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城市高架桥墩稳定性监测与塌方预警系统构建随着城市化进程的快速推进和交通运输需求的不断增长，城市高架桥的建设已经成为城市交通发展的重要组成部分。
然而，由于自然因素和工程结构等原因，城市高架桥墩的稳定性隐患不可忽视。
为了及时发现和预警高架桥墩塌方风险，保障交通安全和城市建设的可持续发展，建立城市高架桥墩稳定性监测与塌方预警系统势在必行。
I. 城市高架桥墩安全性评估城市高架桥墩的安全性评估是构建稳定性监测与塌方预警系统的基础。
一般来说，城市高架桥的墩身承受着巨大的荷载和外力，因此，对高架桥墩的结构进行全面的安全性评估尤为重要。
评估过程主要包括以下几个方面：1. 结构检测与评估：通过使用无损检测技术，如超声波探伤、声发射检测等，对高架桥墩的结构进行检测和评估，以确定是否存在裂缝、腐蚀、锈蚀等问题。
2. 荷载测量与分析：通过安装合适的传感器和测量设备，对高架桥墩上的荷载进行测量和分析，以评估墩身的承载能力是否满足要求。
3. 应力分析与模拟：利用数值分析方法，对高架桥墩的应力分布和变形情况进行分析和模拟，以确定是否存在应力集中、变形过大等问题。
II. 高架桥墩稳定性监测系统构建在城市高架桥墩安全性评估的基础上，可以开始构建稳定性监测系统，以实时监测高架桥墩的稳定性，并预警可能的塌方风险。
主要的构建步骤如下：1. 传感器布置：根据高架桥墩结构的特点和安全性评估结果，合理布置倾斜传感器、位移传感器和应变传感器等，以监测墩身的倾斜、位移和应变情况。
2. 数据采集与传输：通过专用的数据采集设备，对传感器采集到的数据进行实时监测，并通过无线传输技术将数据传输至中心控制系统。
3. 中心控制系统：建立一个集数据分析、处理和报警功能于一体的中心控制系统，通过监测数据的分析和处理，判断墩身的稳定性，并根据预设的安全阀值进行警报。
4. 远程监控与维护：将中心控制系统与监测站点建立远程连接，实现对系统的远程监控和维护，保证监测系统的正常运行。
苏通大桥辅桥连续刚构施工监控目录1 概况 (1)2 施工监控依据 (2)3 施工监控的组织体系 (2)3.1 施工监控的组织机构 (2)3.2 监控各方之间的工作关系 (6)4 施工监控重点考虑的因素 (6)5 施工控制的总体思路 (7)5.1 控制思路 (7)5.2 施工控制误差范围 (8)5.3 主要监控内容 (9)6 施工线形控制方法 (11)6.1 施工线形控制的总体流程 (11)6.2 线形计算分析阶段线形控制方法 (12)6.3 施工阶段线形控制方法 (13)7 主梁线形修正的过程 (16)7.1 计算模型的更新和线形修正的计算 (16)7.2 线形调整 (16)7.3 施工阶段线形控制过程 (17)7.4 线形控制数据分析过程 (18)8 施工监测结果及分析 (20)8.1 监测项目 (20)8.2 应力监测 (20)8.4 线形监测 (27)9 施工控制计算 (30)9.1 计算参数 (30)9.2 计算模型及假定 (32)9.3 施工阶段计算工况划分 (32)9.4 计算工况模拟说明 (36)9.5 计算结果及分析 (37)9.6 温度效应分析 (50)9.7 中跨合龙控制 (52)10 结论 (54)11 附件 (55)1 概况苏通长江公路大桥D1标（辅桥）为140+268+140=548m的预应力混凝土连续刚构桥。
分上下行两幅桥布置，两幅桥仅在0＃节段位置用横隔板相连，其余均未连接，桥面设置1.5％的单一纵坡，各单幅桥桥面均设置由内向外的2％横坡，但箱梁底面横向保持水平。
主墩为普通钢筋混凝土双薄壁矩形空心构件。
桥面总宽34m，为双向6车道。
全桥设计车速100km/h，荷载等级为：汽车－超20，挂车－120。
箱梁为单箱单室截面，顶板宽16.4m，底板宽7.5m，根部梁高15.0m，跨中及边跨直线段梁高为4.5m，其余梁高均按抛物线Y=0.00452 X1.6变化。
顶板最小厚度为0.32m，腹板厚度为0.45～0.5～0.6～0.7m不等，底板厚度为：根部1.7m，跨中及边跨直线段0.32m，其余底板厚度变化规律同梁高。
桥梁施工期桩顶轴力实测分析梁纯皓;陈志坚【摘要】Force at the top of pile affects safety and stability of pile foundation of bridge. In this article,pile foundation of Sutong Bridge was studied. Based on measured data during construction,axial force at the top of pile foundation was analyzed. The results show that construction affects axial force at the top. Due to pile group effect, stress in pile foundation during construction is not uniform. The analysis may be used for pile foundation design at construction stage.%对于桥梁桩基础,桩顶的受力情况会影响桩身的受力,关系到桩基础的安全性和稳定性.本文以苏通大桥桩基础为例,基于施工期的实测数据,对桥梁桩基础桩顶轴力进行分析.分析结果表明,施工过程对桩顶轴力影响非常大,由于受到群桩效应的影响,桥梁桩基础在施工期受力并不均匀.分析结果可为今后桥梁施工期的桩基础设计提供参考.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】桩顶轴力;实测数据;小波理论;群桩效应【作者】梁纯皓;陈志坚【作者单位】河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 211100【正文语种】中文【中图分类】U443.15+4随着社会的发展，基础设施建设需求越来越多，工程规模也越来越大，与之伴随的工程问题也愈来愈多。
施工期风险评估及对策1.概述苏通大桥是目前世界上拟建的最大跨度的双塔双索面斜拉桥，也是国内外具有重大影响的工程，大桥建设将代表着我国21世纪的建桥水平，其主桥基础工程量大、技术含量高、施工工期紧，要求施工的人员数量及机械设备种类多、材料用量大、施工质量高，因此，为了将其建设成国内领先、世界一流水平的工程，必须对其在施工期间的风险进行预测及评估，并据此提出相应的对策及措施。
2.工程主要特点及难点2.1施工区域水深达20m，最大潮流流速达3.0m/s。
2.2江面开阔，宽度达6～10km，风吹程大，江面极易形成波浪。
2.3 由于河床底部为粉细沙，启动流速较小，基础施工期间，在河床未防护的情况下，河床最大冲刷深度可达27.3m。
2.4 桥址位于长江航运最繁忙的下游江口河段，水上施工安全保证难度大。
2.5工程规模大、质量要求高、工期紧、施工组织难度大。
1）水上现浇混凝土量达20多万m3，钢结构加工量达2万吨。
2）直径2.5m的钻孔桩数量达205根，最大桩长近120.0m，需穿过深厚粉细砂层，设计要求桩身垂直度允许最大偏差＜1/200，成孔难度大。
3）钢筋笼最大长度近120.0m，最大重量达80多吨，设计要求各根桩身钢筋笼接长次数不应超过3次。
4）钻孔灌注桩桩身混凝土设计标号为40号，单根桩混凝土浇筑量达600m3。
5）本工程钻孔灌注桩均为摩擦桩，为保证桩基设计承载力，设计要求从钻孔到护筒底口以下到混凝土浇筑顶面越过护筒底端的时间不应超过72小时，工序时间要求紧。
6）桥址所处河段为渔产较为丰富水域，施工期环保要求高。
7）索塔基础钢护筒参与结构受力，对钢结构制作质量要求高。
8）索塔基础钢护筒直径达2.8m，最大长度达72m，壁厚为20㎜，单根重量最大达90吨，钢护筒需穿过深厚粉细砂，入土深度达40m，下沉难度大。
9）根据工期安排，四个基础墩基本同时开工，要求投入的水上施工设备多，施工占用水域大，施工对外协调难度大。
目录一、编制依据 (1)二、主墩承台概况 (1)三、施工方案 (2)（一）施工测量 (2)（二）施工工艺 (2)1、工艺流程 (2)2、施工工艺 (3)四、人员、机械设备组织及进度计划 (18)(一)人员组织 (18)（二）机械设备组织 (19)（三）施工进度计划 (20)五、质量、安全、环保措施 (20)（一）质量保证措施 (20)1、质量控制标准 (20)2、质量控制措施 (21)（二）安全保证措施 (21)1、安全管理目标 (21)2、安全保证措施 (21)（三）环境保护措施 (23)1、施工期水环境保护 (23)2、施工期噪音防护 (24)3、施工期环境空气防护 (24)六、附件 (24)一、编制依据（一）《苏通长江大桥D1合同段招标文件项目专用本》（二）《苏通长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计第三册辅桥》（三）《苏通长江公路大桥D1标基础接地施工图设计》（四）《苏通大桥工程专项质量检验评定标准》（五）设计变更通知单《关于D1标主墩吊箱围堰施工设计图意见的通知》（六）苏通大桥D1合同段招标文件补遗（第1号）（第2号）（七）国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定标准及验收办法（八）我国的法律、法规及当地政府有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地使用与管理、环境保护等方面的具体规定等。
二、主墩承台概况78#、79#墩为连续刚构主墩基础，主墩基础承台的平面尺寸为33.2x49.6m,承台四角设7.3x12.6m的倒角，承台顶、底标高分别为+3.0m，-4.0m。
承台四周设防撞砼结构，四周防撞砼与承台砼一起浇筑，承台设计为35号混凝土，单个承台砼方量为11068m3，承台砼分两次浇筑，第一次浇筑高度为3m，砼方量为5060m3，第二次浇筑高度为4m，砼方量为6008m3。
承台底部采用六层直径40mm的Ⅲ级钢筋，间距为30cm，层与层的间距为17cm；顶部采用2层直径25mm的Ⅲ级钢筋，间距为15cm，两层间距为15cm；侧壁采用直径20mm的Ⅲ级钢筋，竖向间距20cm，水平间距15cm；承台中间设置四层直径20mm的Ⅲ级水平钢筋，水平钢筋的纵横向间距均为60cm，各层间距为120cm。
苏通大桥地基基础安全监测项目管理李小曼;耿方方【摘要】根据苏通大桥地基基础安全监测的具体情况,选用合适的项目管理模式——EPC总承包商项目管理模式.重点介绍了苏通大桥地基基础安全监测EPC项目管理的具体内容:监控系统设计、设备采购管理、传感器安装埋设、监测资料管理、项目移交管理.工程实践证明,EPC项目管理模式在大型工程安全监测中有效可行,可为其它工程建设提供参考.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2011(008)003【总页数】3页(P51-53)【关键词】项目管理；安全监测；苏通大桥；EPC总承包【作者】李小曼;耿方方【作者单位】江苏省交通规划设计院有限公司,江苏南京,210004;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京,210096【正文语种】中文【中图分类】U445.1苏通大桥是国家“十一五”重点建设项目，是我国首个跨径超越千米的斜拉桥，是目前世界上同类桥梁中基础规模最为庞大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
为确保如此复杂的大型工程顺利施工运行，其地基基础安全监测极为重要，相应的项目管理将面临严峻的挑战。
1 工程项目管理工程项目管理［1-2］是指为限期实现一次性特定目标，对项目进行全过程、全方位的规划、组织、计划、控制与协调的系统管理方法，并以最佳的经济效益，实现工程项目的特定目标和任务，具有投资大、时间长、范围广、风险高的特点。
1.1 项目管理模式项目管理模式是指组织项目建设的基本模式。
即将管理的对象作为一个系统，通过一定的组织和管理方式使系统能够正常运行，并确保其目标得以实现［3-4］。
目前，在工程项目中广泛采用的项目管理模式有［6］：传统的设计—招标—建造（DBB）模式、施工管理（CM）模式、设计—建造（DB）模式、项目管理（PMC）模式、交钥匙（EPC）工程模式、设计管理（DM）模式和Partnering模式等。
研究表明，一个项目靠先进的技术方法或技术设备只能使工程利润提高3%~5%，而依靠良好的管理方式却能使工程利润增加10%~20%［4］。
苏通大桥施工测量方案1. 总体情况规模空前、环境复杂、重大技术难点多、要求标准高、施工标段和施工单位多，是一个复杂的大系统工程，必须作到万无一失。
为了达到预期目标，要充分利用高新技术，因地制宜进行创新。
该桥规模宏大，施工构筑物，特别是极为关键的主塔及基础离岸上测量控制点很远（达3km多），加之桥位区域气象复杂，常年多雾多风，水深流急，还有潮涌，地质稳定性差，诸多不利因素给施工测量带来困难。
为了保证施工高质量顺利进行，应采取周密措施，动员多种手段进行工程测量。
基本方案是：GPS卫星定位+全站仪+水准测量。
这三种手段应充分发挥各自的优势，互为补充克服存在的劣势，互相检验，形成有机的整体系统，保证工程各环节万无一失。
GPS无需通视，不受距离限制，布点灵活，全天候作业，全自动快速高效，平面定位精度高；其RTK技术更为方便，可以实现准动态甚至动态测量。
这些特点非常适于该大桥的实际情况，对保障施工是理想手段。
但是GPS技术也有其局限性，要求观测区域天空开阔少阻挡，电磁干扰少，对施工机具和塔架林立的工地来说，受到一定限制；特别是高程测量精度较低，对高程精度要求高的施工环节往往显得美中不足。
但是我们只要采取适当措施，就可充分发挥其优势。
例如在适当位臵布臵GPS控制点，再用常规方法进行施工测量；可灵活采用精度适宜的作业方式；用已知控制点通过曲面拟合求定高程异常，可以提高高程精度。
全站仪精度稳定可靠，受电磁环境制约较少，但是受天气和通视影响大，观测距离也不能太大。
可以说全站仪与GPS优势互补。
用全站仪作业解决GPS无法观测的某些环节，也可用以检验GPS的定位结果，用外部检验保证可靠性。
当然全站仪用于电磁波三角高程，特别是近地面（尤其是近水面）大气折射影响严重，应进行严格的气象改正和对向观测或对称观测措施。
水准测量对高精度高程观测是必不可少的手段，对近距离施工测量也很方便。
但受距离、高差等制约有时显得很不方便。
2. 控制网复测首级控制网是保证全桥整体性的关键基础，鉴于该桥控制网规模超大，加之桥位区域稳定性差，必须对首级控制网进行超常规复测。
苏通大桥施工期间主墩附近
河床冲刷情况及施工平台稳定性监测方案
西南交通大学土木工程学院测量工程系
2003年03月
苏通大桥施工期间主墩附近
河床冲刷情况及施工平台稳定性监测方案
（讨论稿）
1．河床冲刷情况监测
1.1监测点的布设
在苏通大桥主桥的两个主墩附近各布设一个边长为160m的正方形河床冲刷情况监测区域，该监测区域的中心与主墩的中心重合。
在主墩桩基础施工期间，按边长为20m的正方形格网布设河床冲刷情况监测点，每个格网的格网点既为河床冲刷情况监测点的平面位置，这样每个主墩附近的河床冲刷情况监测点各为9×9=81个。
河床冲刷情况监测点的布设情况见下图1。
图1：河床冲刷情况监测点布设情况示意图
1.2监测的方法
所谓的河床冲刷情况监测，就是在不同的监测周期，监测上述监测点处河床的高程变化情况。
为实现此项监测，首先需采用GPS RTK技术，在水面上放样出欲监测的河床点的平面位置即监测点的平面位置，然后在该位置上用SDW-130型浅水测深仪测量该处的河床高程，则不同周期监测的该处河床的高程变化量，即为这一期间江水水流对主墩附近河床的冲刷情况。
此外，由于此项监测采用的是等间隔布点，因此每一周期全部81个监测点的河床
高程得到以后，就可以绘出这一周期观测时160平方米范围内的河床地形图，这样不同周期同一面积内河床地形图的比较，就可以总体了解任一施工阶段主墩附近河床地形的冲刷趋势，以便采取有效的措施加固施工平台和钻孔桩的护筒
为了确保监测的精度，以便真实地反映河床冲刷的情况，并为施工决策提供依据，在监测过程中要做到以下两点：（1）监测点平面位置的误差不大于±10cm，为了达到这一精度，GPS RTK测量的基准站（点）应放在河流两岸的稳定处（可与该桥施工测量控制的平面控制网点共用）；（2）河床高程测量的水准点也应设置在两岸的桥轴线附近，采用跨河水准测量的方式，将水准点的高程联测到主墩的施工平台上，并在施工平台上设置临时水准点，在利用测深仪测量水深的同时，利用施工平台上的临时水准点，测量这一时刻水面的高程，以确保河床高程测量的误差不大于±10cm。
1.3监测的周期
河床冲刷情况监测的周期，在正常水位、潮位和流速的季节，应每个月观测一次；在在水位、潮位和流速变化较大的季节，应每半个月观测一次，以不遗漏河床冲刷变化较大的时刻。
2．施工平台稳定性监测
2.1施工平台稳定性监测的内容
施工平台稳定性监测的内容包括施工平台顶面的水平位移监测和垂直位移监测，并根据施工平台的高度，推算施工平台的倾斜情况。
2.2监测点的布设
根据主墩施工平台的设计形状和大小尺寸，为了全面有效地监测主墩大孔径桩基础和主墩承台施工期间，主墩施工平台的水平位移和垂直位移以及根据所监测的不均匀沉降量，推算施工平台的纵横向倾斜情况，拟在每个施工平台的顶面均匀地布设14个水平位移和垂直位移监测点（水平位移和垂直位移监测点共点）。
施工平台稳定性监测监测点布设的数目和
布设位置，祥见下面图二。
图2：施工平台稳定性监测监测点布设情况示意图
2.3水平位移监测的方法
施工平台水平位移监测的方法，可采用GPS静态测量的方法进行；所采用的GPS接收机的标称精度，不低于±（5mm+1ppm），以保证施工平台水平位移监测的精度，能反映±10mm以上的水平位移量；施工平台水平位移监测的基准点，应布设在河流两岸的稳定处（可与河床冲刷情况监测的平面控制网点共用），以确保水平位移监测基准的唯一性；这样，不同周期对同一个监测点所观测的坐标变化量，即反映了该监测点所处的施工平台，在这一时间间隔的水平位移情况。
2.4垂直位移监测的方法
施工平台垂直位移监测的方法，可采用跨河水准测量与常规水准测量相结合的方法进行，其中从苏州岸上基准点到71#主墩施工平台（约1.7km）和71#主墩平台到70#主墩平台（约1.1km）的水准联测，采用的是跨河水准测量的方法进行，而同一个主墩施工平台内监测点间的水准联测，采用的是常规水准测量的方法进行，常规水准测量和跨河水准测量的精度等级设计为三等；所采用的水准仪的标称精度，不低于DS1级，以保证施工平台垂直位移监测的精度，能反映±10mm以上的垂直位移量；施工平台垂直位移监测的基准点，应布设在河流两岸的稳定处（可与河床冲刷情况监测的水准点共用），以确保垂直位移监测基准的唯一性；这样，不同周期对同一个监测点所观测的高程变化量，即反映了该监测点所处的施工平台，在这一时间间隔的垂直位移情况。
2.5监测的周期
水平位移和垂直位移监测的周期，在正常水位、潮位和流速的季节，应每个月观测一次；在在水位、潮位和流速变化较大的季节，应每半个月观测一次，以不遗漏施工平台变化较大的时刻，为施工决策提供平台变形的数据，以便及时采取加固措施，从而确保施工平台的安全。
3．GPS静态测量、常规和跨河水准测量的仪器及观测主要技术要求
3.1GPS静态测量
按照“全球定位系统（GPS）测量规程”的规定，施工平台水平位移监测对GPS仪器的要求为：采用双频大地测量型GPS接收机、标称精度不低于±（5mm+1ppm）、同步观测的接收机台数不少于3台和观测值为载波相位观测值。
根据上述要求，本次监测将采用3台美国 Trimble 公司的400 SSE 型双频接收机，标称精度为±（5mm+1ppm），安置天线采用三脚架和对中精度小于0.5mm的光学对中器。
GPS 测量采用GPS静态相对定位的作业模式进行，其主要技术要求如下：
卫星高度角：≥15°
有效卫星总数：≥ 5颗
时段中任一卫星有效观测时间：≥30min 观测时段长度：≥45min 观测时段数：≥1 数据采样间隔：15秒 PDOP 或GDOP ：≤6 3.2常规水准测量
施工平台的垂直位移监测，水准仪选用瑞士wild 公司的N3精密水准仪一台，仪器的标称精度等级为DS1级；水准尺采用原厂配套的因瓦水准尺两对，尺垫也采用重量为5kg 的标准尺垫。
水准测量的主要技术要求为：
视线长度：≤100m 前后视距差：≤2m 前后视距累积差：≤5m 视线高度规定为：三丝能读数 基辅分划读数之差：≤2mm 基辅分划所测高差之差：≤3mm 检测间歇点高差之差：≤3mm 测段往返测高差之差：≤mm L 20
每公里往返测高差中数的偶然中误差：≤3.0mm 3.3跨河水准测量
施工平台的垂直位移监测，首先应将岸上水准点的高程，采用三等跨河水准测量的方法，联测到施工平台上。
由于跨河水准测量跨越河面的宽度在1.5公里以上，故拟采用经纬仪倾角法进行跨河水准测量，所采用的经纬仪选用瑞士wild 公司的T3精密经纬仪两台或全站仪两台，仪器的测角标称精度等级为DJ1级；跨河水准测量所采用的觇牌，应根据河宽专门定做。
跨河水准测量的主要技术要求为：
跨河水准测量的方法：经纬仪倾角法 视线高度：≥3m
跨河水准测量的场地布设：平行四边形 观测方式：两台经纬仪在两岸同时观测
观测时间：晴天，应在日出后一小时开始观测至上午11时结束，下午15时开始观测至
日落前一小时结束；阴天全天均可观测。
测回数：≥3测回（双测回）
标志线与水平视线的夹角：各组所测的互差，应不大于4″ 各测回的高差互差：≤mm S N M ⨯⨯⨯∆4
4．河床冲刷及施工平台稳定性监测所需的仪器设备
1）具有RTK功能的GPS接收机四台套（标称精度：不低于±（5mm+1ppm））
2）SDW-130型浅水测深仪两套；
3）全站仪两套（标称精度：测距精度不低于±（2mm+2ppm），测角精度不低于±2秒）4）光学精密水准仪两套（标称精度不低于DS1级）；
5）便携式计算机和打印机各一台；
6）跨河水准砧牌四块。
西南交通大学土木工程学院测量工程系
2003年03月。
