系杆拱桥的施工监控完整资料课件

系杆拱桥的施工监控系杆拱桥的施工监控1

IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容结语目录IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容2事故1

1999年1月重庆綦江县彩虹桥，整座大桥突然垮塌，40人遇难。垮塌之前的彩虹桥垮塌之后的彩虹桥事故原因：吊杆索锚问题事故11999年1月重庆綦江县彩虹桥3事故原因：吊杆锚固失效1、采用人工对吊杆作用——激励力(如力锤)使其产生自由振动；每个梁段完成后，施工测量人员对所有轴线测点坐标进行测量，并做好记录。2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。事故原因：吊杆锚固失效在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）事故原因：吊杆、系杆断裂事故原因：吊杆锚固失效3、预应力张拉完成后进行第三次读数；2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。由于线形对温度、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。2012年12月10日下午6点15分，攀枝花市金沙江倮果大桥一根吊杆突然脱落，导致桥面出现“V”字形塌陷。拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.主梁两端和跨中的3个断面布置24个测点进行主梁温度的监测（如图b）事故22001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。事故原因：吊杆锚固失效事故原因：吊杆锚固失效事故22001年11月4事故32011年4月12日，新疆孔雀河大桥发生垮塌事故，桥面长约10m、宽约12m桥面垮塌。事故原因：主跨第二根吊杆断裂事故32011年4月12日，新疆孔雀河大桥5事故4

2011年7月，福建武夷山公馆大桥北段发生坍塌事故。1人遇难，22人受伤。事故原因：吊杆、系杆断裂事故42011年7月，福建武夷山公馆大6事故52011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发生坍塌，两辆卡车坠入河中。事故原因：待查事故52011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发7事故6

2012年12月10日下午6点15分，攀枝花市金沙江倮果大桥一根吊杆突然脱落，导致桥面出现“V”字形塌陷。事故原因：桥北向南第7根吊杆脱落事故62012年12月10日下午6点1581、施工监控目的

施工监控最根本的目的就是确保大桥施工过程中各项结构参数的可控、可知及结构安全。1、施工监控目的施工监控最根本的目的就是9

为了实现这个目的，需要根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数据，对桥跨结构进行实时误差分析、结构分析和结构验算，并且根据分析结果及时调整施工控制指令，以确保结构的逐段施工向着理想的方向发展。为了实现这个目的，需要根据实际的施工工序102、施工控制的方法和内容

根据桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其施工控制方法也不尽相同。总的来讲，桥梁施工控制可分为开环控制法、闭环反馈控制法、自适应控制法、综合方法。

2、施工控制的方法和内容根据桥梁结构形式11

开环控制法：对于较简单桥型施工，一般按照设计中估计的状态变量施工，完工后的结构基本上能够达到设计所需的线型和内力要求。

特点：控制是单向的，不需要结构的反应来改变施工中的状态变量。通常应用于大中小桥梁中。开环控制法：对于较简单桥型施工，一般按12

闭环反馈控制：对于较复杂的桥型，实际施工状态和计算状态之间存在差异，且在每个施工阶段的积累误差不可忽略。在出现误差之后须及时纠正，纠正的措施和控制量的大小必须由误差反馈计算决定，从而形成了闭环反馈控制过程。闭环反馈控制：对于较复杂的桥型，实际施工状态和13

自适应控制法：是在闭环反馈控制的基础上，消除由模型误差和测量噪声所引起的结构状态误差，然后加上系统参数（如截面几何特性、材料密度、弹性模量、混凝土收缩徐变）等识别过程系统。常用于钢管混凝土拱桥自适应控制法：是在闭环反馈控制的基础上，消除由14

综合方法：对于大跨度桥梁均需采用多种方法同时进行施工控制，即采用综合方法

综合方法：对于大跨度桥梁均需采用多种方153、主要测试内容应力监测线形检测温度检测吊、系杆索力的监测3、主要测试内容线形检测温度检测吊、系杆索力的监测16应力监测测试方法和仪器

考虑要适合长期施工过程观测并能保证足够的精度，选用长期性、稳定性较好，精度较高的振弦式混凝土应变计和配套的振弦式读数仪进行应力测试，如图(a)和图(b）所示。（a)振弦式读数仪（b)振弦式应变计应力监测测试方法和仪器（a)振弦式读数仪（b)振弦式应变计17吊杆拉力采用环境激振仪器量测1、采用人工对吊杆作用——激励力(如力锤)使其产生自由振动；2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。对吊杆索力的测试采用环境随机振动法，每根吊杆均设1个测点。在出现误差之后须及时纠正，纠正的措施和控制量的大小必须由误差反馈计算决定，从而形成了闭环反馈控制过程。测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。2011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发生坍塌，两辆卡车坠入河中。在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）由于线形对温度、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。每个承台4个观测点，埋设位置见图所示。在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量都是十分必要的图为测点布设、标高测量图例2、施工控制的方法和内容3、预应力张拉完成后进行第三次读数；拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承台顶3cm左右，端部加工磨圆并涂上红油漆，或预埋钢筋弯出承台，如下图示。1人遇难，22人受伤。

Y腿对Y腿的7个控制断面分28个测点进行应力测量吊杆拉力采用环境激振仪器量测18

主梁对15个控制断面分200个测点控制断面进行应力测量主梁对15个控制断面分200个测点控制断面进行19

拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断20

应力测点埋置方法：按照拟定的应力测点位置，将埋置式应变计按预定的测试方向用细匝丝绑扎固定在结构钢筋的下面或侧面，要保证其在混凝土施工中不松动，在混凝土浇注过程中，振捣棒应避开传感器，以免振捣时传感器方向改变或将测试导管损坏。应力测点埋置方法：按照拟定的应力测点21测试时间：

1、在应变计安装完成后开始第一次读数；

2、混凝土浇筑完成后48小时进行第二次读数；

3、预应力张拉完成后进行第三次读数；测试时间：22线形监测1、测量控制网监测人员进场后，施工单位提供施工测量控制网点布置资料，监测人员根据现场情况建立的各桥平面控制网，依托施工单位已建立的高程控制网点，设立监控高程控制点。线形监测1、测量控制网232、基础沉降监测

测量目的：测量各施工工况中基础的累计沉降和不均匀沉降值。2、基础沉降监测测量目的：测量各施工工况24

观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承台顶3cm左右，端部加工磨圆并涂上红油漆，或预埋钢筋弯出承台，如下图示。图为基础沉降测点图例观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承25

测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±263、主梁标高主梁每个节段上下游梁底各设一个测点，梁底测点供底板定位使用，在主梁浇筑完成后，将测点引至梁顶，梁顶测点采用φ20钢筋伸至入腹板内1.5m～2.0m，焊接在腹板内竖向钢筋上并伸出梁顶表面3.0cm左右，在以后的施工过程中必须认真保护。3、主梁标高27测点布设方法

每个承台4个观测点，埋设位置见图所示。测点布设方法28测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.0mm内；测点制作：采用Φ20钢筋，露出端上部加工磨圆并涂上红漆，高出梁顶表面混凝土面约3.0cm。图为测点布设、标高测量图例测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.0mm内；图为测点布设294、拱肋空间坐标测量

对拱肋空间位置采用全站仪测量其坐标

4、拱肋空间坐标测量对拱肋空间位置采用全站仪测30

测量方法仪器架设在岸上或稳定处，后视基准控制点，再瞄准拱肋上相应测点的棱镜，测出拱肋测点的三维坐标。由于线形对温度、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。

测量方法仪器架设在岸上或稳定处，后视基准控制点315、轴线在箱梁施工节段前端的横向中心位置设置测点，采用铁钉做标记。每个梁段完成后，施工测量人员对所有轴线测点坐标进行测量，并做好记录。5、轴线32温度检测主拱温度检测在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）

温度检测主拱温度检测33主梁温度检测主梁两端和跨中的3个断面布置24个测点进行主梁温度的监测（如图b）主梁温度检测34测试方法

采用数字点温计测试方法35吊、系杆索力的监测

对吊杆索力的测试采用环境随机振动法，每根吊杆均设1个测点。测试采用环境激振仪对每根吊杆在各个施工阶段的拉力进行快速监测，通过频谱分析法对测量的吊杆自振频率进行分析，经过计算并修正来确定吊杆的拉力大小，以获得吊杆真实拉力状态。吊、系杆索力的监测对吊杆索力的测试采用环境随36测试方法吊杆拉力采用环境激振仪器量测测试方法37

它是通过测定吊杆的自振频率，由下式计算索力：它是通过测定吊杆的自振频率，由下式计算索力：38激励方法

1、采用人工对吊杆作用——激励力(如力锤)使其产生自由振动；

2、利用环境脉动(如大地脉动、风动)，测定吊杆的基本频率。激励方法39测试系统测试系统40

在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量都是十分必要的

I施工监测布点设计既要考虑经济合理，又要考虑科学有效、保险Ⅱ监测记录应全面

Ⅲ4、结语在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量41系杆拱桥的施工监控完整资料课件42

IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容结语目录IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容43事故22001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。事故原因：吊杆锚固失效事故22001年11月，四川宜宾南门大桥连接44测试时间：

1、在应变计安装完成后开始第一次读数；

2、混凝土浇筑完成后48小时进行第二次读数；

3、预应力张拉完成后进行第三次读数；测试时间：45温度检测主拱温度检测在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）

温度检测主拱温度检测46

它是通过测定吊杆的自振频率，由下式计算索力：它是通过测定吊杆的自振频率，由下式计算索力：47测试系统测试系统48

在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量都是十分必要的

I施工监测布点设计既要考虑经济合理，又要考虑科学有效、保险Ⅱ监测记录应全面

Ⅲ4、结语在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量49系杆拱桥的施工监控完整资料课件50系杆拱桥的施工监控完整资料课件系杆拱桥的施工监控系杆拱桥的施工监控52

IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容结语目录IIIIIIIV目的施工控制的方法和内容主要测试的内容53事故1

1999年1月重庆綦江县彩虹桥，整座大桥突然垮塌，40人遇难。垮塌之前的彩虹桥垮塌之后的彩虹桥事故原因：吊杆索锚问题事故11999年1月重庆綦江县彩虹桥54事故原因：吊杆锚固失效1、采用人工对吊杆作用——激励力(如力锤)使其产生自由振动；每个梁段完成后，施工测量人员对所有轴线测点坐标进行测量，并做好记录。2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。事故原因：吊杆锚固失效在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）事故原因：吊杆、系杆断裂事故原因：吊杆锚固失效3、预应力张拉完成后进行第三次读数；2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。由于线形对温度、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。2012年12月10日下午6点15分，攀枝花市金沙江倮果大桥一根吊杆突然脱落，导致桥面出现“V”字形塌陷。拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.主梁两端和跨中的3个断面布置24个测点进行主梁温度的监测（如图b）事故22001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。事故原因：吊杆锚固失效事故原因：吊杆锚固失效事故22001年11月55事故32011年4月12日，新疆孔雀河大桥发生垮塌事故，桥面长约10m、宽约12m桥面垮塌。事故原因：主跨第二根吊杆断裂事故32011年4月12日，新疆孔雀河大桥56事故4

2011年7月，福建武夷山公馆大桥北段发生坍塌事故。1人遇难，22人受伤。事故原因：吊杆、系杆断裂事故42011年7月，福建武夷山公馆大57事故52011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发生坍塌，两辆卡车坠入河中。事故原因：待查事故52011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发58事故6

2012年12月10日下午6点15分，攀枝花市金沙江倮果大桥一根吊杆突然脱落，导致桥面出现“V”字形塌陷。事故原因：桥北向南第7根吊杆脱落事故62012年12月10日下午6点15591、施工监控目的

施工监控最根本的目的就是确保大桥施工过程中各项结构参数的可控、可知及结构安全。1、施工监控目的施工监控最根本的目的就是60

为了实现这个目的，需要根据实际的施工工序，以及现场获取的参数和数据，对桥跨结构进行实时误差分析、结构分析和结构验算，并且根据分析结果及时调整施工控制指令，以确保结构的逐段施工向着理想的方向发展。为了实现这个目的，需要根据实际的施工工序612、施工控制的方法和内容

根据桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其施工控制方法也不尽相同。总的来讲，桥梁施工控制可分为开环控制法、闭环反馈控制法、自适应控制法、综合方法。

2、施工控制的方法和内容根据桥梁结构形式62

开环控制法：对于较简单桥型施工，一般按照设计中估计的状态变量施工，完工后的结构基本上能够达到设计所需的线型和内力要求。

特点：控制是单向的，不需要结构的反应来改变施工中的状态变量。通常应用于大中小桥梁中。开环控制法：对于较简单桥型施工，一般按63

闭环反馈控制：对于较复杂的桥型，实际施工状态和计算状态之间存在差异，且在每个施工阶段的积累误差不可忽略。在出现误差之后须及时纠正，纠正的措施和控制量的大小必须由误差反馈计算决定，从而形成了闭环反馈控制过程。闭环反馈控制：对于较复杂的桥型，实际施工状态和64

自适应控制法：是在闭环反馈控制的基础上，消除由模型误差和测量噪声所引起的结构状态误差，然后加上系统参数（如截面几何特性、材料密度、弹性模量、混凝土收缩徐变）等识别过程系统。常用于钢管混凝土拱桥自适应控制法：是在闭环反馈控制的基础上，消除由65

综合方法：对于大跨度桥梁均需采用多种方法同时进行施工控制，即采用综合方法

综合方法：对于大跨度桥梁均需采用多种方663、主要测试内容应力监测线形检测温度检测吊、系杆索力的监测3、主要测试内容线形检测温度检测吊、系杆索力的监测67应力监测测试方法和仪器

考虑要适合长期施工过程观测并能保证足够的精度，选用长期性、稳定性较好，精度较高的振弦式混凝土应变计和配套的振弦式读数仪进行应力测试，如图(a)和图(b）所示。（a)振弦式读数仪（b)振弦式应变计应力监测测试方法和仪器（a)振弦式读数仪（b)振弦式应变计68吊杆拉力采用环境激振仪器量测1、采用人工对吊杆作用——激励力(如力锤)使其产生自由振动；2001年11月，四川宜宾南门大桥连接拱体和桥面预制板的4对8根钢缆吊杆断裂，北端长约10m、南端长约20m桥面预制板坍塌。对吊杆索力的测试采用环境随机振动法，每根吊杆均设1个测点。在出现误差之后须及时纠正，纠正的措施和控制量的大小必须由误差反馈计算决定，从而形成了闭环反馈控制过程。测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。2011年7月，江苏滨海县通榆河大桥发生坍塌，两辆卡车坠入河中。在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）由于线形对温度、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。每个承台4个观测点，埋设位置见图所示。在施工过程中建立施工监测体系，对保证结构安全和成桥质量都是十分必要的图为测点布设、标高测量图例2、施工控制的方法和内容3、预应力张拉完成后进行第三次读数；拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承台顶3cm左右，端部加工磨圆并涂上红油漆，或预埋钢筋弯出承台，如下图示。1人遇难，22人受伤。

Y腿对Y腿的7个控制断面分28个测点进行应力测量吊杆拉力采用环境激振仪器量测69

主梁对15个控制断面分200个测点控制断面进行应力测量主梁对15个控制断面分200个测点控制断面进行70

拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断面30个测点进行应力测量拱肋对主拱肋拱脚、L/4截面、拱顶的5个控制断71

应力测点埋置方法：按照拟定的应力测点位置，将埋置式应变计按预定的测试方向用细匝丝绑扎固定在结构钢筋的下面或侧面，要保证其在混凝土施工中不松动，在混凝土浇注过程中，振捣棒应避开传感器，以免振捣时传感器方向改变或将测试导管损坏。应力测点埋置方法：按照拟定的应力测点72测试时间：

1、在应变计安装完成后开始第一次读数；

2、混凝土浇筑完成后48小时进行第二次读数；

3、预应力张拉完成后进行第三次读数；测试时间：73线形监测1、测量控制网监测人员进场后，施工单位提供施工测量控制网点布置资料，监测人员根据现场情况建立的各桥平面控制网，依托施工单位已建立的高程控制网点，设立监控高程控制点。线形监测1、测量控制网742、基础沉降监测

测量目的：测量各施工工况中基础的累计沉降和不均匀沉降值。2、基础沉降监测测量目的：测量各施工工况75

观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承台顶3cm左右，端部加工磨圆并涂上红油漆，或预埋钢筋弯出承台，如下图示。图为基础沉降测点图例观测点由施工单位按要求设置，Φ20测点钢筋头出承76

测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。测量方法：采用精密水准仪进行测量，测量精度在±773、主梁标高主梁每个节段上下游梁底各设一个测点，梁底测点供底板定位使用，在主梁浇筑完成后，将测点引至梁顶，梁顶测点采用φ20钢筋伸至入腹板内1.5m～2.0m，焊接在腹板内竖向钢筋上并伸出梁顶表面3.0cm左右，在以后的施工过程中必须认真保护。3、主梁标高78测点布设方法

每个承台4个观测点，埋设位置见图所示。测点布设方法79测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.0mm内；测点制作：采用Φ20钢筋，露出端上部加工磨圆并涂上红漆，高出梁顶表面混凝土面约3.0cm。图为测点布设、标高测量图例测量仪器：精密水准仪，测量精度在±2.0mm内；图为测点布设804、拱肋空间坐标测量

对拱肋空间位置采用全站仪测量其坐标

4、拱肋空间坐标测量对拱肋空间位置采用全站仪测81

测量方法仪器架设在岸上或稳定处，后视基准控制点，再瞄准拱肋上相应测点的棱镜，测出拱肋测点的三维坐标。由于线形对温度、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。

测量方法仪器架设在岸上或稳定处，后视基准控制点825、轴线在箱梁施工节段前端的横向中心位置设置测点，采用铁钉做标记。每个梁段完成后，施工测量人员对所有轴线测点坐标进行测量，并做好记录。5、轴线83温度检测主拱温度检测在主拱肋拱脚、拱顶的3个断面上布设21个测点监测主拱温度（如图a）

温度检测主拱温度检测84主梁温度检测主梁两端和跨中的3个断面布置24个测点进行主梁温度的监测（如图b）主梁温度检测85测试方法

采用