桥梁施工监控综述

1、摘要：随着现代化的进程越来越快，桥梁的建设也越来越现代化，桥梁结构也越来 越复杂，为了保证桥梁结构安全、提高施工质量，必须在整个施工过程中采用各种 手段对桥梁结构进行监测与控制。本文深入地探讨了监测与监控技术在桥梁施工及 事故分析中的应用，详细的阐述了桥梁施工监测与监控对于降低桥梁事故发生率, 提高桥梁施工安全性等方面的重要作用。关键词：桥梁施工；监测；控制刖言近几年来，国内的交通运输量增长速度惊人，许多跨度桥梁应运而生，在这当中 悬索桥最引人注目，比如青马大桥，虎门大桥。悬索桥的跨度大，造型优美，材料 节约，已经逐步成为了桥梁建设的重要选择。桥梁跨度自几百米至三千余米，跨度 不断增大，其柔性

2、也相对增大，对风的作用也特别敏感，很多国家都曾发生过一些 桥梁垮塌事件，导致比较严重的后果。为了确保桥梁结构建设的安全，必须要充分 了解它的变形以及受力的具体情况。当桥跨结构出现变形和应力时，监测工作就显 得非常重要了。 由于桥梁建设的技术相对较为复杂， 并且要求也非常高， 所以在施 工的过程当中必须要控制好它的质量，同时也要避免出现裂缝等问题，以确保施工 安全性。因此，做好桥梁施工过程当中的监控工作是具有重要意义的。本文根据以 往的桥梁建设以及相关的研究资料，主要研究了几种桥梁监测监控的具体方法以及具体要求，从而提出相关的监控依据，可以更好地提高桥梁建设的监控水平，更好 地确保桥梁建设的质量

3、。桥梁施工监控的重要性目标，在整个施工过程中，通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境状况，获得桥 梁结构的实际状态与理想状态的差距，运用现代控制理论对差异进行识别、调整、 预测，使桥梁施工状态最大限度的接近理想状态，从而保证桥梁结构在施工过程中 的安全，最终达到桥梁结构成桥状态，满足设计和施工规范要求。桥梁施工监控不 仅是桥梁施工技术的重要组成部分，而且也是实施难度相对较大的部分。对于不同 体系、不同环境、不同施工方法、不同建设材料等的桥梁，其施工监控技术要求也 不尽相同。1.1.避免桥梁事故发生桥梁建设最重要的一个环节就是安全保证。 桥梁建设的安全需要依靠桥梁施工监 测和监控作为保证，为提高桥

4、梁建设的安全可靠性，就要加强对施工控制重要性的 认识。施工监控不只是桥梁建设中的安全系统，也是监测桥梁后期使用过程中安全 耐久性的一个综合系统，因此对桥梁施工的整个过程实施监测和监控是非常有必要 的。建立桥梁施工监测和监控系统， 就可以在各施工阶段， 采取监测手段获得桥梁结 构变形及内力有关数据，进而对桥梁施工进展进行掌控。在桥梁施工的各个阶段， 应该利用监测手段全面的监测结构的真实内力以及变形情况，若监测值与计算预计 值具有较大的差距时，施工不能进行下去，应该停止，并且进行必要的检查，查出 误差产生的原因，对施工设备、施工技术或者施工材料进行全面检查分析，找出原 因并及时的处理，防止后期问题

5、越来越大，造成不可弥补的过失，引发安全事故。位于加拿大的魁北克桥，计者库帕陶醉于自己的设计中，忘乎所以的把大桥从 500500 米加长到600600 米，当工作人员正在考察为大桥剪彩时，大桥的整个结构突然垮 塌坠落， 1900019000 吨钢材和 8686名施工人员落入水中，只有 1111 人生还，酿成了一场悲 剧。分析其中的原因就是因为桁架太长直接导致中间的下弦杆承受了非常大的压力， 引起了下弦杆不再稳定，导致了全桁架损害严重。如果在加拿大魁北克桥建设施工 中，如果有必要的监控手段，在桥梁的建设中，对内应力相对较大的杆件，布置一 些监控点，对其进行实时的监控，那么这场悲剧也不会发生。因此一

6、座桥梁是否能 按时按质的完成，同时避免施工事故的发生，就必须加强桥梁施工中监测与监控技 术，尤其是对造价昂贵的大跨度桥梁，监控措施是必不可少的。不断发展的交通事业，不断提高的交通流量、荷载等级等因素，以及不可预测的 自然破坏力桥梁施工监测与控制是桥梁施工技术的重要组成部分，它以设计成桥状态为实现都将对桥梁安全构成一定威胁，如监控了桥梁建设施工过程，并将观测 点长期预留，都会对桥梁安全监测创造有利条件，进而为桥梁使用及养护提供重要参考数据，以确保桥梁安全。桥梁在使用过程中的监测系统需要具有长期有效性， 桥梁养护部门可结合桥梁实际应用情况采取必要的维护措施，而不只是采用外观检查等方法获得参考依据以

7、进行相应养护。要对桥梁养护的目前情况进行改变，就要监测桥梁使用过程，以保证投入较大资金建设，关系到国计民生的桥桥梁更加安全 耐久。因此，在桥梁工程施工中，根据实际情况，在相应的位置预留桥梁长期监控点， 以便后期对桥梁进日常的维护和保养，延长其使用寿命，并为桥梁创造终身安全监 测的条件。当然，若想更好的监测和监控桥梁施工，就必须不断引进先进的技术和 设备，对监测监控人员进行定期的专业技术培训。全面提高我国在施工中的监测监 控技术，促进我国建筑施工行业的快速发展。2.2.为桥梁安全施工提供重要参考依据对桥梁项目施工建设过程实施有效的监测和监控对施工方案和加荷程序及时调 整，为桥梁质量及安全建设提供

8、重要参考数据，对桥梁施工的进度和质量安全有着非常重要的意义。监测与监控技术不仅可以及时的发现桥梁施工中潜在的问题， 整、完善，及时的亡羊补牢；同时，还可以给桥梁安全施工提供准确可靠的数据。这些数据对桥梁的质量和安全具有非常重要的意义。在钢管混凝土拱桥的施工时，对桥梁各部位使用情况进行主动客观地预报，在桥梁施工过程中采用施工控制系统，对施工方案进行调由于拱肋受力情况比较复杂多变， 需要在主桥拱的结构上多次变化受力方向和体系， 致使施工难度大，对桥梁的施工质量安全提出了更高的要求。所以，必须在空钢管 合拢之后，对于桥梁的上部结构进行实时的监测监控。杜绝由于各种难以预计的因 素，让主拱肋局部应力出现

9、超限，甚至是失稳的情况，通过这样减少由于桥面的变 形从而产生的事故。在施工的整个过程中，通过实时的对桥梁结构监测，得到建设 过程中数据，并且根据监测的数据，及时的对施工过程的控制参数进行调整。同时， 可以把已经建成，但是结构已经偏离控制的工程，在下一阶段的施工过程中，进行 及时有效的调整，这样就可以保证结构线形的平顺，同时，对实际内力分布进行全 面的监控，这样就可以让桥梁一直处于安全的承受范围以内。一般来说，注混凝土 到钢管拱肋内是非常危险的一个施工阶段。所以，为了保证桥梁建设的安全，任何 一篇拱肋在注入混凝土的时候，都应该对拱肋内力和拱脚位移一直进行监测。整个 监测的重点，应该是是拱顶 L/

10、2L/2 、 L/4L/4 以及 3L/43L/4 截面的上边和下边的监测点的变化值。对 L/2L/2 截面的监测点应该由其关注上缘产生的拉力变化，并且及时的通知建设的关注 2 2 个截面测点的对称值。严格的控制压注的速度，这样才能保持两端的混凝 顶面同步上升，达到防止其中一侧的混凝土标高上升的速度过快。桥梁的监测和监 控在解决施工中出现的疑难问题方面，可以依靠数据，提供非常可靠的分析。比如，山东的某座桥梁，设计为一座下承式的拱桥，总体布置为三跨的结构，桥 梁中孔为跨径达到 80.80m80.80m 的下承式预应力混凝土系杆拱，桥梁的边孔是混凝土的字型的梁，大约为 30m,30m,整个桥的桥长

11、接近 150m150m。桥梁的张拉预应力钢绞线的控制 模式，是双控模式，通过油压，以及张拉伸长进行控制。在桥梁上张拉系梁上的某 处钢绞线的时候，通过监测显示油压控制指标可以满足预定的要求，但是张拉伸长 量却不能达不到要求。在桥梁的 1L/61L/6 ， 2L/62L/6 ，3L/63L/6 ， 4L/64L/6 ， 5L/65L/6 等五个位置的截面 里面埋设内部含有钢筋计，对钢绞线的张拉进行有效的监测。根据理论，张拉是两 头进行的张拉，中间截面应力以及轴力增量不可能达到最大，所以钢绞线的中间一 定存在一些问题。并且根据有效的数据分析，判断钢绞线一定是在中间的某个位置 卡住了。之后，通过把整个

12、钢绞线抽出进行必要的检查。终于发现钢绞线中间一段 有非常明显的混凝土粘过的地方。因此推断可能是在进行浇梁工作的时候，很有可 能混凝土不小心流入了波纹管。因此，导致钢绞线被粘住，所以在张拉的时候被卡 在钢绞线的某一段没法动不了。根据监测的结果，并且经过实践，得出分析判断是 完全正确的。这有效的证明了桥梁施工监测和监控完全可以为桥梁施工出现的疑难 问题，需要分析的情况，提供有效的依据。在桥梁建设过程中， 应该尽可能多考虑到施工中引起几何形状及内力状况改变的 各种因素，为施工的有序进行奠定坚实的基础。在施工前设计时，根据以往的经验 和桥梁的实际施工特点，尽管已经对施工中可能出现的问题进行了全面的考虑

13、，但 是由于施工条件（周围环境、季节气候、施工技术、人力物力）的复杂多变性，在 设计时难以估计结构的实际状态， 有可能对施工的进度和质量造成一定程度的影响。所以，为了及时解决或者避免施工过程中所有会出现的不良状况，确保施工的正常单位改变配重值，减少“冒顶”的损坏；同时，对于L/4L/4 和 3L/43L/4 的截面，应该更多进度和桥梁的质量安全，就必须提高桥梁施工过程中的监测与监控技术，杜绝各种 难以预计的因素对施工过程造成不必要的损害。在桥梁施工过程中， 采取先进的实时监测与监控技术， 获得桥梁施工中各种参数 的数据，及时对施工过程的控制参数进行调整；同时，做好每个环节的施工数据记 录，在确

14、保已经建成单项工程质量安全的基础上，结合下一阶段施工工程的实际特 点，适当的运用上阶段监测的数据，并不断的进行调整。这样不仅可以保证桥梁的 质量和工程结构线性的平滑，还大大缩短了施工的周期，提高了桥梁施工的进度和 质量。同时，对实际内力分布进行全面的监控，使桥梁施工一直处于安全的承受范 围。例如在某座大桥施工过程中，发现其张拉吨位不能与钢绞线伸长量相平衡，始 终不能达到预测的设计值。监测人员通过监测与监控数据发现，张拉预应力钢绞线 采用油压控制和张拉伸长量控制，在张拉系桥梁上的一处钢绞线时，油压控制指标 满足，但是张拉伸长量达不到设计值，推断可能是张拉时卡在了中间某一段不能动 了。根据监测和监

15、控的数据，及时快速的解决了问题，保证了施工的进度和质量。3.3.积累技术资料近年来，人们对桥梁不仅有交通运输的实用价值，还有审美价值。在国内现在的 桥梁设计上，很多都采用了新颖的结构体系，在整个的施工过程中静定、超静定体 系需要比较复杂的转换，变成了复杂的结构受力，也具有多变的结构受力状态，甚 至有的时候和建成后的运行状态相比，更加不利。采用施工监测与监控方法可有效验证设计理论、方法及相应计算结果，为桥梁设计施工的安全性积累重要的基础资 料。诸如某箱形截面系杆拱桥的施工过程中，监测监控桥梁时可发现腹板混凝土浇 筑时，对拉断的拉筋、局部变形腹板、局部焊缝发生撕裂等情况，其主要原因就是 由于没有足

16、够的拉筋而导致的。结合监测此类型桥梁的实践经验，在监测和监控另 一特大跨径钢管混凝土系杆拱桥施工中，对其腹板对拉筋没有达到足够数量而及时 发现，因此，可提出将腹板对拉筋数量增加的处置方法，将腹板对拉筋数量增加，以确保桥梁继续顺利施工。诸如监测监控某大跨度钢管混凝土系杆拱桥施工时，发现拱脚几天就位移了60-68mm,60-68mm,这对于桥梁的施工是非常不利的。监测人员通过监 测和监控数据发现导致该情况的主要原因，并不是突然变化的桥面荷载，而是因系杆原来自然下垂，采用工字钢将其进行了20mm20mm 勺抬高，支承在桥面上的系杆由下垂 悬链线向水平直线变化，导致拱脚外移幅度较大。监测到此情况后应及

17、时向施工单 位通报，以采取张拉系杆的措施，以免发生不良后果。若只结合荷载变化对拱脚位 移进行关注，而对监测没有引起重视将可能发生不利后果。因此通过监测与监控技 术，及时的发现桥梁施工中存在的问题并解决，为桥梁施工积累了更多的技术经验， 促进桥梁施工安全顺利进行。桥梁施工监测1.1. 桥梁施工监测方法1)1) 几何形态监测无论采用什么施工方法， 桥梁结构在施工过程中都会或多或少的发生变形， 变形会受到各种因素的影响，使得桥梁结构在实际过程中的实际位置（立面标高， 平面位置）状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合拢，所以必须对桥梁实施几何监 控。几何形态监测的目的主要是获取 （识别）已形成的结构的实际

18、几何形态，其内容 包括高程、跨度、结构或缆索的线形、结构变形或位移等。它对施工控制、预报非 常关键。目前用于桥梁结构几何形态监测的主要仪器包括测距仪、水准仪、经纬仪、全站 仪等。对需全过程跟踪监测的结构几何形态参数的监测通过指定控制点的位置坐标 监测加以体现。对需定期监测的结构几何形态参数的监测是指对那些无需全过程监测的控制量进行的定期复核性的监测。目的是了解诸如桥墩 无超出设计范围的异常变形或变位，属于结构安全性监测。这些监测通常采用精密 水准仪、精密倾角仪等进行量测。为保证几何控制目标的顺利实现，每道工序的几 何控制误差允许范围也需要事先研究并确定下来。通常采用测距精度和测角精度不 低于规

19、定值如 （2mm+22mm+2卩口）和 2 2 的全站仪并结合固定高度发光体照准目标作 为需要全过程跟踪监测的三维几何形态参数（如悬索桥索塔位置、主索鞍位置、主缆 索和加劲梁线形、索夹位置等；斜拉桥索塔位置、斜拉索锚固位置、加劲梁平面位 置等；拱桥轴线线形、拱上结构位置等；连续刚构桥墩位、悬臂施工箱梁的平面位 置等）的监测手段；采用精密水准仪和铟钢水准尺联测、活动砧标视准线法观测和精密电子倾角仪倾角测量等作为一般高程、变形（ 位） 等的监测手段。对需全过程跟踪监测的结构几何形态参数的监测通过指定控制点的位置坐标监测加以体现。下面仅 列出两种主要桥梁常见施工控制标准，供参考。悬臂浇筑预应力混凝土

20、连续桥梁、连续刚构桥误差限值（mmmm）a a） 成桥后线形（标高） 5050。b b） 合龙相对高度 3030c c） 轴线按公路桥涵施工技术规范（ JTJ041-2000JTJ041-2000 ）执行。混凝土斜拉桥误差限值（mmmm 索塔 a a）轴线偏位：1010这种（ 塔 ） 、拱座、锚碇等有b b）倾斜度：w H/2500H/2500 且 w 3030 （或设计要求）（H H 为桥面以上塔高）c c） 塔顶高程： 101101） 。一般系在结构温度趋于恒定的时间区段内 （ 一般为夜间 10:0010:00 至次日凌晨 6:006:00） ， 利用桥址附近的施工平面和高程控制网，采用全

21、站仪并以安装在各控制点的高亮度 发光体和测距棱镜作为照准目标，进行多测回观测的极坐标和三角高程测量获取控 制测点三维大地坐标的测量，并通过坐标变换求出控制测点的施工设计位置坐标。在进行控制点位置坐标监测时，应同时对结构温度进行监测，只有在结构温度趋于 稳定后，所观测到的控制点位置坐标方可作为监测结果。对于结构温度趋于稳定的 标准问题， 根据经验可定为 : : 若以结构构件同一断面上的表面测点平均温度作为结构构件断面测试温度，则构件长度方向测试断面的最大温差一测试断面上测点温度的最大温差I I A t|t|应不超过C。对需定期监测的结构几何形态参数的监测, 是指对那些无需全过程监测的控制测计范围

22、的异常变形或变位,属于结构安全性监测。这些监测通常采用精密水准仪、精密倾角仪等进行观测。对于定期监测的数据,按照不同等级水准测量的国家规范 等有关标准规定的外业成果记录整理方法,采用手工记录、现场外业手簿计算水准 联测闭合差、测量中误差以及观测点的变位或变位值。对于全过程动态跟踪的几何 参数监测数据, 首先对在现场手工记录的角度、 距离等原始观测值进行100%100%的检查, 在观测数据满足有关规范、标准规定的限差的前提下,对观测成果进行必要的改正（ 如棱镜常数、气象条件 ） ,然后进行观测点的三维坐标转换 （ 一般需转换至施工设计 位置坐标 ） 。为确保桥梁施工放样和几何控制的精度, 施工现

23、场一般都建立有高精度的施工平面和高程控制网。在上述控制网的基础上,根据结构几何形态参数监测工作的可实 现性和现场操作便利性要求,在进行局部控制网优化处理后,便可形成监测控制网, 并以此作为结构几何形态参数监测的控制基准。由于几何形态参数监测结果将直接 反馈给施工控制系统,所以,不但要求其结果具有准确性,同时还要求数据整理要 及时。2 2） 结构截面的应力监测结构截面的应力 （ 包括混凝土应力、 钢筋应力、 钢结构应力等 ）监测是施工监测的主要内容之一，它是施工过程的安全预警系统，无论是拱桥、梁 拉桥和悬索桥，其结构某指定点的应力也同其几何位置一样，随着施工的推进，其 值是不断变化的。桥梁结构在

24、实际施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施 工监控要明确的一个重要问题。通过结构应力的检测来了解实际应力状态，若发现 实际应力状态与理论（计算）应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之 在允许范围内变化。不管是哪种桥梁，拱桥或者是斜拉桥，它们的结构特点的应力 位置基本都是一样的，而随着桥梁施工的不断推进，它们的数值也在跟随着变化。| | A t|t|应不超过 2 2C,在同量进行的定期复核性的监测，目的是了解诸如桥墩（ 塔 ） 、拱座、锚碇等有无超出设（ 刚构 ） 桥，还是斜在同一个时间段，它们的应力值也应该是与所预测的数值相同的。安全范围是否在 规定的范围之内，是施工控

25、制的一个关键因素，而唯一可以有效解决的方法是做好 监测工作。如果在监测过程当中出现了异常情况，应马上停工进行处理，并且查找 其中的原因进行及时解决。一般情况下，桥梁建设的周期都较长，因此，这种监测 方法就需要长期性连续作业。目前应力监测主要是采用电阻应变仪法、 钢弦式传感器法等。 对于要求适合于现 场的复杂情况、连续时间较长且量测过程始终要以初始零点作为起点的应力监测， 目前基本上均采用钢弦式传感器，其主要原因是钢弦式传感器具有良好的稳定性，具有应变累积功能，抗干扰能力较强，数据采集方便等优点。不足之处是其体积仍然较大，且由于通常要埋于结构内，容易在施工时被损坏而失效；且从实际情况看，钢弦式传

26、感器虽然较其它传感器优越，但总还是存在温度漂移和零点漂移等问题。对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定，主要包括：结构预加应力：结构预加应力除对张拉力实施双控（油表控制和伸长量控制， 伸长量误差允许在 6%6%以内）外，还必须考虑管道摩阻影响（对于后张结构）。3 3） 索力监测大跨桥梁采用斜拉桥、悬索桥等缆索承重结构越来越广泛，特别是跨径在 以上时基本是斜拉桥、悬索桥。斜拉桥的斜拉索、悬索桥主缆索及吊索索力是设计 的重要参数，也是施工监控实施中需要监测与调整的施工控制参数之一。 索力量测 效果将直接对结构的施工质量和施工状态产生影响。要在施工过程中比较准确地了解索力实际状态

27、，选择适当的量测方法和仪器，并设法消除现场量测中各种误差因（1 1）压力表量测法目前，索结构通常使用液压千斤顶张拉，由于千斤顶的张拉油 缸中的液压和张力有直接的关系，所以，只要测定张拉油缸的压力就可求得索力。1 1）结构在自重下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%+5%）。2 2）结构在施工荷载下的应力（实际应力与设计应力相差宜控制在+5%+5%)3 3）500m500m素的影响非常关键。可供现场量测的方法目前主要有3 3 种。使用 0.30.30.50.5 级的精密压力表，并事先通过标定，求得压力表所示液压和千斤顶张 拉力之间的关系，则利用压力表测定索力的精度也可达到(2)(2) 压力传

28、感器量测法：该法是指在悬索桥主缆索股或斜拉桥斜拉索等锚下安装 压力传感器，通过二次仪表读取拉索索力。这种方法量测的准确性高，稳定性较好， 易于长期监测，选择恰当的传感器除满足施工控制监测需要外，还可用于桥梁使用 过程中的索力量测。振动频率量测法是利用索力与索的振动频率之间存在对应关 系的特点。在已知索的长度、两端约束情况、分布质量等参数时通过测量索的振动 频率，进而计算出索的拉力。桥梁结构中的索并不处于绝对静止状态，而是时刻发 生着环境随机振动，且各阶频率混在一起，要用精密的检振器才能感受，通过频谱分析，根据功率谱图上的峰值才能判定其各阶频率。频率得到后即可据以求算索力。通常需经现场试验确定相

29、应的换算长度。振动频率法在实施中要求现场操作人员有定的经验。在监测中应根据实际情况选用最为合适的测试方法。为确保监测的准 确性，最好是上述两种或三种方法同时并用，互为校验，在掌握了某种关系和规律 后，也可采用以某种方法为主，以其他方法作为校核的方式进行大批量监测。(3)(3) 振动频率量测法这种方法是利用索力与索的振动频率之间存在对应关系的特 点，在已知索的长度、两端约束情况、分布质量等参数时通过测量索的振动频率，进而计算出索的拉力。根据弦振动理论，当张紧索抗弯刚度可忽略时1%1% 2%2%。现有的仪器及分析手段使频率测定精度可达0.005Hz0.005Hz 。当索的端部约束不明显时，( (

30、即柔性索 ) ) ，其动力平衡方程：mgmg X 2yt2-T2yx2=0(1)2yt2-T2yx2=0(1)式中: :y y 为横向坐标( (垂直于索的长度方向) ); ;x为纵向坐标( (沿索的长度方向) )；m m 为单位长度的质量；g g 为重力加速度；T T 为索的 张力； t t 为时间。若索的两端为铰接时，可得 ：T=4mL2n2gT=4mL2n2g X f2n(2)f2n(2) 式中 ：fnfn 为索的第n n 阶自振频率；L L 为索的计算长度；n n 为振动阶数。当索的抗弯刚度不能忽略( (即刚性索 ) ) ，且索的两端为铰接时，同样可根据动力平衡条件得到f2n-n2EIL

31、2(3)f2n-n2EIL2(3) 式中 ：EIEI 为索的抗弯刚度。桥梁结构中的索并不处于绝对静止状态， 而是随着环境变化随机振动，且各阶频率混在一起，要用精密的检振器才能感受，通过频谱分析，根据功率谱图上的峰值才能判定其各阶频率，频率得到后即可据以明显时，通常需经现场确定相应的换算长度。振动频率法要求现场操作人员有一定 的经验。在监测中应根据实际情况选用最为合适的测试方法。为确保监测的准确性， 最好是上述 2 2 种或 3 3 种方法同时并用，互为校验，在掌握了某种关系和规律后，也 可采用某种方法作校核的方式进行大批量监测。4)4) 预应力监测预应力水平监测方法这种方法是控制桥梁施工的一种

32、重要的监测措施。平是影响预应力桥梁 ( (如连续梁、连续刚构桥等 ) )施工控制的目标实现的主要因素之。在监测中主要是对预应力筋的张拉真实应力、预应力管道摩阻损失及其永存预 应力值进行监测。对于前者，通常在张拉时通过在张拉千斤顶与工作锚板之间设置：T=4mL2n2gT=4mL2n2g X求索力。现有的仪器及分析手段使频率测定精度可达0.005Hz0.005Hz 。当索的端部约束不预应力水压力传感器测得。对于后两者，可在指定截面的预应力筋上贴电阻应变片测其应力， 张拉应力与测得的应力之差即为该截面的预应力管道摩阻损失值。5 5） 温度温度监测对于大跨度桥，特别是斜拉桥、悬索桥等，其温度效应是十分

33、明显的。如斜拉桥斜拉索在温度变化时将相应伸长或缩短，直接影响主梁高程；悬索桥主缆出现变位，这些都会对主缆的架设、吊杆下料长度等产生很大影响；悬臂施工连续刚构（ 梁） 桥高程也将随温度的变化发生上（下）挠。由于在进行悬臂施工时，它的连 续刚构标高会跟随温度有所变化，所以，在进行桥梁施工时必须要控制好结构的温 度，从而才能掌握好合理的架设以及立模时间，准确测量出桥梁结构的温度效应， 这对于监控桥梁施工是十分重要的。因此，在大跨度桥梁施工过程中对结构的温度 进行监测寻求合理的立模、架设等时间，修正实测的结构状态的温度效应，对桥梁 按目标施工和实施施工监控是十分重要的。目前，结构温度的测量方法较多，包

34、括辐射测温法、电阻温度计测温法、热电偶 测温法等。每种方法的测量范围、精度和测量仪器的体积及测量繁杂程度都有所不 同，通常应选用体积小、附着性好、性能稳定、精度高且可进行长距离传输监测结 果的测温元件。对于悬索桥主缆架设期间的温度监测， 其重点应放在基准索股和一般索股上。 通索线形矢高将随温度的改变而变化，如果温度发生了改变，其索塔也会跟随改变，常沿跨长方向选择多点 （断面 ）进行测量，每一断面则沿索股周长上、下和左、右对 称布置温度传感器，并使其紧贴于索股表面股丝之间，确保所测温度是索股表面股 丝的真实温度，在基准索股线形观测的同时对各断面温度进行监测。在一般索股架 设时对基准索股和欲调一般

35、索股同时进行温度监测。根据基准索股和欲调索股的相 对温差计算其间的相对高差修正值。在监测悬索桥架设温度时，必须要放到一般以 及基准索股上，这也是一个重点。在一般情况下，进行测量时可以沿跨长的方向进 行多点的选择，对于每一个断面都可以沿着索股进行布置。再应用温度传感器测量， 同时要紧贴在索股和股丝之间，这样才能保证测量的温度具有准确性。架设一般索 股时，可以对一般以及基准索股同时监测，再根据它们的温差进行有效的修正，算出准确值。对斜拉桥斜拉索、 悬索桥主缆等成缆结构的温度状态确定正确与否，对连续刚构梁体、 斜拉桥和悬索桥索塔等混凝土结构的温度测量包括表面温度测 量和体内温度测量两方面。对结构表面

36、温度采用表面温度点测计测量，点测计测量 灵活性大，可对任意点处的表温进行测量；对体内温度测量通常是将选好的温度传将直接影响其主梁立模标高的确定和加劲梁吊装架设的控制计算。由于钢丝间的空隙影响，索横截面内的温度场分布很不均匀，根据国内外经验，对直径较小的缆索，其平均温度可取主缆表面测点温度的平均值，但对直径超过60cm60cm 的缆索，应对其表面测点的平均温度进行适当地修正才能作为其平均温度（ 即计算温度取用值 ） 。感器贴在钢筋上，在作防潮和防机械损伤处理后埋入指定截面的混凝土体内并引出 导线，通过温度测量显示仪读取温度值。由于大跨度桥梁结构的结构温度是一个复杂的随机变量，它与桥梁所处的地理位

37、置、方向、自然条件 风向、日照辐射强度 ) ) 、组成构件的材料等因素有着密切的关系，设计中很难预计施 工期间的结构实际温度。一般情况下， 桥梁的结构温度会随时发生改变， 也是相对复杂的， 与它的自然条 件以及地理位置、构成材料以及方向等各个方面都有着一定的联系。在设计过程当 中很难判断出它的具体温度，所以，为保证大桥施工达到设计要求的内力状态和线 形，必须对结构实际温度进行实地监测，监测时要特别注意对结构局部温度与整体 温度相结合的测量，只有准确掌握了施工结构整体温度分布状态才能有效地克服温 度对施工结构行为的影响，并且在进行监测时必须要注意到它的结构是否发生了改 变，要把局部与整体的温度相

38、结合进行监测，必须要准确地掌握桥梁的整体温度， 以及它的分布状态，从而进一步掌握施工结构是否受到了温度的作用，可以及时做好调整。因此，为保证大桥施工达到设计要求的内力状态和线形， 行实地监测。监测时要特别注意对结构局部温度与整体温度相结合的测量，只有准 确掌握了施工结构整体温度分布状态才能有效地克服温度对施工结构行为的影响。6)6) 稳定监控：( ( 如环境气温、当时风逵必须对结构实际温度进桥梁的稳定性得到越来越多的重视，但主要还是注重于桥梁建成后的稳定计算。对施工过程中可能出现的失稳现象还没有可靠的检测手段，尤其是随着桥梁跨径的 增长、受动荷载或突发情况的影响，还没有快速反应系统。为此，应建

39、立一套完整 的稳定监控系统。目前主要通过稳定分析计算（稳定安全系统），并结合结构应力、 变形情况来综合评定、控制其稳定性。7 7） 安全监控：桥梁施工过程中的结构安全监控是桥梁施工控制的重要内容， 程中的结构安全，才谈得上其他控制与桥梁的建成。其实，桥梁施工安全控制是上 述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现、上述各项得到了控制，安全也得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安全问题除外）。施工控制的目的， 就是建立以施工为中心且拥有实用的测试技术和现场计算分析 技术的施工监测和控制技术系统，实时监测各施工阶段的主要控制参数，并通过计 算分析及时预测得出各施工阶段的主要控制参数，指导和控制施工

40、，确保桥梁线形， 控制施工内力及变形，保证桥梁正常使用的安全性。大型桥梁的施工控制是一个：施工-量测-识别-修正-预报-施工的循环过 程，施工控制的最基本要求是确保施工中结构物的安全，其次必须保证结构物的外只有保证了施工过四、桥梁施工控制验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于2%2%。形和内力状态符合设计要求。施工监测的方法很多，具体应根据监测对象、监测目 的、监测频度、监测时间长短等情况选定方便、可靠的监测方法。1.1.桥梁施工控制的内容(1)(1) 结构变形控制变形，加之施工过程中各种误差的累积，因此任何一个结构不可能达到与设计尺寸 完全的吻合，故要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，并将

41、其降到允许的程度。桥梁施工中对结构的最终误差应按公路桥涵施工技术规范 把尺寸偏差控制在一定范围内。(2)(2) 结构应力控制结构应力控制好与坏，在外观检查时不易发现。但是，如果结构实际应力状态与 设计应力状态不符，将会对结构造成危害，并较之结构变形的影响为大，所以，在 对桥梁进行施工控制时，尤其要注意对结构应力的监控。1)1) 施加预应力的一般规定确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。所用压力表的精度不宜低于桥梁结构尺寸的控制是施工控制的基本要求。但结构在施工形成过程中均要产生(JTJ041-89)(JTJ041-89) 的规定，张拉机具与锚具应在进场时进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验

42、， 以1.51.5 级；校预应力钢材用应力控制方法张拉时， 应以伸长值进行校核， 实际伸长值与理论值之差应控制在 6%6%以内。2)2) 其它桥梁体系内力控制悬索桥主缆索和吊杆拉力允许偏差为(3)(3) 结构稳定性控制桥梁结构的稳定关系到桥梁的安全，它与桥梁的强度有同等重要的意义。世界上 曾经有过不少桥梁在施工过程中，由于失稳而导致全桥破坏的例子，最典型是加拿 大的 QuebecQuebec 桥。该桥南侧锚碇架快完工时，由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而发生突 然崩塌坠落。我国四川州河大桥也因悬臂体系的主梁在吊装主跨中段时承受过大的 轴力而失稳破坏。因此，桥梁施工过程中不仅要严格控制变形和应力，而且

43、要严格 控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。(1)(1) 钢桥钢桥在施工架设过程中应保证横向和纵向的倾覆稳定性，除预应力混凝土结构主要控制预加力外，其它桥梁体系的结构应力状态应尽量与设计应力状态相符，若产生偏差，其偏差不超过5%5%。斜拉桥复测斜拉索张拉力允许偏差为5%5%；稳定系数不小于 1.31.3 。结构单肢长细比应小于规范容许值。钢筋混凝土及预应力混凝土结构钢筋混凝土及预应力混凝土结构的稳定， 心受压公式计算。当细长比入大于规范所列数值时，可按临界力控制稳定，其稳定系数应大于 4 45 5。考虑到施工过程时间短，其稳定安全系数至少大于2.2.影响桥梁施工控制的因素结构参数是指施工控

44、制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析 结果。结构参数主要包括下列内容。(1)(1)材料容重：是引起结构内力与变形的重要因素，例如混凝土材料及钢筋 含量对钢筋混凝土容重的取值有很大影响。在计算中，由于假定的容重的数值和实 际的容重是存在差异的，施工控制中必须对其进行准确识别。(2)(2)结构部件截面尺寸：任何施工都存在误差，这种误差值将直接导致截面 特性误差，从而影响了结构内力和变形的分析结果。截面尺寸误差通常控制在规范 允许的范围内。(3)(3)材料弹性模量：材料弹性模量和结构变形有直接的关系，施工成品的弹 性模量与设计采用值是不一致的，所以在施工过程中，要根据施工进度经常性地

45、进 行现场实际抽样试验，作必要的修正。(4)(4)材料的热膨胀系数：热膨胀系数的准确与否也将对施工控制带来影响，例如合拢段施工等，尤其对钢结构要特别注意。(5)(5)施工荷载：施工荷载取值误差，对内力和变形均有影响，故不能忽视(6)(6) 预加应力：索力梁的预应力是预应力混凝土结构内力和变形控制的重要 参数，施工控制要对其误差作合理控制。面对斜拉桥、斜拉索力的控制直接影响梁 的标高和塔的倾斜值，因而预应应按轴3 3。力或索力是梁和斜拉桥控制的主要因素。施工因素无论怎样优秀的施工单位， 即使是掌握了先进的施工技术和新颖的施工 设备以及良好的施工管理，也不可避免地存在施工误差，例如构件制作、安装误

46、差 等。这些误差直接影响了施工控制，反过来，使这些误差均控制在规范允许范围之 内，优化在调试的控制之中，最终实施的结果才能符合理想的结构形态要求。3.3.桥梁施工控制的分析方法1 1)前进分析：前进分析的目的在于确定成桥结构及各施工阶段的受力状态。这种计 算的特点是：随着施工阶段的推进，结构形式、边界约束、荷载形式在不断改变， 前期结构发生突变和几何位置的改变，因而，前一阶段结构状态将是本次施工阶段 结构分析的基础，前进分析的计算可按有限元方法进行。2 2)倒退分析：倒退分析的基本思想是假定时刻结构内力分布满足前进分析时刻的 结果，线形满足设计轴线。在此初始状态下，按照前进分析的逆过程，对结构

47、进行 倒拆，分析每次卸除一个施工段对剩余结构的影响，在一个阶段内分析得到的结构位移、内力便是理想施工状态。（3 3）误差分析：为了能及时有效地将实测数据（体系本身的变化、挠度、应力、现场气温等） 、调整参数信息、误差信息反馈到实际施工控制中，指导现场施工作 业，可编制基于现代控制论中的随机最优控制理论和有限元法的计算程序，建立现 场计算机工作站（EWSEWS，将实测结构控制参数输入，得出有效调整量，获得最优调 整方案，同时预告下阶段结构状态。4.4.桥梁施工控制的方法桥梁施工控制技术， 就是把现代控制理论应用在桥梁施工过程中， 程中，桥梁结构的内力、变形一直处于允许的安全范围内，确保最终的实际

48、桥梁变 形和内力符合设计理想的变形和内力的要求。桥梁结构设计时，参数的选取 （如材料特性、密度、截面特性等 ） 、施工状况的确定（ 施工荷载、混凝土收缩徐变、预应力损失、温度、湿度、时间等参数 析模型等诸多因素的影响，以及混凝土材料的非均匀性和不稳定性，大跨度预应力 混凝土连续梁、T T 型刚结构、连续刚结构等梁桥施工过程中结构的实际状态与设计状态很难完全吻合。因此在桥梁施工过程中，必须对施工预拱度、主梁体内的应力误差容许值控制法。确保在施工过） 和结构分等进行严格的施工控制。目前施工控制方法主要有三种是采用纠偏终点控制法；二是应用现代控制理论中的自适应控制法；三是设计时给予主梁标高和内力最大的(1)(1) 纠偏终点控制纠偏终点控制的方法，即在施工过程中，对产生主梁线形偏差的因素跟踪控制，(2)(2) 自适应控制自适应控制法也称为参数识别修正法，