【天端--工程在线】

标题: 杭州市钱江四桥 [打印本页]

作者: 星宇星河 时间: 2004-9-2 12:51
标题: 杭州市钱江四桥
<DIV class=Section1 style="LAYOUT-GRID: 15.6pt none">
<

align=center>上部结构施工监测

一、概述
杭州市钱江四桥主桥采用新颖的多跨组合式钢管混凝土拱桥，是一座公路和轻轨两用的大桥。跨度组成为2×85+190+5×85+190+2×<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="85" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">85m</st1:chmetcnv>,其中跨度为<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="190" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">190m</st1:chmetcnv>的桥跨是由中承式和下承式桥面组合而成的双层钢管混凝土拱桥，跨度为<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="85" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">85m</st1:chmetcnv>的桥跨是由上承式和下承式桥面组合而成的双层钢管混凝土拱桥，结构造型优美，构思独特，是国内首创的满足公路和轻轨交通要求的新的结构总体布置形式。
钱塘江涌潮举世闻名，钱江四桥的设计构思也堪称出类拔萃，因此，钱江四桥的施工方案也越发显得重要。根据结构的总体布置形式和受力特点，路桥集团第二公路工程局在上部结构施工方案中，综合考虑了现场环境条件，大胆采用最大吊重可达170吨的三跨连续的大跨度缆索吊，然后将拱肋适当分段，再通过临时连接件将两侧拱肋联成一体进行整体吊装，从而有效地提高了结构施工阶段的稳定性和抗风能力，这种施工方案不仅充分发挥了缆索吊和大型起重运输设备的优点，而且可以多处同时展开施工，是一种思路新颖、先进合理、并具有创新精神的施工方案，完全可以和钱江四桥的结构设计方案想蓖美。


正是由于该桥设计方案的新颖性和施工方案的创新性，使得结构施工过程中的控制和监测显得更加重要。为此，路桥集团第二公路工程局邀请西南交通大学作为专业技术承包人，与路桥集团第二公路工程局共同完成上部结构施工监测工作。



为确保大桥的施工安全和施工质量，直接配合现场施工，发挥指导施工和调整有关部门设计参数的作用，保证施工顺利进行，需要对大桥施工过程中的关键工序进行监测与监控。根据设计文件要求和施工特点，在缆索吊塔架安装与运营过程中、拱肋钢管吊装和架设过程、系杆和吊杆的施工过程等关键工序和结构关键部位的应力、变形、温度、拱圈混凝土弹性模量及变化、钢管混凝土收缩量变化以及系杆张拉、桥面施工时拱座的纵向变位进行监测、监控；对关键施工阶段的拱轴线、拱压力线变化、施工各阶段拱肋上下游高差和拱肋合拢时各钢管应力均匀程度进行监测、监控。同时为了对今后对该桥运营状态有比较全面的了解和控制，关键截面的内埋元件还可用于全桥竣工后的荷载试验和长期运营观测。



由于施工现场安装测试环境复杂，测试时间长，施工测试元件和仪器必须具有良好的长期稳定性，精度可靠，以获得可信的测试结果，根据我们近几年桥梁施工检测经验，测试仪器以选择国外公司或合资公司的测试仪器与设备为佳。



根据该桥的结构设计特点和施工方案，特制定与之配套的施工监测方案。



二、施工监测﹑监控工作内容



2.1 建立施工监控系统



拱桥的施工监控与设计和施工有密切联系，为了安全优质地按照设计要求建成桥梁，需要从监测﹑监控等方面建立起一个控制系统，形成“施工→测试→识别→修正→预测→施工”的循环体系。监控系统的总体内容包括：



<st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">2.1.1</st1:chsdate>静态监测系统（也称作物理参数的现场测试子系统）



本系统测量内容包括混凝土容重﹑强度、弹性模量等；钢管材料的弹性模量和温度系数等力学特性测试数据；结构的材料特性（如混凝土的收缩、徐变系数、温度系数等）测试数据；施工荷载、临时荷载及其他偶然荷载等资料的收集与分析。



<st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">2.1.2</st1:chsdate>动态监测子系统（也称作大桥施工过程的跟踪监测子系统）



本系统监测的内容主要包括环境监测（温度﹑风速、日照状况等）﹑线形监测（各个施工阶段的拱段标高、拱轴面外偏差、合拢时的拱轴线形﹑混凝土浇筑过程的拱轴线形变化、施工塔架垂直度﹑桥面线形等）﹑力学监测（拱的应力﹑应变；系杆内力；扣索、锚固索、索吊主缆、浪风索的索力等）。测量的具体内容和测量时间需要根据大桥施工的阶段性和现场状况制定具体的详细方案，并灵活掌握。



<st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">2.2.3</st1:chsdate>分析判断和决策子系统



根据现场测量与测试资料，对结构的状态进行分析；进行参数识别后，与设计资料对比，给出结构当前阶段应力﹑应变﹑强度稳定状态及结构线形分析报告；进行设计计算系统的再分析，根据实际参数实时调整设计理论线形，并对后续施工状态进行预测，提出施工控制建议，提交施工指挥系统进行决策。



 2.2 监测﹑监控的现场测试



在施工监控的计算分析中，要根据实际施工中的现场测试参数进行仿真分析，并根据实际施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合，以使施工监控能比较准确地控制结构的安全与质量。



需要进行现场测定的参数包括以下一些内容：



（1）、实际施工中材料物理力学性能参数测试与收集



①拱圈钢管及混凝土的容重﹑弹性模量﹑强度参数的测试与收集——虽然钢材的物理力学性能比较均匀，变异性小，但仍应在施工工地对所采用的钢材加工成管材后的这类参数进行采样测试，用实测参数的统计平均值进行施工控制计算。钢管混凝土作为一种复合材料，其容重﹑弹性模量及强度变异性比钢材要大得多，且后两项会随时间的变化而取不同的值，需要测试其随时间的变化曲线。



②拱肋分段吊装的扣索、浪风索、索吊主缆及塔架性能参数测试与收集——拱桥的吊装过程中需要较多扣索、缆风索，索吊施工中其主缆不仅要承受巨大的荷载，同时也对由钢构件和拉索组成的塔架结构施加巨大的压力，甚至对塔架中部施加弯矩；扣索塔架塔底固结，扣索力需要严格控制，受力复杂，因此，上述各类索的安全性和塔架的稳定性都是确保施工安全的必要前提，须根据实际的参数和试张拉的测试数据分析结构的实际状态，以保证结构受力合理均匀。



③温度测试——钢结构的受力和线形与结构实际温度及温度的分布有关，要保证施工的正常进行并保证结构施工与设计相符，需要对结构的温度进行测试，并根据测试结果对结构状态进行分析。



（2）、实际施工中的荷载参数测量与收集



 包括恒载与施工荷载两部分。结构的恒载受材料容重﹑实际截面面积（钢管直径误差及不圆度等影响）﹑设计未能精确计算部分（如焊接重量等）﹑混凝土灌注程度差等的影响，与设计会存在差异。为保证结构线形与设计比较符合，需要对这些值进行测量与收集。施工机具的重量及结构上的临时荷载等对结构合拢线形及结构安全都可能产生影响，因此监控人员需对这些资料进行收集并进行结构强度、稳定性和结构线形影响分析。



（3）、实际施工中的环境参数测量与收集



 对在实际施工过程中会对施工产生影响的环境参数如：温度﹑湿度﹑风速﹑日照辐射强度等进行收集与测试。



2.3 施工监测﹑监控具体项目



我们初步拟定主要针对8#～9#墩之间的<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="85" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">85m</st1:chmetcnv>拱跨、两个<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="190" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">190m</st1:chmetcnv>拱跨以及桥面的施工过程和索吊塔架的工作过程进行监控，其他拱跨施工过程的监控可以根据实际情况和施工单位的要求灵活掌握，监控内容如下：



（1）、钢管拱肋拼装阶段钢管温度变化测试与线形控制；



（2）、拱肋吊装阶段：



①施工塔架塔顶不平衡水平力和塔顶位移监测；



②缆索吊主索垂度监测与控制；



③钢管拱肋关键截面应力监测；



④缆风索﹑各扣索索力监测与控制；



⑤拱肋施工过程中的线形和位移监测；



⑥钢管应力不均匀程度监测；



⑦上下游拱肋高差监测。



（2）、合拢前关键截面钢管温度变化﹑线形测量和合拢端位移监测；



（3）、合拢时钢管拱肋关键截面应力变化和拱轴线﹑拱压力线变化；钢管应力不均匀程度和上﹑下游拱肋高差监测；



（4）、扣索和尾索放张各阶段：



①钢管关键截面拱肋应力变化，拱轴线﹑拱压力线变化监测；



②施工塔架塔顶不平衡水平力和变位监测；



③拱肋风撑钢管应力及分布测试；



④钢管应力不均匀程度监测；



⑤拱脚水平变形量监测与控制。



（5）、吊杆及横梁和系杆安装阶段



① 钢管关键截面拱肋应力变化，拱轴线﹑拱压力线变化监测；



②钢管应力不均匀程度监测；



③拱肋风撑钢管应力及分布测试；



④钢管内混凝土温度监测；



⑤系杆初张力的控制与监测；



⑥拱脚水平变形量监测与控制。



（6）、灌注钢管混凝土各阶段：



①钢管关键截面拱肋应力变化，拱轴线﹑拱压力线变化；



②钢管应力不均匀程度监测；



③拱肋风撑钢管应力及分布测试；



④钢管内混凝土温度监测；



⑤系杆张力的控制与监测；



⑥拱脚水平变形量监测与控制。



（7）、系杆张拉﹑桥面的安装阶段：



① 钢管关键截面拱肋应力变化，拱轴线﹑拱压力线变化；



②拱肋风撑钢管应力及分布测试；



③拱座纵向水平变位测量；



④系杆张拉力及系杆伸长量监测；



⑤钢管内混凝土温度监测。



（8）系杆与钢管混凝土拱肋的温差变化监测；



（9）钢管混凝土弹性模量﹑混凝土收缩徐变及随时间变化曲线测试；



（10） 配合设计﹑施工和监理单位进行线形控制，根据实测数据，提出分析结果和建议。



三、施工监测监控方法



根据以上的监控项目，将分别采用以下监控手段和方法进行本桥的施工监测与监控工作。



3.1、拱轴线受力及拱轴线与压力线的偏移监测



对于<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="190" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">190m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，在钢管混凝土拱肋上共布置10个关键截面测点，用来监测拱轴线受力与拱轴线与压力线的偏移。测点位置初拟分别距拱座<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="5" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">5m</st1:chmetcnv>、<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="13" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">13m</st1:chmetcnv>﹑<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="37" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">37m</st1:chmetcnv>﹑<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="62" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">62m</st1:chmetcnv>和<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="90" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">90m</st1:chmetcnv>，对称布置，每个截面布置8个带温度测试元件的钢弦式应变计，要求测试精度±1με﹑温度±<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="℃" SourceValue=".2" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">0.2℃</st1:chmetcnv>。10个钢管拱肋截面共计80个测点，两跨共160个测点。根据各施工阶段的实测内力，可推出拱轴线与拱压力线的变化，达到监控拱肋安全的目的。测点布置示意图如图附4.2所示。



对跨度<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="85" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">85m</st1:chmetcnv>的拱桥，选择施工的第一跨，在钢管混凝土拱肋上共布置8个关键截面测点，用来监测拱轴线受力与拱轴线与压力线的偏移。测点位置初拟分别距拱座<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="2" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">2m</st1:chmetcnv>、<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">6m</st1:chmetcnv>﹑<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="20" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">20m</st1:chmetcnv>和<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="m" SourceValue="40" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">40m</st1:chmetcnv>，对称布置，每个截面布置4个带温度测试元件的钢弦式应变计，要求测试精度±1με﹑温度±<st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="℃" SourceValue=".2" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">0.2℃</st1:chmetcnv>。8个钢管拱肋截面共计64个测点，根据实测内力，可推出拱轴线与拱压力线的变化，达到监控拱肋安全的目的。测点布置示意图如图附4.3所示。



<v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>


这些测点如能在施工中完好保存，施工完成后还可以作为静载试验和运营后的长期观测元件。



3.2、管应力均匀程度及温度监测



利用上述的带温度测试元件的钢弦式表面应变计,监测拱肋钢管应力均匀程度和温度变化过程。



3.3、拱肋风撑应力测试



</DIV>

[此贴子已经被作者于2004-9-2 12:57:09编辑过]

作者: 星宇星河 时间: 2004-9-2 12:55
<

3.6pt 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 24pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-para-margin-top: .3gd">初拟在<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="190" UnitName="m" w:st="on">190m</st1:chmetcnv>跨主拱肋的五条风撑结构的上下弦杆跨中5个截面上的钢管表面分别布置4个带温度测试元件的钢弦式表面应变计，共计20个测点，要求测试精度±1με﹑温度±<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue=".2" UnitName="℃" w:st="on">0.2℃</st1:chmetcnv>。通过这些测点监测拱肋风撑的钢管应力程度和温度，以保证结构的横向稳定性。3.4、塔架底部立柱截面应力测试在每个缆索吊的施工塔架靠底部的立柱截面布置8个防水型应变片，8个塔柱一共有64个测点，用于监测塔架所受的竖向力﹑塔顶不平衡水平力，监控施工塔架安全。对于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="190" UnitName="m" w:st="on">190m</st1:chmetcnv>跨桥的扣索塔，在每个扣索塔架的靠底部的立柱截面布置8个防水型应变片，4座扣索塔8个塔柱共需布置64个测点，由于柱底固结，因此可以测试塔架的塔顶竖向力、塔顶不平衡力和塔顶的位移，用于检测结构在施工阶段的应力状态，以保证结构施工的安全。3.5、拱肋吊装施工时钢管骨架端部位移测试在吊装好的拱肋骨架端部共布置四个竖向变位测点，采用标高与方位的测量方法监测主拱在吊装扣挂后吊装下一梁段施工时端部的变形情况，每段吊装骨架端部布置2测量点。对于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="190" UnitName="m" w:st="on">190m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，分7段吊装，每跨需要设置14个测量点；对<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="85" UnitName="m" w:st="on">85m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，每跨需要设置6个测量点。测量的方法是采用全站仪进行三角高程测量。3.6、上﹑下游拱肋高差监测对<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="190" UnitName="m" w:st="on">190m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，在主拱顶和1/4跨度处各安放2个沉降仪监测上﹑下游拱肋高差，每跨共使用两对沉降仪。3.7、足尺钢管混凝土试件测弹模及混凝土收缩 采用足尺钢管混凝土试件两个，在试件中埋设钢弦式应变计3个，表面安装钢弦式表面应变计4个，用于测试钢管混凝土弹性模量，以保证应力与应变之间的换算准确性，同时也用于钢管混凝土收缩应变的测定。共计6个钢弦式应变计，8个钢弦式表面应变计。在灌注混凝土后7天﹑28天﹑3个月﹑6个月﹑9个月时测试钢管混凝土弹性模量。钢管中混凝土收缩连续监测。<P 2.4pt 0cm 0pt 36pt; TEXT-INDENT: -36pt; LINE-HEIGHT: 150%; tab-stops: list 36.0pt; mso-list: l0 level2 lfo1; mso-para-margin-top: .2gd; mso-para-margin-right: 0cm; mso-para-margin-bottom: .0001pt; mso-para-margin-left: 36.0pt">3.8、系杆拉力测试 根据系杆的具体结构形式可采用预埋传感器的测试方法，测试系杆在各阶段张拉过程中和张拉后的施工过程中的张力，以保证设计要求的实现。对于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="190" UnitName="m" w:st="on">190m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，每跨采用8个锚固张力传感器监测系杆预应力筋的张拉力变化情况，同时在张拉端用千斤顶和伸长量双控张拉力。对于<st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="85" UnitName="m" w:st="on">85m</st1:chmetcnv>跨度拱桥，每跨采用4锚固张力传感器监测系杆预应力筋的张拉力变化情况，同时在张拉端用千斤顶和伸长量双控张拉力。3.9、张力体系索索力的监测 缆索吊系统的缆风索对保证塔架稳定起着至关重要的作用，在施工过程中需要通过测试保证缆风索的索力在设计的正常范围；拱肋吊装过程中扣索索力的大小和分配﹑对拱肋的安全和拱肋线形有较大的影响，因此这些张拉体系索的索力需要进行监控。监控的方法是采用测索振动频率的方法，通过换算计算索的张力大小。全桥结构将采用两台索力测试仪，测试各施工阶段的结构索力。10﹑索塔顶变形量的监测为保证施工的安全，需要对缆索吊的索塔和扣索索塔的塔顶变形量进行观测。测量的方法是采用两台全站仪对吊装过程中的缆索吊索塔和扣索过程中和扣索后的扣索索塔进行测量观测；对吊装过程中的缆索吊主索（承重索）的垂度进行测量，以控制主索的张力。11、施工控制分析软件施工控制软件采用西南交通大学已在多座桥的监控中应用的桥梁结构综合分析软件（包括施工控制计算）；对局部结构的应力分析采用有限元ALGOR程序进行仿真与实测结果分析

作者: scyt 时间: 2004-10-23 11:15
好东东,谢谢了!!!!!!!!!!!

作者: yangchang 时间: 2004-10-23 19:00
我太喜欢了!![em05]

作者: linsheng 时间: 2004-10-26 10:03
不错不错，，，，谢了

作者: jwj0437 时间: 2004-10-27 16:18
<

>嗯，这个写的不错啊

作者: nmsn 时间: 2005-2-5 10:24
斑竹姐姐是在哪里做公路的啊？？？

作者: caijun09 时间: 2005-3-25 16:11
楼上兄弟自我表白好有个性,我喜欢,但型号不对.[em05]

作者: 漫步的鱼 时间: 2005-4-3 21:54
[em01]楼主可知道四川铁科建设监理公司!

作者: 星宇星河 时间: 2005-4-19 13:25
<DIV class=quote>以下是引用漫步的鱼在2005-4-3 21:54:26的发言：
[em01]楼主可知道四川铁科建设监理公司!</DIV>

不知道。

作者: tangchao007 时间: 2005-6-30 12:30
顶一下！

作者: yhf.y 时间: 2007-3-22 13:54
嗯，这个写的不错啊

欢迎光临【天端--工程在线】 (http://www.td001.com/bbs. /)