǎng)。 為一橫斷面溫度測(cè)點(diǎn)布置的示意圖。圖 主纜斷面溫度場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置圖 監(jiān)控測(cè)量 監(jiān)控測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控測(cè)量應(yīng)滿足國(guó)家和交通部頒發(fā)的相關(guān)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。包括：1) 中華人民共和國(guó)交通部頒：公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412004）2) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范，GB/T 128972006；3) 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑變形測(cè)量規(guī)范（JGJ/T 897）4) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：工程測(cè)量規(guī)范（GB5002693）5) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范，GB/T 1831420016) 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范，JTJ/T 066—98， 監(jiān)控測(cè)量的內(nèi)容 上部構(gòu)造施工前監(jiān)控測(cè)量工作的內(nèi)容1) 建立上部構(gòu)造施工測(cè)量和監(jiān)控測(cè)量局部控制網(wǎng)開(kāi)展上部結(jié)構(gòu)施工前，應(yīng)建立上部結(jié)構(gòu)施工測(cè)量和監(jiān)控測(cè)量局部控制網(wǎng)。特大型懸索橋上部構(gòu)造的施工，是懸索橋施工過(guò)程中工序最多、施工工藝最為繁雜的關(guān)鍵階段，需要進(jìn)行大量的施工測(cè)量和監(jiān)控測(cè)量，而這些施工測(cè)量和監(jiān)控測(cè)量的基準(zhǔn)，應(yīng)該是布設(shè)在地面上的穩(wěn)定、方便施測(cè)和高精度的測(cè)量控制網(wǎng)。因此上部構(gòu)造施工前，應(yīng)在所建大橋施工測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，加密上部構(gòu)造施工局部測(cè)量控制網(wǎng)。局部測(cè)量控制網(wǎng)應(yīng)該是一個(gè)三維網(wǎng)，以方便上部構(gòu)造施工測(cè)量和監(jiān)控測(cè)量。所建立的控制網(wǎng)應(yīng)考慮按工程測(cè)量二等平面和高程控制網(wǎng)的精度等級(jí)施測(cè)，可用GPS靜態(tài)測(cè)量的方式建立局部平面控制網(wǎng)，用常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量和跨河水準(zhǔn)測(cè)量相結(jié)合的方式建立局部高程控制網(wǎng)。大橋上部構(gòu)造施工局部控制網(wǎng)的主要作用有：（1）懸索橋基準(zhǔn)索股和主纜絕對(duì)垂度測(cè)量控制及其線形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)；（2）懸索橋索塔位移和跨徑變化監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)；（3）懸索橋主梁線形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)；（4）懸索橋索夾位置放樣的基準(zhǔn)；（5）懸索橋索塔及錨錠基礎(chǔ)沉降變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)；（6）懸索橋錨錠基礎(chǔ)水平位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)。2） 索塔頂部標(biāo)高和平面位置受溫度影響的 36 小時(shí)～48 小時(shí)的靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)宜選擇至少一個(gè)塔柱，對(duì)其頂部標(biāo)高和平面位置進(jìn)行不少于36 小時(shí)的靜態(tài)變形觀測(cè)。大跨度懸索橋的橋塔一般都比較高，其塔頂標(biāo)高和平面位置受溫度影響的靜態(tài)變形及其變形的規(guī)律，對(duì)大型懸索橋上部構(gòu)造施工中的索塔偏位監(jiān)測(cè)、跨徑變化監(jiān)測(cè)、主鞍座預(yù)偏量的控制、基準(zhǔn)索股和主纜的垂度控制以及索夾的放樣等，有著至關(guān)重要的影響，因此應(yīng)在上部構(gòu)造施工前宜進(jìn)行此項(xiàng)監(jiān)測(cè)。由于各個(gè)塔柱的荷載、結(jié)構(gòu)形式、施工方法和力學(xué)性質(zhì)基本相同，因此由一個(gè)塔柱觀測(cè)試驗(yàn)獲得的預(yù)測(cè)模型，對(duì)其他塔柱具有較大的參照價(jià)值，這樣處理，既可滿足特大型懸索橋施工監(jiān)控的需要，又可較大地降低測(cè)量監(jiān)控的外業(yè)工作量。（1）索塔頂部標(biāo)高位置受溫度影響的36 小時(shí)～48 小時(shí)的靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)標(biāo)高位置的靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，布設(shè)在索塔承臺(tái)基礎(chǔ)的頂面，而監(jiān)測(cè)點(diǎn)則布設(shè)在索塔頂部表面，在下橫梁和中橫梁頂面各布設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，采用懸掛鋼尺水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行觀測(cè)。施測(cè)時(shí)，需準(zhǔn)備2 把50m、一把100m 的鋼卷尺和四臺(tái)水準(zhǔn)儀，所有鋼卷尺和水準(zhǔn)儀，必須經(jīng)過(guò)有關(guān)計(jì)量部門的檢測(cè)和較正，在承臺(tái)和下橫梁以及中橫梁和上橫梁之間，各懸掛一把50m 的鋼卷尺，在下橫梁和中橫梁之間，懸掛一把100m 的鋼卷尺，所懸掛的鋼卷尺，必須施加標(biāo)準(zhǔn)的拉力；而四臺(tái)水準(zhǔn)儀則分別布設(shè)在承臺(tái)、下橫梁、中橫梁和上橫梁上，對(duì)已懸掛好的鋼卷尺同步進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)的同時(shí)測(cè)量空氣溫度、鋼卷尺和索塔陰、陽(yáng)面的表面溫度，以便對(duì)鋼卷尺施