【文章內(nèi)容簡介】 過程中穩(wěn)定性的要求。施工監(jiān)控方案 施工監(jiān)控現(xiàn)場機(jī)構(gòu)的組織方案施工監(jiān)控是施工過程中一個很重要的環(huán)節(jié)，涉及設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等單位的工作。為了做好本橋的監(jiān)控工作，建議業(yè)主牽頭成立大橋施工監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，在組織形式上分兩個層次開展監(jiān)控工作，即設(shè)立施工監(jiān)控領(lǐng)導(dǎo)小組與施工監(jiān)控工作辦公室。重大問題由領(lǐng)導(dǎo)小組討論決定，具體工作有施工監(jiān)控工作辦公室實(shí)施。，所有資料及信息傳遞均應(yīng)通過書面資料進(jìn)行，由相關(guān)單位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人簽發(fā)，各方簽字時應(yīng)注明簽字日期和具體時間。各部門要經(jīng)常聯(lián)絡(luò)和傳遞信息，并負(fù)責(zé)整理各自資料，以專用表格形式匯集結(jié)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(yè)主或業(yè)主委托監(jiān)理主持，各方參加。圖 施工監(jiān)控工作流程示意施工監(jiān)控工作辦公室下設(shè)施工監(jiān)控工作聯(lián)絡(luò)小組和施工監(jiān)控小組。監(jiān)控聯(lián)絡(luò)小組成員由業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等各方的主要技術(shù)人員擔(dān)任。監(jiān)控小組成員施工監(jiān)控單位人員組成。 施工的各個過程中監(jiān)控內(nèi)容、方法和實(shí)施 施工監(jiān)控的主要內(nèi)容（1）根據(jù)施工監(jiān)控投標(biāo)大綱、設(shè)計(jì)圖紙、施工組織設(shè)計(jì)等資料，撰寫XXX大橋施工監(jiān)控規(guī)劃和實(shí)施細(xì)則；（2）懸臂施工過程中，整體結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算；（3）懸臂施工過程中，主梁應(yīng)力、溫度測試；（4）懸臂施工過程中，主梁撓度、澆筑立模標(biāo)高預(yù)告；（5）懸臂施工過程中，施工誤差分析及成橋內(nèi)力狀態(tài)分析；（6）掛籃變形控制(包括彈性變形和非彈性變形)；（7）混凝土彈性模量測試；（8）混凝土徐變及收縮對結(jié)構(gòu)影響的控制；（9）合攏工序錯位引起的誤差控制；（10）合攏后橋面鋪裝標(biāo)高預(yù)告；（11）懸臂施工過程中參與重大技術(shù)討論會；（12）撰寫施工監(jiān)控報告。 施工控制計(jì)算內(nèi)容大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的施工采用分階段逐步完成的懸臂施工方法時，結(jié)構(gòu)的最終形成必須經(jīng)歷一系列的施工過程，對施工過程中每個階段進(jìn)行詳細(xì)的變形計(jì)算和受力分析，是橋梁施工控制最基本的內(nèi)容之一。為了達(dá)到施工控制的目的，我們必須首先通過計(jì)算來確定橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中每個階段在受力和變形的理想狀態(tài)，以此為依據(jù)來控制施工過程中每個階段的結(jié)構(gòu)行為，使其最終成橋線型和受力狀態(tài)滿足受力要求。在施工控制開始前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖及施工單位提供的施工方案，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行全施工過程模擬計(jì)算，采用ANSYS通用有限元程序計(jì)算和Midas程序驗(yàn)算相結(jié)合，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的應(yīng)力按規(guī)范要求驗(yàn)算，并與設(shè)計(jì)單位核對計(jì)算結(jié)果。主要結(jié)果是：各梁段掛籃前移定位前后的墩底應(yīng)力；各梁段澆筑混凝土前后的控制截面的墩穩(wěn)定性驗(yàn)算和墩底應(yīng)力；各梁段掛籃前移定位的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；各梁段澆筑混凝土前后的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；各梁段張拉預(yù)應(yīng)力前后的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；合攏段臨時連接前后的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；合攏段澆筑混凝土前后(假定為荷載)的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；合攏段澆筑混凝土前后(已成為結(jié)構(gòu))的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；橋面鋪裝完成后的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度；運(yùn)營三年后的控制截面的混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度。 主梁斷面應(yīng)力測試在大橋上部結(jié)構(gòu)（箱梁）的控制截面布置應(yīng)力量測點(diǎn)，以觀察在施工過程中這些截面的應(yīng)力變化及應(yīng)力分布情況。結(jié)合反饋控制的實(shí)時跟蹤分析系統(tǒng)，由反饋控制子系統(tǒng)提供最優(yōu)可調(diào)變量的調(diào)整方案，由實(shí)時跟蹤分析系統(tǒng)分析在計(jì)入誤差和變量調(diào)整之后每階段乃至竣工后結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，同時可根據(jù)當(dāng)前施工階段向前計(jì)算至竣工，預(yù)告今后施工可能出現(xiàn)的問題，并預(yù)報下一階段當(dāng)前已安裝構(gòu)件或即將安裝的構(gòu)件是否出現(xiàn)不滿足強(qiáng)度要求的狀態(tài)，以確定是否在本施工階段對可調(diào)變量實(shí)施調(diào)整。測點(diǎn)布置在主控橋墩和箱梁上共布置9個觀測斷面（墩頂2個、1/4跨的4個、跨中3個），每個墩身觀測斷面布置2個觀測點(diǎn)，每個箱梁觀測斷面布置4個觀測點(diǎn)，則全橋共計(jì)32個觀測點(diǎn)。 箱梁應(yīng)力測點(diǎn)布置示意圖測試手段 由于弦式應(yīng)變計(jì)具有較好的長期穩(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)。 應(yīng)變儀指標(biāo)： 測量范圍：拉800με、壓1200με； 測量分辨率：≤%； 綜合誤差：≤% 。 工作溫度：25℃～+60℃ ZXY2型頻率讀數(shù)儀:測量范圍：頻率（f）500～5000HZ顯示值103； 測量精度：177。； 分 辨 力：177。； 工作溫度：10～+50℃； 靈 敏 度：接收信號≥300uv, 持續(xù)時間≥500ms。 主梁斷面溫度測試橋梁結(jié)構(gòu)處于一個變化的溫度場中，理論上說由于溫度變化，橋梁的截面應(yīng)力和主梁標(biāo)高每時每刻都在變化，這就給測量結(jié)果帶來不確定的因素，要完全解決溫度問題，有很大的難度。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，我們通過對氣溫的測量，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)行其它測試任務(wù)時，采用氣溫表測量箱內(nèi)和箱外的溫度，℃以內(nèi)。 箱梁施工撓度觀測與標(biāo)高控制箱梁施工撓度影響因素在大跨度橋梁的施工圖設(shè)計(jì)時，盡管可以采用不同結(jié)構(gòu)分析手段對橋梁施工和使用階段進(jìn)行詳細(xì)的分析、計(jì)算，就施工撓度而言，用計(jì)算結(jié)果提供設(shè)計(jì)立模標(biāo)高，無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的空間設(shè)計(jì)位置，以及在實(shí)際施工過程中存在許多不確定因素，導(dǎo)致設(shè)計(jì)理論值與施工結(jié)果存在一定的偏差，有時很大，導(dǎo)致實(shí)際橋梁線形與設(shè)計(jì)理想線形無法吻合。此類不確定因素主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）混凝土材料的容重、彈性模量因混凝土配合比不同而異；（2）環(huán)境溫度、日照及空氣相對濕度的影響；（3）懸臂施工掛籃作用在箱梁上的反力、施工荷載等；（4）施工時因模板變形等原因造成的梁段自重變化；（5）混凝土收縮、徐變變形復(fù)雜性的變形差異；（6）各梁段預(yù)應(yīng)力的實(shí)際張拉力與理論值之間的差異等；（7）預(yù)應(yīng)力的收縮、徐變分析的不確切性；（8）結(jié)構(gòu)分析假說、模型和實(shí)橋結(jié)構(gòu)的偏差。在橋梁懸臂施工過程中，應(yīng)盡可能排除環(huán)境對測量和施工產(chǎn)生的誤差。在主梁標(biāo)高控制全過程中，對梁段立模標(biāo)高值進(jìn)行逐段修正，以保證成橋后達(dá)到設(shè)計(jì)線形的要求； 箱梁施工撓度觀測與標(biāo)高控制方法控制過程是“施工→測量→預(yù)測→識別→調(diào)整→預(yù)告→施工”的循環(huán)過程。在此過程中對主梁的變形與應(yīng)力實(shí)行雙控，這既是一個技術(shù)問題，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。其主要分為兩個組成部分，一部分是施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即在橋梁施工過程中通過在橋上埋設(shè)各類傳感器和設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，采集資料。再一個是資料分析仿真模擬計(jì)算系統(tǒng)、將采集到的資料進(jìn)行分析處理，以確定一道施工工序的有關(guān)參數(shù)。因此在箱梁標(biāo)高控制過程中需要細(xì)致的觀測、測試工作和大量的計(jì)算分析工作。通過有效的監(jiān)控，保證設(shè)計(jì)的施工過程和受力狀態(tài)得以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，最終達(dá)到成橋階段的控制目標(biāo)。眾所周知，立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)中橋梁建成后的標(biāo)高，總要設(shè)置一定的預(yù)拱度，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（撓度）。其計(jì)算公式如下：掛籃定位標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+施工預(yù)拋高+運(yùn)營預(yù)拋高+掛籃變形拋高其中：設(shè)計(jì)標(biāo)高：設(shè)計(jì)圖紙上提供的標(biāo)高；施工預(yù)拋高：施工該節(jié)段后至成橋時，該節(jié)段發(fā)生的豎向變形值的負(fù)數(shù)；運(yùn)營預(yù)拋高：成橋后，活載、徐變作用使該節(jié)段產(chǎn)生豎向變形值的負(fù)數(shù)；掛籃變形拋高：澆筑該節(jié)段混凝土，掛籃產(chǎn)生的豎向變形值的負(fù)數(shù)。立模標(biāo)高的現(xiàn)場修正由于掛籃定位時，也存在不可預(yù)見的因素，通常由日照和臨時荷載產(chǎn)生，使得定位值出現(xiàn)臨時偏差，特別是懸臂較大時，偏差容易產(chǎn)生。因此必須現(xiàn)場臨時修正立模標(biāo)高。 箱梁軸線平面位置觀測與控制箱梁軸線平面位置控制是通過對橋梁中軸線位置的跟蹤觀測，對施工單位施工放樣的準(zhǔn)確程序進(jìn)行復(fù)核，以保證橋梁在所處的平面上滿足設(shè)計(jì)要求。在箱梁軸線平面位置控制系統(tǒng)中，需建立相應(yīng)的施工控制測量網(wǎng)，此控制網(wǎng)可同時滿足箱梁高程控制測量網(wǎng)和平面位置控制測量網(wǎng)。通過對施工過程中每一梁段的軸線位置，監(jiān)測施工過程中箱梁軸線位置的變化情況，以保證懸臂施工的懸臂合攏平面誤差控制在設(shè)計(jì)要求和規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。 施工控制誤差分析實(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、測量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差等因素的影響偏離目標(biāo)。 為了能及時有效地將實(shí)測數(shù)據(jù)（體系本身的變化、撓度、應(yīng)力、現(xiàn)場氣溫等）、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)場計(jì)算機(jī)工作站（EWS），將實(shí)測結(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，同時預(yù)告下階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)。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)中相對最不成熟的部分，主要原因是測試數(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、臨時荷載引起、日照影響等等，在諸多的因素中，僅僅通過標(biāo)高測量或者應(yīng)變測量是很難判斷出原因的。所以，為了得到更準(zhǔn)確的分析，必須增加測點(diǎn)，增加測試工況，增加測試內(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，都對剛度有所影響。對于對稱懸臂施工的連續(xù)梁橋來說，如果整體剛度提高，雖然澆筑混凝土過程中主梁變形量會減少，但是，張拉預(yù)應(yīng)力束過程中變形量也會減少。所以，結(jié)構(gòu)剛度誤差對施工控制質(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，影響就更大。當(dāng)結(jié)構(gòu)懸臂伸長時，危害急劇增加。 在施工過程中，通過改進(jìn)施工方法減少誤差的產(chǎn)生是很有必要的，也是可行的。對懸臂施工的連續(xù)梁橋來說，由于兩懸臂端對稱荷載對結(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，可以考慮在輕的一側(cè)增加重量，只要保持平衡，影響不會太大。 (3) 橋面臨時荷載影響 橋面臨時荷載的影響類似于混凝土超方，既存在對稱荷載，也存在單側(cè)荷載。橋面臨時荷載可分為兩類，第一類相對固定，如卷揚(yáng)機(jī)、壓漿機(jī)、吊索機(jī)、施工簡易房等；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，并且隨時記錄第二類荷載堆放的時間和重量，是能夠在計(jì)算中消除此類誤差的。由于臨時荷載是隨機(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)場修正會比較方便。 當(dāng)結(jié)構(gòu)處于懸臂狀態(tài)時，橋面臨時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。在施工過程中，加強(qiáng)施工管理，除了必須的施工設(shè)備外，對于無用的設(shè)備及時清理，并且盡可能保持橋面荷載的平衡性。在計(jì)算中要考慮臨時荷載的影響，特別是在掛籃定位時要將不平衡的臨時荷載影響排除。 (4) 掛籃及模板定位誤差 由于掛籃是一個龐大的結(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小時工作制，在掛籃定位時其它工序仍在進(jìn)行，所以掛籃定位必須考慮溫度和臨時荷載的影響。 (5) 掛籃變形誤差 澆筑混凝土過程中，掛籃會發(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。 掛籃非彈性變形對施工控制質(zhì)量有較大影響，特別是后支點(diǎn)掛籃，由于無拉索幫助，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變化無常，而且在同一時刻，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。溫度測量也比較困難，一般情況下，只能測氣溫，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)的相對溫差。 溫度變化雖然隨時存在，但其對施工控制的危害主要表現(xiàn)在掛籃定位時，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，及時掌握規(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間進(jìn)行，對于加快施工進(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。 主梁混凝土彈性模量測試測點(diǎn)布置：在施工的不同時期取樣澆筑試塊測試；測試儀器：壓力機(jī)或萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)；測試要求：按《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。 截面尺寸測量根據(jù)誤差分析的結(jié)論，混凝土超方對懸臂施工主梁來說，影響很大，必須盡可能地減小，因此，超方的測量也是非常重要的。除了應(yīng)變和標(biāo)高數(shù)據(jù)能夠反映超方的現(xiàn)象，對每一節(jié)段梁截面測量也是一個好方法。具體做法是每澆筑一節(jié)段梁，在懸臂端進(jìn)行截面尺寸測量，包括截面高度、頂板、底扳和腹板的厚度等等，測量精度應(yīng)控制在2mm以內(nèi)。 施工監(jiān)控中的預(yù)警系統(tǒng) 施工監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的目的和必要性預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋施工過程的受力分析和幾何線形變化，可以通過有限元方法進(jìn)行仿真分析和研究，但還必須與施工監(jiān)控中的預(yù)警系統(tǒng)相結(jié)合，才能保證施工過程中結(jié)構(gòu)的安全。1）