桥梁监控方案参考

桥梁监控方案参考 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

目录

XXXX连续箱梁桥施工监控方案

一、工程概况

……。主箱梁预应力采用纵、横、竖三向预应力体系。主梁采用C50混凝士，按照悬臂现浇法施工。下部采用板式墩身，钻孔灌注桩基础。

本桥采用节段悬臂灌注法施工。先由0＃段对称向两侧悬臂施工，形成单“T”，先合拢边跨，再合拢中跨，完成梁部施工。主梁最大悬臂施工长度64m，分成18个悬臂段，边跨直线段长22.85m，再边墩旁搭设支架现浇施工。

桥梁设计设计时速100km/h；设计荷载取按公路——I 级的倍，温度作用、汽车制动力及冲击力按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）规定计算。

二、施工控制的目的、意义

对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，从开工到成桥要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换，结构内力和变形亦随之不断发生变化，并决定成桥后结构的受力及线形。由于各种因素的直接和间接影响，使得实际桥梁在施工过程中的每一状态几乎不可能与设计状态完全一致，施工控制就是在施工过程中根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬臂浇筑节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对

误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证施工沿着预定轨道（能达到成桥设计目标的施工路径）进行，从而保证主梁合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值（±15mm），成桥后主梁各控制点的标高与设计值最大相差控制在30mm以内，成桥后主梁各控制截面的内力与设计值最大相差控制在10%以内。

总之，桥梁施工控制的目的就是保证施工过程中主桥结构的安全、桥梁顺利合拢、桥梁成桥受力状态及合拢后桥面线形良好。三、施工监控方法和依据

本桥采用悬臂施工，属于典型的自架设施工方法。由于连续梁桥在施工过程中的已成结构（悬臂梁段）几何状态（平面、立面）是无法事后调整的，所以，施工控制主要采用事前预测和事中控制法，主要体现在施工控制结构仿真分析、施工监测（包括结构变形与应力监测）、施工误差分析与后续施工状态预测、梁段施工立模标高提供等几个方面。

(一)施工控制方法

大跨度连续梁桥，悬臂施工中每个节段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，主要包括混凝土弹性模量、材料的容重、徐变系数和预应力张拉力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量，必须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。在闭环反馈控制基础上，再加上一个系统辨识过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。当实际测量到的结构受力状态与模型计算结果不相符时，通过将误差输入到辨识算法中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，经过几个节段的反复辨识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可对施工状态进行更好的控制。具体步骤详见图1。

图1 施工控制框图

桥梁的施工控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。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线形平顺。为了达到上述目的，施工过程中必须对桥梁结构内力（如箱梁应力）和主梁标高进行双控。(二)施工监测方法

施工监测是在施工现场通过对桥梁结构的线形及位移（或变形）监测与应力监测，来得到桥梁结构实际变形和内力分布。通过监测，来保证在施工中桥梁结构的安全和受力合理。为此，对桥梁结构采用以下的监测方法。

（1）主梁结构线形及位移监测

在主梁每一节段的施工过程中，对箱梁顶面的挠度进行观测，并且在节段浇筑、预应力张拉及挂蓝前移的前后都需观测主梁挠度变化。

（2）主梁结构应力监测

通过在主梁结构中布设混凝土绝对应力计，对主梁悬臂根部、

L/4截面进行应力监测。

（3）主梁温度影响监测

温度是影响主梁挠度的主要因素之一。在主梁悬臂根部预埋温度传感器，来监测主梁的日照温度分布。在此基础上，研究温度对主梁挠度与内力的影响，从而进一步研究主梁开裂与温度变化的关系。

（4）有效预应力的监测

对于纵向预应力索，通过测定管道摩阻系数，得到预应力钢绞线摩阻损失，以此来确定实际有效预应力和伸长量。为了有效地解决箱梁腹板开裂，确保竖向预应力的有效性，选取长度不同的竖向预应力筋，用测力计测试其有效预应力大小。为研究主梁开裂提供有效预应力实测数据。

（5）结构几何及物理参数的检测

测试主梁断面各部分的几何尺寸及混凝土材料的容重、强度和弹性模量，为结构的分析与计算提供更加符合实际的结构几何及物理参数，以使结构的分析结果能更加切实地反映实际结构的受力性能。 (三)施工控制的技术依据

《XXX连续箱梁桥》设计文件；

《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)；

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004)；

《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 04l-2000)；

《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)。

四、施工控制的主要内容

(一)施工控制结构分析

1、分析软件介绍

本项目拟用MIDAS/Civil软件进行结构有限元分析。MIDAS/Civil 是一款功能强大的桥梁结构专用分析设计软件，软件中嵌入了我国最新桥梁规范，材料特性及车辆荷载可以通过数据库直接选取。在分析模块中能考虑材料的收缩、徐变及弹性模量等与时间有关的时变非线性效应，能考虑结构的变形非线性，能输入空间预应力实际形状并自动考虑其损失，而且能通过激活、钝化预先设定的结构组、荷载组、边界组方便实现桥梁施工全过程的仿真分析。

2、施工控制结构分析

通过施工控制分析，确定各施工理想状态的线形及位移，为施工提供目标与决策依据；对随后施工状态（线形及位移）作出预测，必要时实施控制，使施工沿着设计的轨道进行。施工过程结构分析采用倒退分析与前进分析两种方法。通过这两种分析方法的分析计算，可实现以下目的：

（1）对结构设计主要计算数据进行复核；

（2）复核结构初始状态的预拱度；

（3）确定各施工理想状态的内力与位移；

（4）通过比较确定出结构最大内力与位移的相应状态；

（5）给出有关施工的建议。

(二)施工控制误差分析

通过结构的倒装计算分析可以确定桥梁结构各施工阶段中间理想状态，但施工中结构的实际状态与这种理想状态与并不总是吻合，甚