沱江四桥监控方案(最终版本)

1、重庆李家沱长江大桥长期健康监测泸州市沱江四桥及连接线工程建设项目沱江四桥主桥监控方案中铁西南科学研究院有限公司2014年11月1沱江四桥监控方案一、项目概况31.1 工程概况31.2 施工监控的目的、原则及方法31.3 监控依据5二、沱江四桥监控总体施工组织布置及规划62.1 设计原则62.2施工监控的技术体系62.3 施工监控的组织结构7三、施工监控的现场测试83.1 实际材料的物理力学性能参数83.2 实际施工中的荷载参数93.3 实际截面几何参数10四、施工监控理论计算内容104.1 施工监控理论计算内容104.2 施工过程的跟踪与调整计算11五、施工监控测点布置方案125.1 监控方案

2、的特殊要求125.2 桥梁位移变形监测125.2 主梁、索塔控制截面应力监测145.3 温度监测175.4 斜拉索索力监测18六、项目难点及技术要求19七、实施中的总体要求19八、监控安全、质量和进度保证措施208.1安全保证措施208.2质量保证措施208.3进度保证措施21九、技术、经济效益、推广应用及产业化前景229.1 技术、经济效益分析229.2 推广应用及产业化前景221一、项目概况1.1 工程概况沱江四桥主桥采用独塔双索面斜拉桥结构形式，跨径布置为55+200+58+50m;引桥为等截面连续梁桥，其中桥部分桥梁总长729m。主桥主梁采用钢-砼混合梁，主跨为钢箱梁，边跨为混凝土梁，

3、梁高3.5m。桥塔为纵桥向“Y”形+横桥向倒“Y”字形空间组合造型，桥面以上高度105m，桥面以下高度45m;斜拉索采用空间双索面布置，全桥共30对斜拉索，主跨钢箱梁拉索间距12m,边跨混凝土侧拉索间距分别为6.1m和6m。图1.1 沱江四桥全景南、北引桥主梁采用预应力混凝土连续箱梁，主梁在中心线处标准梁高2.5m，在桥墩处将梁高加高至3.5m。引桥桥墩、主桥辅助墩和交接墩均采用独柱墩。桥塔和桥墩基础采用承台接群桩基础。A0桥台采用重力式U型桥台+扩大基础，A11桥台采用重力式U型桥台+扩大基础和重力式U型桥台+群桩基础相结合的形式。1.2 施工监控的目的、原则及方法1.2.1 施工监控的目的

4、为了使预应力砼单索面非对称斜塔斜拉桥安全、优质和高速地建成，即确保索塔和主梁在施工中安全，并在成桥后桥梁的线形符合设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望值，则在桥梁施工过程中应进行严格的施工监测和控制。预应力砼单索面非对称斜塔斜拉桥的设计与施工相关性很强，如所采用的施工方法、材料性能、浇注程序、环境温度差、立模标高以及斜拉桥的安装索力等都直接影响成桥理论设计线形与受力，而施工的实际参数与设计的参数理想取值间差异是客观存在的，为此必须在施工现场中采集必要的数据，通过参数辨识后，对理论进行修正计算，最后对浇注主梁立模标高和斜拉桥的安装索力给以整理与控制，以满足设计的要求。通过施工过程的监测、数据采

5、集和优化控制，在施工中依据已有数据和指标，预测索塔和梁段的指标，严格控制施工误差限值。1.2.2 施工监控原则监控是要对成桥目标进行有效控制，修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。（1）受力要求反映结构受力的因素包括主梁、索塔和斜拉索几部分的截面内力（应力）。（2）线形要求主要控制主梁高程及索塔偏位，使成桥后主梁的线形满足设计要求。（3）调控手段监控要采用预测控制法。对于主梁和斜拉索内力（或应力）的调整，通过严格控制预应力束张拉力和斜拉索张拉力实现。对于主梁线形的调整，通过调整立模标高实现。将参数误差以及其他因素引起的主梁标高的变化通过立模标高的调整

6、予以修正。1.2.3 施工监控内容1、结构静动力分析计算；2、结构应力监测；3、主梁横隔板应力监测；4、索力监测；5、索力计算；6、主墩沉降监测；1.2.4 施工监控方法为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性，在施工过程中对参数应进行识别和预测。对于重大的设计参数误差，提请设计单位进行理论设计值的修改，对于常规的参数误差，通过优化进行调整。(1)设计参数识别通过在典型施工状态下对状态变量(位移和应力应变)实测值与理论值的比较，以及设计参数影响分析，识别出设计参数误差量。(2)设计参数预测根据已施工梁段设计参数误差量，采用合适的预测方法预测未来梁段的设计参数可能误差量。

7、(3)优化调整监控主要以控制主梁标高、控制截面弯矩和斜拉索索力为主，优化调整也就以这些因素建立控制目标函数(和约束条件)。通过设计参数误差对桥梁变形和受力的影响分析。应用优化方法，调整本梁段与未来梁段的浇筑线形，使成桥状态最大限度地接近理想设计成桥状态，并且保证施工过程中受力安全。1.3 监控依据（1） 城市道路工程设计规范（CJJ 37-2012）（2） 城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）（3） 公路工程技术标准（JTG B01-2003）（4） 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（5） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）（6） 公路桥

8、涵地基及基础设计规范（JTG D63-2007）（7） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTG 025-86）（8） 公路斜拉桥设计细则（JTG/T D65-01-2007）（9） 铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10002.2-2005）（10） 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）（11） 招标文件（12） 施工监控合同4沱江四桥监控方案二、沱江四桥监控总体施工组织布置及规划对于市区的大型桥梁，考虑按照统一规划、分步实施的原则，建立总体的监测系统框架，根据项目时间、资金配比等等，成熟一个，实施一个，逐步实现主城区大型过江桥梁的集中健康监测系统，为桥梁的维修、养护与管理决策提供

9、依据和指导。 目前本建议书中仅针对泸州市沱江四桥，根据以上思路，提出相应的系统方案。2.1 设计原则沱江四桥监控系统是一个集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。为使沱江四桥监控系统成为一个功能强大并能真正长期用于结构损伤和状态评估，满足桥梁施工运营需要，同时又具经济效益的结构健康监控系统，遵循如下设计原则：1）遵循总体设计，分步实施的指导思想；2）遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的原则；3）根据结构易损性分析的结果及养护管理的需求进行监测点的布设。4）易损性分析原则考虑以下方面：² 不同类型的结构受力特点、构件的工作特征；

10、8; 设计时不同类型结构的控制断面、控制点；² 结构不同类型材料的材料特性、使用特性；² 结构受外部环境及荷载影响后最易损伤部位；² 基于既有同类型结构已发生的损伤部位；² 目前阶段尚未有足够资料验证的关键部位。5）监测与结构安全性密切相关内容，主要监测一些有代表性的结构、必须进行监测的重要结构以及日常养护无法检查或检查非常困难的结构响应。6）从动力、静力、耐久性对结构进行监测，力求用最少的传感器和最小的数据量完成工作；7）以结构位移监测为主，以力、应力、模态分析为辅助。8）系统应具有可扩展性。2.2施工监控的技术体系桥梁的施工监控、监测与桥梁的设计和施

11、工有密切的联系。根据贵港市西南大桥主桥的设计和施工的具体特点，参考国内外桥梁施工监控、监测工作的开展情况，拟建施工监控、监测技术体系，依此进行施工监控、监测。从工程技术管理上讲，桥梁的施工监控、监测与桥梁设计、施工及监理是密切关联的不可分割的综合技术质量管理体系。从信息论的观点来讲，桥梁的施工监控、监测过程是一个信息采集、信息分析处理和信息反馈的过程。通过实时测量体系和现场测试体系的建立和运行，可以采集到桥梁施工过程中的各类所关心的数据信息；借助桥梁施工监控、监测的计算分析体系，对采集的数据信息进行分析，尤其是对施工中各类结构响应数据(如变形、内力、应力)的分析，可以对施工误差作出评价，根据需

12、要研究制定出精度控制和误差调整的具体措施；最后以施工控制指令的形式为桥梁的施工提供反馈信息。在施工控制计算和误差分析中，通过对施工容许误差度指标数据体系、施工反馈数据(尤其是应力监测数据)、施工控制目标值数据的分析，确立施工状态的应力预警体系。2.3 施工监控的组织结构为保障施工监控、监测工作的保质、保量、高效地完成，必须明确施工监控、监测实施过程中的工作制度和组织制度。结合毗河三桥施工的实际情况和施工监控、监测工作的具体技术内容，成立“毗河三桥施工监控、监测工作领导小组”，由毗河三桥的建设单位、施工单位、设计单位、监理单位和监控单位（承担施工监控、监测任务的单位）的负责人组成。领导小组负责施

13、工监控、监测工作实施过程中的总体协调工作。同时，由承担毗河三桥施工监控、监测任务的单位牵头建立“毗河三桥施工监控、监测工作组”，成员由监控监测单位参加毗河三桥施工监控、监测任务的技术人员组成。工作组负责施工监控、监测具体任务的实施。施工监控、监测工作组的具体组成见下图。三、施工监控的现场测试在施工监控计算中，需要根据实际施工中的现场测试或核定参数，进行尽可能真实的结构仿真计算，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，以使施工监控计算能与实际施工相符。这样才能准确把握施工中的结构内力变形状态，正确指导施工进程。需要进行现场测定的参数主要包括：实际材料的物理力学性能参数实际施工中的荷

14、载参数实际截面几何参数3.1 实际材料的物理力学性能参数混凝土的容重、弹性模量、拉压强度在混凝土桥梁的施工中，混凝土力学性能的变异性对施工计算的影响很大。如：主梁混凝土的实际容重与设计取用值的差异将直接引起计算恒载的差异；混凝土弹性模量实际值与设计值的差异将引起的主梁刚度的差异，进而会导致按设计计算出的主梁施工挠度与实际挠度的误差。混凝土的材料特性的离散性往往较大，并且混凝土的弹性模量有随时间而变化的情况，因此有必要对工地现场用于主梁的混凝土进行专门的弹性模量测试。根据以往桥梁施工监控经验，混凝土的实际容重值与设计值间也存在一定的差异。混凝土的容重和强度参数直接使用施工单位工地试验室的测试资料

15、。此部分数据主要由施工单位提供。由于施工条件所限，混凝土弹性模量先参考设计规范和既有施工经验取值，并在施工监控过程中按一定的方法进行识别和修正。混凝土的容重和强度参数则由施工单位提供。混凝土的收缩徐变系数混凝土的收缩徐变系数对分阶段施工的混凝土桥梁施工计算影响较为显著。但混凝土的收缩徐变系数的试验室测试需要一个较长的周期及较大投资的设备，对施工现场的混凝土的收缩徐变系数的测定目前尚无较满意的方法。因难以进行现场测试，收缩徐变系数主要按现行设计规范取值，并根据当地气候情况作一定调整，同时也在施工监控过程中按一定的方法进行识别和修正。预应力钢束的弹性模量预应力钢束的弹性模量、抗拉强度等参数对钢束张

16、拉控制值有一定的影响，尤其对长束影响较大，这些参数的实测值直接取用其出厂时的指标。斜拉索钢束的弹性模量斜拉索钢束的弹性模量、抗拉强度等参数对钢束张拉控制值有一定的影响，这些参数的实测值直接取用其出厂时的指标。其它物理参数的测量在大跨度桥梁的施工过程中为考虑温度效应对结构体系的影响，还要对材料的线膨胀系数和热导系数进行测试。这些数据由相应材料的供应商提供。本桥因不能得到这些参数，按设计规范取值，并在施工监控过程中进行识别和修正。3.2 实际施工中的荷载参数恒载a主梁自重主梁自重（一期恒载）原则上是根据设计资料进行统计，再依据现场提供的材料容重进行计算，并考虑实际测量出的构件几何尺寸与设计尺寸的偏

17、差的影响。每一主梁梁段的实测自重包括：梁体混凝土的重量、各类钢筋的重量、预应力体系（预应力钢束、锚具、连接器、锚下垫板等）的重量等。在毗河三桥主桥的施工监控计算中，梁段等的重量主要以修正的计算容重参数反映到施控计算模型中。b二期恒载主梁的二期恒载也是根据设计资料与现场调查相结合，并采用现场测试的材料参数加以计算。主梁二期恒载的统计内容包括：桥面混凝土铺装及沥青铺装、防撞护栏、人行通道及栏杆等。主梁的二期恒载以均布荷载的形式反映在施控计算模型中。施工荷载根据施工单位提供的资料，经现场核对，确定在主梁施工过程中施工机具荷载的大小及作用位置。主要考虑的施工机具重量为用于梁段悬臂施工的设备、预应力张拉

18、设备等的重量。临时荷载在实际施工过程中，施工单位由于种种原因会在结构体系上增减某些临时性荷载。对于其中影响较大者，根据施工单位提供的数据及现场调查分析，将这些荷载进行量化模拟，反映在施工监控的实时计算中，以便对施工监控的指标进行及时的修正。对影响施工监控的荷载布置，按一定的要求规范临时荷载的摆放。这些荷载包括：施工机具荷载的改变；在主梁上堆放较长时间的机具、材料等；施工过程中对结构体系的临时约束。3.3 实际截面几何参数这主要是指对桥塔、主梁断面的几何尺寸的测定。对施工监控工作而言，主要是对施工单位施工完成后的桥塔、主梁断面验收资料进行分析，将断面尺寸误差的影响考虑到施工监控计算中去。断面尺寸

19、的误差将引起桥塔、主梁恒载和抗弯刚度的误差，但由于施工中能将此部分的误差控制在较小范围内，对施工监控计算中刚度的影响并不显著，它对结构体系的影响主要表现为对桥塔、主梁恒载的影响，施工中对此部分的控制是为了使施工监控计算能更准确反映出主梁的挠度变化。四、施工监控理论计算内容施工监控计算主要包括：校核主要的设计数据；根据施工方法和成桥目标内力状态确定施工张拉索力；根据施工方法和成桥目标线形确定混凝土主梁的立模标高；提供施工各理想状态线形及内力数据；对施工各状态控制数据实测值与理论值进行比较分析，进行结构设计参数识别与调整，对成桥状态进行预测与反馈控制分析。施工监控理论计算主要拟采用有限元分析软件M

20、IDAS和第三方桥梁计算软件进行，并相互印证，确保计算结果的可靠和准确。4.1 施工监控理论计算内容监控理论计算就是利用建立的监控计算体系对桥梁施工过程中各阶段结构的应力和位移状态以及施工监控参数进行计算及预测，为施工提供施工监控目标值，保证施工的顺利进行并使结构最终达到或接近设计要求的成桥状态。监控计算的主要内容包括：主要设计参数校核；索力张拉方案、线形控制和应力索力控制计算。(1) 索力是斜拉桥施工监控最关键的部分，一方面拉索是斜拉桥结构最重要的承重构件，斜拉索的应力控制是保证施工安全的关键。另一方面，对于大跨度斜拉桥，各个施工阶段的线形和内力的控制，主要是通过斜拉索张拉力的调整来实现的。

21、因此索力控制计算是施工监控计算的重点，具体包括施工过程中张拉索力的确定，调索索力的确定，成桥索力的确定。(2) 斜拉桥线形控制计算的主要内容有以下几个方面：按照设计成桥状态确定结构成桥线形；确定混凝土主梁的立模标高；根据现有桥梁状态对下一阶段施工线形进行预测；根据施工阶段及步骤，考虑临时荷载、温度荷载等因素的影响，进行实测值与理论值的误差分析。(3) 应力索力控制计算的主要内容，是计算在各个施工阶段，在各种施工荷载及临时荷载组合情况下结构关键截面的应力值及安全程度，并与实测值进行比较，其次是对下一阶段施工进行模拟计算，分析并预测关键部位的应力水平，对施工方案是否可行进行判断。4.2 施工过程的

22、跟踪与调整计算施工监控过程中应选择结构的某些参数作为计算控制参数。计算控制参数选择原则是所选择的参数在施工现场是经常变化的，并且其变化应能较敏感地反应出在施工过程中其对桥梁结构行为的影响，而且，这些参数应易于表示，易于度量，易于取得。主要计算控制参数包括：(1) 斜拉桥主梁的各控制截面在阶段施工前后位移值及位移增量；(2) 斜拉桥主梁和桥塔各控制截面在阶段施工前后应力值及应力增量；(3) 各施工阶段中斜拉索的索力及索力增量。阶段施工完毕后，将计算控制参数结果与施工监测结果进行比较，若两者差别满足要求，则按原计划提出下阶段指令以进行下阶段的施工；若不满足要求，则根据最新的实测监控参数进行结构分析

23、，提出调整方案，然后进行下一阶段施工。设计参数的识别就是通过量测施工过程中实际结构的行为，分析结构的实际状态与理想状态的偏差，用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计计算参数，经过修正设计参数，来达到控制桥梁结构的实际状态与理想状态的偏差的目的。主要有以下因素引起误差：(1)斜拉索张拉力误差对结构的影响；(2)支架及挂篮变形对标高的影响；(3)结构自重误差对结构的影响；(4)索塔、主梁及斜拉索的刚度误差对结构的影响；(5)施工荷载变动对结构的影响；(6)日照、温差、温度升降的影响。五、施工监控测点布置方案5.1 监控方案的特殊要求沱江四桥为大跨径双索面钢-混结合梁斜拉桥，为制定适合该桥

24、的监控方案，需采取以下具体措施：1、结构静动力分析计算；2、结构应力监测；3、主梁横隔板应力监测；4、索力监测；5、索力计算；6、主墩沉降监测；5.2 桥梁位移变形监测桥梁位移变形监测是利用测量手段，对桥梁各控制断面的位移变形进行监测，并绘编相应的位移变形影响线和影响面以检测各控制部位位移变形状态，从而为现场施工、营运状态和耐久能力提供依据。5.2.1 索塔位移监测索塔作为索支承桥梁的主要承重构件，其刚度远大于柔性的斜拉索和桥面主梁。涉及索塔结构安全的主要问题有：塔身在强风、地震等荷载作用下的稳定性；在纵向不平衡荷载作用下可能导致的横梁与塔身连接部的开裂；塔身混凝土的徐变收缩导致的斜拉索下垂和

25、相应的索力的变化。图5.1.1 倾斜计主塔侧移监测：采用倾斜计进行测量。SEN-TILT光纤光栅倾斜计可用于对本桥主塔整体倾斜进行实时监测。传感器底座通过焊接或打孔安装，此系统具有自动温度补偿功能。光纤光栅倾斜计具有精度高、灵敏度高，自动温度补偿，实时动态监测等优点，可与其他类型的光纤光栅传感器组成全光监测网。 表5.1 光纤光栅倾斜计技术参数表项目 参数 标准量程±5º 测量精度±0.05º分 辨 率0.005º（在与SEN-01解调仪配套情况下）波长范围 1525nm1565nm尺 寸113×32×50 mm连接方式FC

26、/PC或 熔接温度补偿形式自补偿使用温度-3085沱江四桥上共需安装4套这光纤光栅倾斜计，2个塔柱各安装2套，分别对主塔横桥向和纵桥向进行侧移监测（图5.1.2）。图5.1.2 主塔侧移监测倾斜计传感器布置示意图5.2 主梁、索塔控制截面应力监测5.2.1 主梁应力监测根据混凝土斜拉桥主梁应变测点布置的常规方法，边跨主梁应力监测截面布置在边跨跨中、边跨辅助墩位置及边跨1#块根部，边跨共布置应力监测截面3个，每个截面布置8个测点，顶底板分别5个和3个，边跨共有测点24个；主跨主梁应力监测端部布置在1#块根部、L/4附近及跨中，中跨共布置应力监测截面5个，每个断面布置8个测点，顶底板分别5个和3个

27、，中跨共有测点40个。主梁监测断面及测点布置示意图如图5.2.1所示。图5.2.1主梁应力监测断面示意图图5.2.2 一般主梁截面应力测定布置示意图5.2.2 索塔应力监测索塔在施工过程中将承担巨大的轴向压力，同时对于施工中可能出现的荷载不对称情况，将使索塔产生附加弯矩，这对索塔的受力是不利的，因此应对主塔截面进行应力监测。各塔柱截面共布置5个应变传感器，共计40个。其测点布置情况如图5.2.1所示。 图5.2.1 主塔应力监测应变传感器布置示意图5.2.3 系统主要配置应变传感器SEN-S1表面安装式光纤光栅应变传感器。SEN-S1表面安装式光纤光栅应变传感器主要用于测试主梁及主塔的应变，既

28、可以进行长期监测，又可以在短期监测完成后重复使用。现场安装时先将底座固定在混凝土表面，然后通过螺母将传感器方便地固定在底座上，也可以采用焊接的方式实现对主梁表面的非胶封装工艺，与同类产品相比，具有精度高，灵敏度高，寿命长等优点，可与其他类型的光纤光栅传感器组成全光监测网。图5.11 SEN-S1表面安装式光纤光栅应变传感器表5.2 光纤光栅应变传感器技术参数表项目 参数 标准量程±1500 测量精度1 F.S.分 辨 率0.1 （在与SEN-01解调仪配套情况下）波长范围 1525nm1565nm尺 寸12×188 mm连接方式FC/PC或熔接安装方式打孔安装或焊接使用温度

29、 -301205.3 温度监测 通过对桥梁温度场分布状况的监测, 可为桥梁设计中温度影响的计算分析提供原始依据，对不同温度状态下桥梁的工作状态变化, 如桥梁变形、应力变化等进行比较和定量分析, 对于桥梁设计理论的验证和完善均有积极意义。本健康监测系统中采用光纤光栅温度传感器, 构成单线多点温度测量系统进行桥梁结构温度分布状况的监测。各温度传感器以并联方式与网络节点连接, 通过网络总线实现与计算机进行通信,实现对温度的自动远程监测。5.3.1 主梁温度监测主梁截面温度分布测量的目的是为了梁体的温度场情况，并对应变传感器得到的应变数据进行温度修正，故选择截面与主梁的应变传感器布置截面相同，每个截面

30、布置5个，全桥主梁共布置43个温度测点。测量元件采用SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器。其测点布置情况同应力测点布置。5.3.2 索塔温度监测索塔温度分布测量主要是指测量索塔在日照条件下，各塔壁的温度差异，以便对索塔由塔壁温度差引起的索塔偏移有一个正确的估计。测量元件采用SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器，测点布置截面与索塔应力监测截面相同，各塔柱共布置6个测点，共24个温度传感器，其测点布置情况同主塔应力监测应变传感器布置。5.3.3 系统主要配置1温度传感器SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器（如图5.13所示）：图5.12 SEN-T1表面式光纤光栅温度传感器表5.3 光纤光栅温度传

31、感器技术参数表项目 参数 标准量程-30 180 测量精度±0.5分 辨 率0.01 （在与SEN-01解调仪配套情况下）波长范围 1525nm1565 nm尺 寸8×88 mm连接方式FC/PC或熔接安装方式表面安装或直埋使用温度 -301805.4 斜拉索索力监测大桥钢索索力状态是衡量桥梁是否处于正常运营状态的一个重要标志。斜拉桥的使用性能主要取决于斜拉索，通过对索力的监测，不仅能为从总体上评估大桥的安全性和耐久性提供依据，同时也能检测钢索的锚固系统和防护系统是否完好、钢索是否锈蚀等。在斜拉桥的运营期内，准确掌握斜拉索索力分布和索力变化有助于监测斜拉索的状态、分析索力对

32、斜拉桥结构内力的影响和正确指导索力校正，并作为进一步监测的依据。斜拉索的损坏因素主要有：由于材质的缺陷、钢丝的破裂、锈斑等引起的局部疵点；由于外部的腐蚀或索股之间的磨损而引起的截面缩减；由于外界激励（风、交通荷载等）的作用而引起的疲劳损伤。斜拉索的风致振动（涡激振动、尾流弛振、雨振和紊流等）和由支座振动引起的振动等如果过大会引起拉索端部钢丝的疲劳损坏，并会加速拉索防护层质量的退化，甚至会引起防水罩或拉索护筒的损坏，使得拉索在远没有达到设计寿命的情况下被迫更换。因此，根据有限元模型静力分析和模态分析结果，考虑到斜拉索在结构安全中的重要性，本桥采用低频光纤光栅加速度传感器对斜拉索进行振动监测，以确

33、保监测的可靠性，同时记录环境温度、风况、交通状况和主梁振动、索塔振动等测量值，以评估斜拉索工作的状况，指导索力的校正。监测索的选取根据近3年检测的索力现状、结构静动力分析和结构设计要素综合确定。现有的一些直接测量斜拉索索力的方法，如压力表测定法、电测法和钢索测力仪法等，对于成桥的索力测试并不方便，也不便于应用在自动监测系统中。基于振动频率法测量索力是目前测量斜拉索索力最广泛采用的一种方法，但传统上，在应用这一方法时需要人工摇索，无法实现自动测量。近年来，随着环境激励技术的成熟，使得基于环境激励响应测量拉索索力成为现实。5.4.1 振动频率法监测索力基本原理振动频率法间接测量斜索索力的基本原理是

34、将斜索视为弦在一个平面内的振动，建立斜索自振频率与斜索张力间的函数关系，通过斜索的环境激励响应分析斜索自振频率，再利用这一函数关系求取斜索索力。斜索自振频率和其张力间的基本函数关系为：式中为斜索索力，为斜索单位长度质量，为斜索长度，为第阶自振频率，为振动的阶数。在实际的工程应用中还需考虑斜索垂度、斜索减振器附加阻尼、温度等因素的影响。5.4.2 索力测试点布设 索力测点选择边、中跨的最外边索以及1/2索面上，共计8个测点。六、项目难点及技术要求从贵港市西南大桥主桥的结构形式可以看出，该桥的施工监控工作具有很高的技术要求，其主要的技术难点及技术要求如下：(1)大跨度斜拉桥是一种高次超静定柔性结构

35、，具有牵一发而动全身的结构特点，且各种非线性效应明显，按照施工阶段的工序达到成桥状态，要保证结构的成桥内力与设计目标值一致，需要在清楚了解各施工环节的前提下通过精确地计算得出各施工阶段的斜拉索施工张拉力，这是斜拉桥施工控制的一个重要方面；(2)采用悬臂浇筑的施工方法，要达到目标线形就需要很高的技术要求。需根据理论计算及现场识别设计参数精确计算立模标高。需根据现场施工环境精确计算斜拉索每次的张拉力。(3)任何计算理论都不可能完全地模拟实际，施工监控也不例外，在施工监控的过程中需要随时关注各种测量数据，认真分析，并与理论计算进行对比，找出各种误差的原因与解决办法，适时地调整各种施工参数，在保证施工

36、安全的基础上顺利地实现各种控制目标。七、实施中的总体要求(1) 所有观测记录必须注明施工状态、日期、时间、天气、气温、桥面特殊施工荷载和其它突变因素。(2) 主梁悬臂拼装时，需在每一节段斜拉索张拉后，由监控方进行数据分析处理后，给出下一梁段安装线形及施工张拉索力。(3) 立模标高和张拉索力指令经业主、设计、监理等单位签认后，施工单位方可执行。八、监控安全、质量和进度保证措施8.1安全保证措施1、检查准备期，组织有关工人学习安全生产的有关文件和规定，学习道路交通管理法规，做好安全施工的宣传、教育，增强相关人员的安全意识。2、建立安全工作岗位责任制，作业小组组长对其小组的作业安全负责，并负责制定有

37、效的安全措施。认真贯彻“预防为主”和“安全为了生产，生产必须安全”的原则，贯彻“谁主管，谁管安全”的原则。3、制定严格的安全生产规章制度，对违反安全规程的人员，按其情节轻重作出相应的处罚，对安全事故苗头及时作出处理。4、监控所用的电器、电缆必须有良好的绝缘效果，电动工具要有漏电保护开关，严格按照安全用电规程作业。5、按照建设工程文明施工相关管理规定，严格执行。6、初步调查阶段，组织工程技术人员学习桥梁检测的有关技术文件，确定本次监控的相关标准。7、进行岗位分工，建立岗位责任制，使工作按计划有条不紊地进行。8.2质量保证措施为了确保监控技术方案的切实执行、监控数据的准确可靠，同时达到监控能协助施

38、工单位进行安全、优质、高效地施工的目的，应采取以下措施来保证监控质量：（1）应由有经验、业务素质高的人员组成现场监控组，并使成员各具所长，配合密切，以利于各项工作的开展；成立大桥监控工作专家组，对监控方案充分论证，对现场监控组给予技术指导；（2）制订的实施监控大纲获得建设单位、监理单位的批准，并与设计、施工单位保持良好的沟通；建立有效的监控工作管理、实施体制；按工作大纲进行工作，加强质量管理，并及时反馈必要的意见和建议；（3）随时接受委托单位及业主和监理单位的技术监督；（4）对监控计算结果，应加强校核（包括设计单位复核），消除计算中可能的偏差和失误；（5）选择性能可靠的测试元件，严把元件质量关。埋设于结构中的元件，埋设前均应进行检测，在埋设时要求技术人员细致耐心，认真负责，并取得施工单位的大力配合，确保元件的成活率在90%以上；对埋设和布置的测试元件采取有效的保护措施；（6）对应用于大桥的施工监控的仪器设备均应标定，确保仪器设备准确可靠。并在使用过程中经常进行检查和保养，一旦仪器设备精度有疑问时，即应进行检定，以保证测试数据的有效性；（7）施工监控指令设立3个预警级别。如果属于第3级，如桥塔位移、桥塔应力异常，应立即与施工单位进行沟通解决，必要时施工单位需停工，由施工单位提议组织召开专家会，查找原因，采取应对措