福清观音埔大桥监控阶段总结报告(第一阶段).doc

福清观音埔大桥监控斜拉索张拉第一阶段汇报福州大学福清观音埔大桥监控项目组2012/5/18目录1工程概述12施工监控监测的依据33工程阶段进展及施工过程44模型简介55测试仪器简介66理论计算和实际张拉对比97结论11111工程概述福清市观音埔大桥是位于福清市城关组团，与福百大道相连，位于福清市城区的中轴线附近，是福清市城区重要的南北向交通干道，其建设将吸引大量的交通，从而减小玉融大桥的压力，作为福清市南大门出城的快速通道。观音埔大桥北起音西街道办的霞盛村，顺接规划宽40m福百大道，南接龙江街道办的观音埔村，道路长1077.55米，规划红线宽度为40m。观音埔大桥工程起讫桩号K0+523.84K0+698.84，桥梁全长为175m。起讫墩号为1#3#。主桥为105m+70m的独柱式斜索塔。塔高58m，塔往锚跨方向倾斜15度。索塔截面采用沿纵向变厚度钢筋混凝土矩形结构。塔顶厚度3.8m。塔梁固结位置厚度6.53m。主桥结构采用塔、墩、梁固结体系。观音埔主桥设计行车速度为40公里/小时，桥梁设计荷载为城A级，双向六车道。图1-1 观音埔大桥立面1.1主桥桥型布置 观音埔大桥主桥全长175米，采用斜独塔斜拉桥方案，跨径组合105+70m，主桥两头设引桥。斜拉索呈扇型布置。大桥主梁为预应力混凝土梁，梁上斜拉索索距在主跨段及锚跨前5节段为6.2m，锚跨尾索间距3.0m。1.2结构体系主桥结构采用塔、墩、梁固结体系。索塔采用独柱式钢筋砼结构，塔柱往锚跨方向倾斜15.251度。桥面以上索塔总高56.16m，索塔截面采用沿纵向变厚度钢筋混凝土矩形结构。塔顶厚度3.8m，塔梁固结位置厚度6.53m，桥塔截面横向变宽度，拉索区以下塔柱宽度3.5m，拉索区及以上塔柱宽度4.5m。拉索在塔上采用交叉锚固方式。根据桥型特点和结构受力要求，上部结构采用大悬臂单箱三室梁。梁高3.0m，箱梁采用梯形断面，顶板宽度34m，悬臂长度3.65m，顶板厚度由标准段的30cm变化到0号段处60cm，底板宽度15m，底板厚度由标准段的30cm变化到0号段处60cm。腹板共设4道，内腹板采用直立形式，厚度为35cm70cm。外腹板为斜置，厚度为32cm60cm。横梁在纵桥向每对拉索锚固位置布置一道，厚度50cm，悬臂板下对应横梁位置设置劲板，厚度25cm。为了加强大悬臂板和箱内顶板的横向抗弯能力，在每两道横梁之间设一道顶板横向加劲肋，并外伸至外挑悬臂板下。斜拉索锚固在主梁中室内的横梁上，锚固区横梁加厚至150cm，形成强大的锚固块，以利拉索的锚固及力系传递。主梁采用C50混凝土，为预应力混凝土结构。0号现浇段长度21.6m，原主梁自1号节段开始采用挂篮自索塔向主跨侧悬浇施工，全桥共14个施工节段，现采用支架施工施工，分为7个施工节段，锚跨采用支架施工工艺。1.3预应力体系上部箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。箱梁纵向预应力体系采用15.20高强度低松弛钢绞线（标准强度1860MPa）及32高强精轧螺纹钢筋。根据箱梁结构受力及悬臂施工的特点，预应力钢束主要采用直线布置方式。这种布束方式具有施工方便特点。箱梁桥面板横向预应力体系采用15.20高强度低松弛钢绞线（标准强度1860MPa），锚具规格为BM15-3J，间距500mm，横向预应力每箱独立布置。横梁采用预应力结构，采用15.20高强度低松弛钢绞线（标准强度1860MPa）。箱梁竖向预应力体系采用32高强精轧螺纹钢筋。1.4斜拉索设计斜拉索采用热挤聚乙烯高强平行钢丝拉索，斜拉索采用放射形布置，全桥共28对 56根斜拉索。标准段索距6.2m，锚跨尾索间距3m，塔上索距1.82.8m。拉索的设计安全系数2.5，疲劳应力幅200MPa。观音埔大桥工程规模大，结构体系复杂。其施工阶段结构的内力虽可通过各种方法计算出来，但由于设计计算时采用的各项物理力学或时间参数和实际工程中的相应参数值不可能完全一致，导致结构的实际内力未必能达到设计计算预期的结果，严重的会影响结构施工过程及长期运营的安全。2施工监控监测的依据（1）福清市观音埔大桥工程施工图设计文件；（2）公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004；（3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004；（4）公路桥涵钢结构与木结构设计规范JTJ024-85；（5）公路斜拉桥设计细则（JTG/T D65-01-2007）；（6）公路工程技术标准（JTGB01-2003）；（7）城市桥梁设计准则（CJJ11-93）；（8）公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85）；（9）公路桥涵地基及基础设计规（JTJD63-2007）；（10）公路工程抗震设计规范（JTJ004-93）；（11）公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）；（12）公路工程质量检验评定标准（JTJ07198）；3工程阶段进展及施工过程工程到5月斜拉桥施工进展至如下阶段本阶段张拉斜拉索M1,M2,S1,S2.施工阶段阶段现场情况如下。 M1底索锚头 M1塔索锚头 S1底索锚头 S1塔索锚头 S2塔索锚头 M2塔索锚头 S1.2拉完后图 M1.2拉完后图4模型简介 根据施工图和现场情况，建立如下midas模型，模型斜拉桥主梁和主塔采用梁单元，拉索采用只受拉的索单元。全桥有限元模型张拉S1,S2,M1,M2有限元模型5测试仪器简介 概述 DH5906内置高灵敏压阻式加速度传感器,完整的信号适调、电压放大、抗混滤波、数据采集和智能锂电池等组成的硬件系统,高速、可靠的无线数据传送,计算机完成海量存贮、实时处理、同步显示。 DH5906华东测试仪器 现场DH5906无限振动控制器 现场DH5906无限振动采集模块 现场计算机数据采集 特点1、内置高灵敏压阻式加速度传感器；中文视窗2000/XP操作系统下采用VC+编制的采样控制和分析软件，具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性。2、高性能：多档满度值程控切换，DC250Hz频率范围，最高采样频率5kHz，16位A/D转换器。3、方便的强磁吸盘安装；远距离数据传送，在视距情况下，可靠传输距离约200m（大于200m可选配无线中断）。4、智能管理可充电锂电池组供电；以PC机为基础，完整的硬件和软件环境,试验结果一次生成。5、索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件提供自动或手动寻找索的振动基频功能，实现了实时采集、实时计算、时时显示索力数值。6、丰富的软件：专业的控制分析软件可完成测试数据的管理、分析处理及实验报告生成等。 技术指标:1 频率范围: DC250Hz2 满度值:0.2 m/s2、2 m/s2、20m/s2; 3 采样速率: 2Hz、5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz;4 分析频率: 1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz;5 A/D分辨率: 16位A/D转换器;6 系统不确定度:不大于1(FULL);7 抗混滤波器: 7.1 截止频率:采样速率的1/2.56倍,设置采样速率时同时设定; 7.2 阻带衰减:大于-120dB/oct; 7.3 平坦度(分析频率范围内):小于0.1dB;8 存储深度由计算机硬盘空间决定;9 内置锂电池容量：11.1V2200mA; 10 仪器功率: 10.1 工作时功率小于0.5W; 10.2 待机时功率小于0.2W;11 无线通讯距离：在视距情况下，可靠传输离距200m;12 高抗干扰能力和低误码率:基于FSK的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10-2时，可得到实际误码率10-510-6;13 无线工作频段：载频频率429-433MHz；14 采集模块工作时间大于40小时;15 通讯：直接通过计算机内置的无线网络（Wi-Fi）进行数据传送；17 采集箱尺寸: 110mm(长)64mm(宽)51mm(高)(包含强磁吸盘)； 软件功能: 1 实时采集、实时保存、实时显示、实时分析等强大的实时性；2 数据预处理功能： 重采样低通滤波、消除直流(均值)、消除线性趋势、曲线拟合、平滑处理、数据段的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器设计及滤波处理等；3 数据加窗：矩形窗、汉宁窗、海明窗、平顶窗等； 4 频谱分析功能：实时FFT谱、平均谱；5 索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件通过计算相邻频率之差来得到索的基频，实现了实时采集、实时计算、实时显示索力数值。系统框图 为了有效的测量斜拉索的索力，我司采用DH5906无线遥测振动（索力）测试分析系统（如下图所示）与施工单位油压表张拉数值对比校核。6理论计算和实际张拉对比5.1 监控计算理论索力值索编号理论索力值KNS1 812.5S2 812.5M1 1675M2 16755.2 施工单位通过油压表控制张拉索力值序号拉索编号千斤顶编号油压表编号20%索力40%索力60%索力80%索力100%索力油压Mpa索力KN伸长量mm油压Mpa索力KN伸长量mm油压Mpa索力KN伸长量mm油压Mpa索力KN伸长量mm油压Mpa索力KN伸长量mm1M1-14#90385.03 670.0 1707.54 1005.0 18010.05 1340.0 18812.56 1675.0 1952M1-23#61464.66 670.0 1807.24 1005.0 1909.82 1340.0 19512.40 1675.0 2053S1-12#81935.08 650.0 1756.29 812.5 1784S1-21#79614.84 650.0 2456.29 812.5 2505M2-14#90385.03 670.0 1657.54 1005.0 17510.05 1340.0 19012.56 1675.0 2006M2-23#61464.66 670.0 1607.24 1005.0 1689.82 1340.0 18412.40 1675.0 1957S2-12#81935.08 650.0 1406.29 812.5 1448S2-21#79614.84 650.0 1406.08 812.5 1505.3 我司现场测试索力值索编号理论索力值(KN)测量索力(KN)相差（KN）相差（t）允许范围5%（t）是否满足要求S1-上812.5843.54-31.04 -3.10 4.07允许范围内S1-下812.5843.54-31.04 -3.10 4.07允许范围内S2-上812.579319.50 1.95 4.07允许范围内S2-下812.579319.50 1.95 4.07允许范围内M1-上1675