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1、 附件一吉沃希嘎大桥单线连续梁施工监控方案一、吉沃希嘎大桥施工监控的目的、原则及意义1.1施工监控的目的施工监控是施工控制中决定控制措施的一项辅助措施和收集相关数据的必要手段，是避免出现意想不到的极端施工事故的有利参考信息之一。施工监控的目的主要有两个方面：确保施工过程的安全；确保成桥状态结构的内力和线形满足设计要求。为了实现这两个目的，必须对施工过程进行有效的控制，准确实测能够反应结构受力状态的结构响应，对施工过程中的各种影响成桥目标的模型参数进行合理的修正，对结构前期状态进行识别，对后期状态进行预测及调整，以确保大桥施工过程的安全和成桥状态结构内力及线形满足设计要求。1.2施工监控的原则大
2、桥施工监控中须遵循三个方面的原则：满足受力要求、线形要求及内力与线形的调控手段符合规范。为了实现设计规定的成桥状态单线连续梁线形，必须根据每一阶段的状态误差对立模标高进行调整。将理论分析模型参数误差及各种施工误差引起的单线连续梁标高变化通过立模标高的调整予以修正，以确保大桥单线连续梁线形误差控制在容许范围之内。1.3施工监控的意义由于大跨度连续梁桥设计与施工高度耦合，所采用的施工方法和安装顺序与成桥后的主桥线形及结构内力状态有密切的关系。并且大跨度连续梁桥一般多采用节段施工方法进行施工，结构体系随施工的进展而不断发生变换，在施工架设中，结构受力和变形变化幅度大，影响因素较多，使得实际桥梁在施工
3、过程中的每一状态不可能与设计状态完全一致。造成实际状态与设计状态不一致的主要因素是：(1)设计时设计参数的取值不可能与实际结构一致，比如结构自重、断面尺寸、混凝土弹性模量、施工荷载等均是具有随机性的几何和物理常数，与设计值相比将或多或少有所变化；(2)环境因素诸如温度、湿度的影响；(3)施工误差的影响；(4)结构计算模型简化和计算误差的影响；(5)测量误差的影响。上述这些因素的影响在设计阶段一般没有也无法完全考虑和计及，只有在施工过程中根据结构的实际反应予以考虑。若不在施工过程中实施有效的控制，就有可能由于误差的积累致使成桥后结构的整体受力状态及线形严重偏离设计目标而影响结构的可靠性。大桥工程
4、较大，受力复杂，为使其线形、内力符合设计要求，进行施工控制就成为保证其顺利修建的必要条件之一。二、吉沃希嘎大桥施工监控实施方案2.1吉沃希嘎大桥施工监控依据1.新建铁路拉日线拉萨至日喀则段工程设计图纸2.国家及铁道部颁发的现行有关原材料、施工控制、产品验收的“规范、规程、规则、施工标准、验收标准”等。3.业主下发的指导性施工组织设计。4.单线连续梁施工图纸(汉宜施(桥)-27-)。2.2吉沃希嘎大桥施工监控的要点本次监控主要根据施工现场的具体实际情况，对单线连续梁的成桥状态和每个施工阶段的结构状态进行复核验算，并确定各节段的立模标高以及不同施工状态下的单线连续梁标高，吉沃希嘎大桥施工监控的重点
5、内容是：(1)根据大桥施工组织设计、设计院设计图纸及监理单位要求等资料，撰写吉沃希嘎大桥施工监控实施方案；(2)单线连续梁线形控制和墩身沉降监测；(3)单线连续梁预应力钢束的张拉质量控制，严格按照施工规范要求控制预应力钢束张拉力的偏差在允许的范围之内，以确保单线连续梁结构的受力安全；(4) 单线连续梁应力与温、湿度及风速监测，在单线连续梁相应控制断面预埋应力传感器进行单线连续梁应力实时监控，从而及时掌握单线连续梁的实际应力状态；(5)大桥实时跟踪数据误差分析和设计参数修正；(6)撰写吉沃希嘎大桥施工监测报告。2.3吉沃希嘎大桥施工监控的目标通过对吉沃希嘎大桥主桥进行系统的理论分析和现场测试，在
6、充分了解大桥受力性能和施工工艺以及系统观测的基础上，建立合理的力学分析模型，对施工过程中的单线连续梁结构实施有效控制，以确保大桥施工过程中的安全并使成桥后结构的内力和线形符合设计预期。2.4吉沃希嘎大桥施工控制方法目前在节段施工桥梁施工控制方面应用较多的为自适应控制理论。对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是计算模型中计算参数的取值问题，主要是混凝土弹性模量、材料的容重、徐变系数和永存预应力等与施工中实际情况有一定的差距以及环境温度、临时荷载的影响。要得到比较准确的控制调整措施，必须先根据施工中实测到的结构反应来修正计算模型中的这些参数值，以使计算
7、模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，当计算模型与实际结构相吻合后，再用计算模型来指导以后的施工，这就是自适应控制的基本原理。在闭环反馈控制基础上，再加上一个系统辩识过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。图2.4-1为控制原理图。当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到参数辩识算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果一致，得到了修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态。这样，经过几个工况的反复辩识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。图2.4-2为连续梁施工控制流程图。图2.
8、4-1 自适应施工控制基本原理图2.4-2 单线连续梁施工控制流程图桥梁的施工控制是一个预告-施工-量测-识别-修正-预告的循环过程。施工控制的要求首先是确保施工中结构的安全，其次是保证结构的内力合理和外型美观。为了达到上述目的，施工过程中必须对桥梁结构内力(如单线连续梁应力)和单线连续梁标高进行双控。采用悬臂浇筑的连续梁桥在施工过程中是静定结构，只要严格按桥梁施工规范进行操作，内力状态一般能够得到保证，主要问题是施工中及长期徐变挠度的控制。由于单线连续梁在施工过程中及合拢时不具备斜拉桥的索力调整能力，一旦发生线形误差，将永远存在于结构中，因此，及时发现误差原因，尽量减小误差发生的可能性是单线
9、连续梁施工控制的关键。所以，对于单线连续梁施工控制系统除了要求具备常规的结构分析计算手段外，具有在施工现场消除设计与实际不一致的自适应能力就成为关键，只有这样才能及时提供控制标高和控制内力的修正值。2.5吉沃希嘎大桥施工监控的内容吉沃希嘎大桥施工监控的主要内容为：施工监测和施工控制两部分。2.5.1吉沃希嘎大桥施工监测施工监测是施工监控的基础。在施工中对结构关键部位和关键点进行监测，获取反映实际施工情况的数据和技术信息，不断根据实际情况进行修正和调整，使施工状态始终处于控制范围之内。吉沃希嘎大桥的施工监测范围主要包括两部分：(1)桥梁结构性能的监测：主要包括大桥单线连续梁的各控制部位线形监测、
10、墩身沉降监测、单线连续梁和桥墩的应力、应变监测以及预应力管道摩阻损失测定。(2)桥梁工作环境的监控：主要包括桥址环境温、湿度检测、箱梁和桥墩结构内部温度和温度梯度变化监测。 吉沃希嘎大桥单线连续梁的监控部位主要有主桥的主跨与边跨及相应桥墩等。通过监测这些关键结构部位的应力以及结构的变形，及时了解结构实际力学状态。由于箱梁在悬臂浇筑施工时受混凝土自重、日照、温度变化、墩柱压缩等因素影响而产生竖向挠度，混凝土自身还存在收缩、徐变等因素，也会使悬臂段发生变化，为使合拢后的桥梁线形及应力状态符合设计要求，达到中跨合拢段高程误差控制在15mm，成桥后单线连续梁高程误差控制在20mm以内的要求，最大限度地
11、使实际的状态(应力与线形)与设计的相接近，必须对各悬臂施工节段的挠度与应力进行随时观测，随时控制，以便在施工过程中及时调整有关的标高参数，为下节段的模板安装提供数据预报，确定下节段悬臂浇筑施工的合适模板立模标高。2.5.1.1施工监控控制网的建立和高程控制施工监控观测的首要工作是建立高程控制的测量控制网，复测与加密施工测量控制网，设置高程监控观测点和施工临时水准点。由于单线连续梁的线形测量是对单线连续梁各块件控制点的标高测量和单线连续梁中轴线测量，而单线连续梁的线形测量又是以线形通测和局部块件标高测量相结合的，在每个悬浇梁段的浇筑阶段和张拉阶段结束后，应对已成梁段的标高进行一次通测，以反映出实
12、际施工时单线连续梁的挠度变化。在合拢前后阶段、二期恒载施加前后阶段等关键施工阶段都应对全桥的单线连续梁线形进行一次通测。这些数据是进行高程控制分析中最重要因素之一。吉沃希嘎大桥的高程测量控制网设置在桥墩中心线，由桥墩及相邻两侧23个引桥桥墩中轴线组成，组成一个局部闭合线性控制网。而后根据施工的进度安排将桥墩上的控制点转移到各自桥墩单线连续梁的0#块中心处，按固定水准点设置要求建立主桥悬臂浇筑临时测量水准点，形成局部水准网，计划使用10mm厚钢板加焊20mm直径的竖直钢筋预埋在0#块中心处，形成主桥悬臂浇筑临时测量水准点，同时基础沉降观测基点设在墩底侧面中心线处，见图2.5.1-1所示。由于临时
13、水准基点随着基础一起沉降，因此在施工中需要随时对基础沉降进行观测，以便及时修正水准基点标高。图2.5.1-1 桥墩基础沉降水准控制点布置示意图注：基础沉降水准控制布置选取桥墩两侧距离能够施测的位置进行控制点的布设，具体情况根据施工现场情况定。主桥箱梁悬臂浇筑施工控制观测点基本上按照设计方式设置，在每一悬浇节段顶面端部3-5(cm)处预埋三个钢钎，作为观测点。这样不仅可以观测箱梁的挠度，同时可以观察箱梁是否发生扭转变形。在施工过程中，对每一断面需要进行立模、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、钢束张拉前、钢束张拉后的标高观测，以便观察悬臂浇筑梁段的各点挠度及T构的整体线形变化历程，以保证T构悬臂端的合拢
14、精度及最终的全桥线形符合设计标高。具体观测内容及顺序：1、立模标高，待浇箱梁底模前缘标高。以“悬臂浇筑标高通知书”形式下达给施工班组，在移(或安装挂篮)后，施工班组以此数据来调整挂篮的前吊带千斤顶，从而达到施工高程控制的目的。2、在浇筑混凝土之前(此时钢筋工作结束，挂篮前吊带千斤顶、端模板最后一次校正完毕)，测量端模板A、C两点附近模板接头处的高程。在浇筑混凝土刚结束时再复测一次。用两次数据的差值减去挂篮变形值后，即为浇筑挠度实测值。3、在张拉阶段之前约半天，实测箱梁顶板A、B、C三点的高程。4、在张拉阶段结束后，移挂篮之前，实测箱梁顶板A、B、C三点的高程测点。这里需要说明两点：首先，测量时
15、后视的临时水准点为各 T构0#块施工临时水准点；其次，因为移挂篮阶段的施工挠度很小，此阶段的施工挠度未进行实测。具体悬臂浇筑阶段单线连续梁顶面标高监测利用建立在各自桥墩单线连续梁0#块顶面临时水准点进行控制；底板立模标高D1D3点的观测利用在各自桥墩单线连续梁0#块顶面临时水准点和单线连续梁0块横隔梁内部建立的各个桥墩单线连续梁独立的水准网，进行现场监测控制，具体的单线连续梁测点断面布置图如图2.5.1-2所示。图2.5.1-2悬臂浇筑节段单线连续梁顶板标高控制及底板立模标高测点布置图注:单线连续梁0块内横隔梁设置悬臂浇筑节段立模标高F施测的临时水准点设置，建议采用6mm厚钢板，长度为30cm
16、，具体设置位置以立面与平面图示意为准进行布置。待水准网和临时水准测点设置完毕后，应再由监理单位反复核实确定的监测控制网站与临时水准点。同时在施工期间还应对控制网进行复测，复测周期初步为：单线连续梁未浇前，复测周期为三个月；单线连续梁浇筑过程中每50天复测一次。由于单线连续梁线形对温度、日照较敏感，所以测量时间应选在日出之前温度较恒定的时段内进行。对大桥的单线连续梁中线偏位监测、墩顶水平偏位监测及墩身的沉降监测，也应根据现场的具体施工进度和状态，合理的开展工作，确保单线连续梁顺利合拢。2.5.1.2挂篮变形的观测 挂篮变形是指支架、挂篮、吊篮、托架、模板等的变形。T构悬臂浇筑施工时，各阶段立模标
17、高(即底膜前缘标高)，不仅计入桥面设计标高、桥面铺装层厚度、截面的结构高度、单线连续梁自重、预应力、温度、混凝土收缩徐变等的影响，而且挂篮变形也是不可忽略的因素，对于前述影响可以根据结构尺寸、计算方式、施工安排进行计算和调整，而挂篮变形对不同的挂篮或安装的严实程度有着很大关系。考虑到挂篮及模板的组成较为复杂，在外荷载的作用下，各部分之间紧合，杆件压缩等会产生压缩变形，所以用水准仪跟踪监测，随时用千斤顶或手捣链作升降调整，使最后混凝土浇筑标高与标高通知书下达的计算数值接近相同。施工时混凝土浇筑挠度可记为： = + + 式中： 混凝土浇筑后挠度； 挂篮自重挠度； 浇筑段混凝土挠度； 挂篮变形挠度。
18、挂篮变形观测点设置4个测区，依次为挂篮底板后支点A区、混凝土顶板挂篮横梁前支点B区、挂篮上横梁前端C区及挂篮前吊带与底板连接处D区，作为挂篮变形监测的控制。2.5.1.3温度变形速度的观测温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，在不同时刻对结构状态(变形和应力)进行量测，其结果是不一样的。如果施工控制中忽略了该项因素，就难以得到结构的真实状态数据，从而很难保证控制的有效性。箱梁内部温度场由于受到一日内气温、日照等因素变化的影响而不断发生变化,温度变化又相当复杂，包括季节温差、日照温差、聚变温差、残余温差、不同温度场等，而在原定控制状态中又无法预先知道温度的实际变化情
19、况，所以在控制中是比较复杂的。 在高程控制实施过程中，温度变化对标高控制的影响主要是日照温差引起各悬浇节段的挠度变化，其挠度变化规律是气温升高时梁端下挠，气温降低时梁端上翘，挠度曲线近似正弦曲线。在最终下达施工控制通知书前，以实测温度变形速度与温差(立模时温度与标准合拢温度的差值)来考虑此项影响。日照温差对立模标高的修正值参考下面公式进行计算： ht=() 式中： V温度变形速度，mm/0C。该值可应用当前段的前一阶段V值；Ti-2测量时刻之退后2小时的气温，气温测定时可在桥址处空旷地方设置百叶箱进行。 TS标准时刻7时退后2小时的气温。应变速度不但与温差有关，而且与阴阳面、桥的朝向、桥上的荷
20、载(有无挂篮)等有关，因此最终取值应还要结合以往的历史经验综合考虑。根据梁体温度及挠度的变化曲线，拟确定大桥每日上午七时(通常此时一天中的温度变化最小)为立模标高测定时间。一般在上午68时测定立模标高，可不进行修正；在其它时间测定立模标高时，均应进行日照温差影响的修正。一般修正值在白天7时至17时为负值，其它时间为正值。对于阴雨天气视具体情况分析，可不作修正。2.5.1.4基础沉降的观测桥墩台基础在上部结构自重与施工荷载的作用下将产生基础沉降。对桥面标高将产生一定影响。为准确考虑其影响程度，在现有的条件下，利用精度为0.1mm的精密水准仪进行观测。综合考虑各桥墩的施工进度和观测条件，确定观测时
21、间便于对悬臂浇筑施工全过程(1号块12号块)进行跟踪观测，测点的基础沉降记录表见表2.5.1-1所示。 2.5.1.5应变(应力)监测吉沃希嘎大桥应变监测主要是对施工阶段单线连续梁的应变监测。通过应变跟踪观测，随时检查吉沃希嘎大桥单线连续梁受力状况，判定单线连续梁结构应变是否超限，把握结构的安全状况和保证施工安全。该项观测在每一个悬臂浇筑施工阶段都要进行，贯穿整个施工过程。吉沃希嘎大桥结构应变监控的主要内容：中、边跨混凝土箱梁跨中断面、1/4跨断面及支点断面等关键断面的进行监测；各个断面测点布置如图2.5.1-3所示。监测时间：在每一悬臂挂篮浇筑节段施工过程中共监测4次，分别是混凝土浇筑前、后
22、，预应力张拉前、后，在单线连续梁合拢及二期恒载施工完毕也应进行应力应变监测。测试时间选择在日出前温度较稳定时(早上七点半之前测好)。表2.5.1-1 基础沉降记录表 基础沉降量测量状态#号墩基础沉降量(mm)#号墩基础沉降量(mm)1-2号块浇筑后3-4号块浇筑后5-6号块浇筑后7-8号块浇筑后9 号块浇筑后图2.5.1-3 应力沿主桥横向断面预埋测点位置示意布置图(以支点断面B-B为例)注：包含箱梁内温度测点，布置位置同应力测点。2.5.1.6温、湿度及风速监测桥梁结构处于一个变化的温湿度场中，理论上说由于温度变化和湿度变化，桥梁的断面应力和单线连续梁标高每时每刻都在变化，这就给测量结果带来
23、不确定的因素，要完全解决温湿度问题，有很大的难度。对主桥各部位温度的监测，与变形共同分析，必要时还需要对箱梁断面温度分布和大气温湿度进行监测。吉沃希嘎大桥温湿度监测的主要内容如下：(1)桥址环境温度，大气温湿度；(2)混凝土箱梁以及桥墩的内外表面温度。温度测点用细铁丝绑扎在钢筋上，导线沿钢筋引出至桥面或墩断面外，并作好标记，做好保护。结构表面温湿度监测采用直接读数手持式温湿度表，监测部位主要是单线连续梁的跨中、支点和1/4跨的上部和底部，桥墩的中部、底部和顶部的外侧。监测时间：温湿度监测贯穿整个施工过程，与单线连续梁的线形监测同时进行，一般选择在日出前完成。温度梯度监测为昼夜24小时连续观测，
24、间隔4小时，分别在2：00、6：00、10：00、14：00、18：00、22：00等时刻进行观测，以了解温度变化对桥梁结构内力、变形的影响。具体数据记录形式采用表2.5.1-2所示，要求现场记录数据的原稿留用备查。表2.5.1-2 温度、湿度及风速测量日期测量位置测量项目风速测量时间温度()湿度(%RH)测量时间风向大小(m/s)本日风速最大值(m/s)2.5.1.7 预应力管道摩阻损失测定在进行预应力钢绞线和预应力筋张拉时，由于管道摩阻、温度变化、锚具等原因造成预应力不同程度的损失，预应力张拉质量的监测旨在定量的测定预应力的损失，以确定实际有效的预应力，为结构分析计算提供依据。测试的基本内
25、容为：(1)锚圈口摩阻损失测定；(2)孔道摩阻损失测定，确定实际孔道摩阻系数和偏差系数。在实际施工过程中，我们将选取4根典型长度的钢绞线进行测试。2.5.2吉沃希嘎大桥施工控制2.5.2.1施工控制误差分析1、结构刚度误差引起结构刚度误差的因素，一方面是混凝土弹性模量的改变，另一方面断面尺寸的变化。对于对称悬臂施工的连续梁桥来说，如果整体刚度提高，虽然浇筑混凝土过程中单线连续梁变形量会减少，但是，张拉预应力束过程中变形量也会减少。 2、浇筑混凝土误差浇筑混凝土误差，即超方现象是浇筑混凝土过程中难以克服的误差，产生的原因有两方面。一方面是浇筑混凝土时，由现场施工负责人估计顶、底板混凝土厚度而产生
26、的误差，另一方面是由模板变形和混凝土容重变化而产生的误差。当结构悬臂伸长时，混凝土超方危害急剧增加。在施工过程中，通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的，也是可行的。对悬臂施工的连续梁桥来说，由于两悬臂端对称荷载对结构的影响比单侧荷载要小的多，所以，施工中出现两侧不平衡荷载时，只要在轻的一侧配重，保持平衡，由此产生的影响可以忽略。 3、桥面临时荷载影响桥面临时荷载的影响类似于混凝土超方，既存在对称荷载，也存在单侧荷载。桥面临时荷载可分为两类，第一类相对固定，如卷扬机、压浆机、施工简易房等；第二类比较随机，如桥面上堆放的钢筋、型钢、锚具等。由于桥面荷载随机性较大，只能通过实地观察，估计桥面荷
27、载的重量以及位置，在计算数据中考虑。如果能准确估计第一类荷载的重量，并且随时记录第二类荷载堆放的时间和重量，是能够在计算中消除此类误差的。由于临时荷载是随机的，如果把每一种荷载影响作为荷载工况输入跟踪计算，并不方便。在监控过程中，先进行试算，将各种荷载影响的结果算出，作为修正值进行现场修正。当结构处于悬臂状态时，桥面临时荷载的影响效果同浇筑混凝土的超方现象。由于它是随机的，所以较难掌握。在施工过程中，加强施工管理，除了必须的施工设备外，对于无用的设备及时清理，并且尽可能保持桥面荷载的平衡性。在计算中，我们将考虑临时荷载的影响，特别是在挂篮定位时将不平衡的临时荷载影响排除。4、挂篮及模板定位误差
28、由于挂篮体积较大，加上本身刚度的影响，实际施工时挂篮位置很难做到与设计一致。挂篮模板定位包括外模板和内模板的定位，外模板决定了梁底标高，而内模板决定了桥面的标高。模板定位是控制单线连续梁标高最重要也是最直接的手段，定位时只要态度认真，并且挂篮设计合理，挂篮定位误差能够控制在允许范围以内。一般桥梁工地都是24小时工作制，在挂篮定位时其它工序仍在进行，所以挂篮定位必须考虑温度和临时荷载的影响。 5、挂篮变形误差浇筑混凝土过程中，挂篮会发生变形，这包括纵向变形和横向变形，也包括弹性变形和非弹性变形。挂篮非弹性变形对施工控制质量有较大影响。所以在挂篮拼装前，须对挂篮和支架进行预压实验。6、温度影响温度
29、影响是施工控制中较难掌握的因素，这主要是因为温度始终变化无常，而且在同一时刻，结构各部分也存在温差。所以，在结构计算中一般不把温度影响作为单独工况，而是将温度影响单独列出，作为修正。温度影响产生桥梁挠度变化有两种情况：均匀温差、箱梁内外侧的相对温差。温度变化虽然随时存在，但其对施工控制的危害主要表现在挂篮定位时，选择夜间或者早晨进行挂篮定位比较合适。温度影响变化无常，每座桥都有各自特点，所以施工控制前必须加强观测，及时掌握规律，尽可能排除温度影响。 7、预应力束张拉拉力误差预应力束张拉拉力误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误差引起，另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括：管道摩阻力，锚具
30、损失，温度损失，钢丝松弛，徐变损失；8、混凝土收缩、徐变对结构的影响混凝土收缩徐变对结构产生的影响不可忽视，在监控过程中，根据混凝土的特性和环境等因素，利用最小二乘法理论确定混凝土徐变系数等相关参数。2.5.2.2混凝土弹性模量和容重的测量混凝土弹性模量的测试主要是为了测定混凝土弹性模量E随时间的变化规律，箱梁悬臂浇筑混凝土现场取样，制成试件。先对试件尺寸进行精确测量，分别测定3、7、14、28、60、90天龄期的弹性模量值，通过万能实验机进行测定，以得到完整的弹性模量与龄期t(天)的变化曲线。混凝土容重的测量也是在现场取样，采用实验室的常规方法进行测定。具体的制作和测量方法如下：1、试件制备
31、混凝土试件为直角棱柱体，标准试件尺寸为150mm150mm300mm，在悬浇现场进混凝土取样。试模为铸铁或钢制成，内表面刨光磨光(粗糙度Ra=2.5m)，平整度为100mm距离内高低差值不超过0.05mm。可以拆卸擦洗，内部尺寸允许偏差为:棱边长度不超过1mm，直角则不超过0.5。每组为同龄期同条件制作和养护的试件6根，其中3根用于测定轴心抗压强度，提出弹性模量试验的加荷标准，另3根则作弹性模量试验。混凝土的弹性模量取应力为轴心抗压强度40%时的加荷模量。混凝土轴心抗压强度Ra按下式计算:式中:Ra混凝土轴心抗压强度(MPa)； P极限荷载(N)； A受压面积(mm)。 结果计算精确至0.1M
32、Pa2、混凝土弹性模量的测定 1)原理和构造本品主要由左主体、左连接板、左标杆、右主体、连接杆、上刀口、活动下刀口及夹紧架等组成、并配用两只千分表(特制)如图：从图中可以看出，当本品上下刀口紧卡在试件上时，在试件受力所产生的轴向位移，使活动下刀口绕中点转动，量表反映出轴向位移数值来。2)主要性能指标 夹持试件尺寸(mm)：150150300； 标距尺寸范围：70-160mm； 配用量表测量范围：千分表：量程：0-1mm，分度值0.001mm； 配用量表的精度等级：1级。3)使用方法 根据试件尺寸，应先调整好两刀距离(参照图2.5.2-1)； 在左右主体上装上标杆，并拧紧止紧螺钉； 调整上刀口位
33、置，使上下刀口间距离等于所需标距值；图2.5.2-1弹性模量仪图示 松开紧表螺钉，按产品合格证中左、右表编号分别装在左右主体上，再调整量表位置，使下刀口底面与底板上螺钉接触，顶尖与量表测量平面接触，测压缩变形可将量表压缩，使起始位置在接近量表最大量程，如测拉伸变形，使量表起始位置在0.1mm左右，然后紧固螺钉固定好量表。需注意紧固量表时要保持量表测杆能上下运动自如，不被卡住。 双手捏住右连接板和固定板两端均匀的压缩弹簧使两刀口距增大，这时将本品夹持在试件所需位置上，如嫌夹紧力不够，可调整簧帽。 测压缩变型时，本品在夹持试件后，将定位螺钉下旋离开下刀口底面1mm(做完试验后再复位，使下刀口底面成
34、水平位置)。测拉伸变形时则不需要将定位螺钉下旋，仍保持与下刀口底面(水平位置)接触。 为增强上刀口夹，需在标杆上调整夹紧架其位置应尽量靠近上刀口处，夹紧力也可以通过簧帽调整，做完试验后先卸下夹紧架。 试件在标距范围内的压缩量取两表数值的平均值进行计算。3、 试验步骤1)试件取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验，保持试件干湿状态不变。2)擦净试件，量出尺寸并检查外形，尺寸量测至1mm。试件不得有明显缺损，端面不平时须预先抹平。3)取3根试件作轴心抗压强度试验，求出其算术平均值Ra；取0.4Ra作为抗压弹性模量试验的加荷标准。4)取另3根作抗压弹性模量试件，在其两侧(成型时两侧面)划出中线，标出标距
35、L，L=150mm，或者不大于试件高度的1/2，同时不小于100mm及最大粒径的3倍。5)滴数滴502胶水于标距点处，并洒图2.5.2-2 框式千分表座示意图(一对)注:1试件；2量表；3上金属环；4下金属环；5接触杆；6刀口；7金属环固定螺丝；8千分表固定螺丝。微量水泥粉于其上，立即粘上千分表座或用柜式千分表座，几分钟内可凝固。6)将试件移于压力机球座上，几何对中，而后装妥千分表。7)开动压力机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡，以0.20.3MPa/s的速度连续而均匀地加荷到PA(即P=0.4RaA)，然后以同样速度卸荷至零，如此反复预压3次。在预压过程中，观察压力机及千分表运转
36、是否正常。试件两侧千分表变形之差，不得大于变形平均值15%，更不能正负异向。图2.5.2-2 框式千分表座示意图。8)预压三次后，用上述同样速度进行第四次加荷。先加荷到应力约为05MPa的初荷载P0，保持约30s，分别读取两侧千分表读数0，然后加荷至PA，保持约30s，分别读取两侧千分表读数A，分别计算两侧变形增量A-0，并算出其平均值，设为4；读取千分表。读数A后，即以同样速度卸荷至P0，保持约30s，分别读取两侧千分表读数0。同上步骤，进行第五次加荷，求出5；如图2.5.2-3所示。5与4之差应不大于0.00002L，否则，应重复上述步骤，直至两次相邻加荷变形值之差符合上述要求为止，以最后
37、一次变形值n为准。然后卸去千分表，以同样速度继续加荷直至试件破坏，记下循环后轴心抗压强度Ra。4、试验计算1)混凝土抗压弹性模量EC按下式计算:式中：EC混凝土抗压弹性模量(MPa)； PA终荷载(N)； P0初荷载(N)；图2.5.2-3弹性模量试验加载方法示意图 n第五次或最后一次加荷时，试件两侧在PA及P0作用下变形差平均值(mm)； L标距(mm)； A试件断面积(mm)。2)以3根试件试验结果的算术平均值为测定值，如果其中任一根试件的循环后轴心抗压强度Ra与轴心抗压强度平均值Ra之差超过Ra的20%时，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算；如有两根试件试验结果超出规定，则
38、试验结果无效。主桥混凝土箱梁实测弹性模量实测数据以表2.5.2-1形式记录： 2.5.2.3修改设计参数和结构计算需要修正的设计参数主要有：混凝土容重、弹性模量、预应力、混凝土收缩徐变系数、荷载等。对彭桥每一施工阶段进行详尽的分析和验算，并根据结构反应的实测值对结构的几何及物理参数进行识别，利用最小二乘法修正前期计算的参数取值，进行设计参数的优化识别。然后根据已识别出的参数重新进行前进和倒退分析计算，使桥梁结构的内力与线形尽可能逼近设计最优状态，从而更好地预报下一阶段的立模标高，指导施工。2.5.2.4结构受力状态测试对大桥施工过程中各阶段结构内力和变形以及其它的一些控制变量进行实时监测，形成
39、施工控制不可缺少的实测资料，作为施工控制调整的主要依据，同时也为监测施工、改进设计以确保结构在施工过程中的安全与适用提供重要的手段，然后对大桥结构状态的实测值与理论值进行比较，以确定结构现时所处的状态。表2.5.2-1 主桥箱梁实测弹性模量表编号取样位置养生期(天)弹性模量(MPa)弹性模量平均值(MPa)1234567891011122.5.2.5立模标高的调整根据理论值与实测值的比较结果，确定下一施工循环内的控制输入，如立模标高等，从而指导下一阶段施工的顺利开展。三、施工监控实施3.1 人员配备3.1.1 参加本项目的监控人员在对大桥主桥施工监测中利用已有的技术力量，同时依托东北林业大学的
40、师资力量，确保施工监控工作的顺利进行。吉沃希嘎大桥主桥施工监测项目参与人员情况见表3.1-1、3.1-2。项目总工测量组负责人传感器组负责人计算分析组负责人测量组成员传感器组成员现场分析组成员项目负责人桥梁顾问图 3.1-1 项目机构结构框图3.1.2 施工监控现场组织机构为了更好地实施施工监控项目，本项目部聘请了具有丰富施工监控经验的高级工程师和技术人员组建项目部，并成立桥梁专家顾问组，对本项目的重要事项进行指导。项目部实行项目经理负责制，内设测量组、传感器组、计算分析组，采用树形管理与矩阵管理结合，与桥梁相关设计、施工单位、监理密切配合，以保证整个工作科学有序的进行，如图3.1-1所示。表
41、3.1-1 技术顾问人员表姓名职称业务专长和主要经历王淼章高工桥梁施工余诗全教授 桥梁专家3.2 施工监控流程在实际施工中，由于设计参数误差、环境和材料特性等综合因素的干扰，桥梁结构实际状态和理想状态存在一定的误差。在施工监控过程中，我们根据最小二乘法理论来调整修正这些误差，使实际状态尽量接近理想状态。即在大桥主桥施工监控中，比较结构测量的受力状态与理论模型计算结构，依表3.1-2 专业技术人员和管理人员表 专业技术人员总数类别技术人员管理人员技 术人 员其 他人 员备 注小计高级中级初级人数1026221030现场数据采集 结构理论分析 结构状态分析 预告立模标高 浇筑施工 误差分析应力、温
42、度、尺寸、箱梁标高及弹性模量 对成桥状态进行分析 内力与线形是否满足设计要求 分析原因、调整标高、进行返工或修改设计 图3.2-1 施工监控流程图据两者的误差进行参数识别，使模型的输出结构与实际测量的结果相一致，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。总的来说就是一个预告施工量测计算参数识别分析修正预告的循环过程。具体流程，如图3.2-1所示。3.3 施工监测内容表施工监测的主要内容，见表3.3-1。表3.3-1 吉沃希嘎大桥施工监测内容表施工阶段施工内容监测工作内容1前期准备A、施工开始前，成立施工控制小组，配备人员与设备；。B、根据设计图纸，建立结构分析模型，进行结构前期计算；C. 建立施
43、工监测控制网。2各墩墩顶施工完毕A、 复合建立施工监测控制网。B、检查复测墩身垂直度；C、提交阶段性施工监控报告；为施工0#块作准备；D、计算确定墩身预抛高值，确定0号块立模标高。30号块施工A、挠度测点钢筋的预埋，应力、温度传感器预埋；B、采集墩上、下端部测点应力数据，观察混凝土表面，看是否有裂缝；C、测量各测点温度，评价温度对墩身及单线连续梁的影响；40号块全部施工完毕，各“T”构同时进入平行悬臂施工，1号节段开始施工A、从挂篮预压过程中获得压力-变形曲线；测定0号块测点标高，并与施工方进行标高数据的相互校核；B、根据实测标高，应力、温度数据，以及挂篮预压的压力-变形曲线，修正有限元结构分
44、析模型参数，重新进行结构分析计算，并给出1号节段立模标高值；C、预埋挠度测点钢筋；预埋1号块梁断面的应力传感器及温度传感器；D、测量各测点标高；采集各测点应力数据与温度数据；E、张拉1号节段预应力筋，并测张拉后的各测点标高，采集各测点应力数据；F、挂篮前移，并测前移后的各测点标高，采集各测点应力数据及1号块几何尺寸；G、根据1号节段施工时所测数据，进行参数识别，修改计算参数并进行结构分析计算，给出2号块立模标高值。518号节段施工A、给出立模标高值；B、混凝土浇筑完成后, 测量各测点标高，并与施工方进行标高数据的相互校核；采集各测点应力数据；C、测张拉后的各测点标高，采集各测点应力数据；D、挂
45、篮前移，并测前移后的各测点标高，采集各测点应力数据；观察前一节段混凝土表面，看是否有裂缝；E、根据本节段施工时所测数据，进行参数识别，修改计算参数并进行结构分析计算，给出下一节段立模标高值；F、把计算得的立模标高值与设计值比较。6依次进行边跨河主跨的合拢施工A、对之前施工与监控情况作总结、分析、评价；B、根据施工方案和设计文件，进行结构仿真分析计算，预测各跨合拢后的结构反应，评价施工方案，有必要时作出改进,合拢温度的选择；C、合拢段的临时固结，搭设施工吊挂，扎钢筋；预埋合拢段的应力传感器；浇筑混凝土；D、实测结构各测点应力与各测点标高，并与施工方进行标高数据的相互校核，所得数据与设计值比较，并对结构受力性能和变形作出评价；7二期恒载的施工A、实测各测点标高、各测点应力，并与施工方进行标高数据的相互校核，所得数据与设计值比较，评价结构受力性能与变形；
