特大桥×mT主桥转动体系变形监测方案

1、武汉至黄石石城际铁铁路大花花岭下行行线特大大桥2488mT主主桥转动体系变变形监测测方案天津中建建建筑技术术发展有有限公司司2014年年8月11日目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc395596027 一、工程概况 天津中建建筑技术发展有限公司武汉至黄石石城际铁铁路大花花岭下行行线特大大桥2488mT主主桥转动体系变变形监测测方案一、工程概概况大花岭下行行线特大大桥（起起讫里程程为GXXSJDDK1+0922.7335GGXSJJDK22+8447.008）全全长17754.3455m，是是连接京京广线大大花岭站站和大花花岭货场场的下行行疏解线线的一部部分。于

2、于（GXXSJDDK2+0988.7GXSSJDKK2+1110）处处斜跨京京广线，与与营业线线夹角为为39，第330332孔跨跨京广铁铁路采用用2448mTT构转体体。二、监测目目的转体施工监监测监控控是为确确保大桥桥结构转转体施工工安全和和施工质质量所采采取的必必要技术术措施。监监测监控控将通过过结构计计算与测测试分析析，对施施工过程程中结构构的稳定定、线型型和应力力状态的的控制提提供依据据，对施施工过程程结构状状态的变变化进行行预测并并提出有有效的控控制措施施，为施施工各阶阶段的指指挥决策策提供必必要的数数据，以以保证施施工阶段段的结构构安全，优优化施工工工序，提提高施工工质量，并并为转

3、体体桥梁的的设计和和施工积积累经验验；此外外，监测测监控过过程中产产生的大大量技术术数据还还将作为为桥梁技技术档案案资料的的一部分分，为桥桥梁运营营期间的的技术管管理和技技术评估估提供重重要依据据。三、监测项项目转动过程中中，在竖竖平面内内由于不不平衡力力矩使球球铰转动动体系产产生0.1(rrad)的微小小转动时时，在转转体悬臂臂段的端端部就会会产生大大约111mm的的竖向位位移。因因此，对对转动体体部分进进行精确确地称重重试验，对对不平衡衡力矩、偏偏心距、摩摩阻力矩矩及静摩摩擦系数数进行准准确的测测试，及及精确控控制悬臂臂段的标标高和转转体体系系的质量量平衡，提提高体系系的抗倾倾覆稳定定能力

4、，成成为保证证施工质质量、顺顺利完成成边跨合合拢段施施工的重重要环节节。本工工程设置置监测项项目如下下：1、称重试试验、不平衡衡力矩监监测、重重心调整整；2、静摩擦擦系数试试验及上上转盘倾倾斜变形形观测；3、转体过过程中梁梁端的转转动姿态态监测及及运行轨轨迹跟踪踪监测；4、转速观观测；5、合拢轴轴线对接接监控；6、转体过过程关键键截面钢钢筋应力力和混凝凝土裂缝缝监测；7、转体到到位后，箱梁顶顶升和落落位过程程中的控控制截面面钢筋受受力和混混凝土裂裂缝监测测；四、准备阶阶段监测测内容及及方法1、收集下下承台在在施工阶阶段及预预压阶段段的沉降降数据，收收集下球球较施工时平平整度的的测量数数据。2、

5、静置阶阶段转体段施工工支撑支支架拆除除前对各各观测点点进行观观测并作作为原始始记录，支支架拆除除完成后后静置224小时时，每22个小时时对观测测点进行行测量，并并进行记记录（标标高、位位置、测测量温度度等），若若有异常常（如观观测点标标高突变变等），立立即通知知相关人人员对结结构进行行检查，并并进行复复测。静置过程中中技术人人员和质质检人员员等对转转盘、墩梁固固结以及及梁体等等结构进进行检查查，检查查是否有有裂缝等等现象发发生，进进行记录录，若有有及时向向指挥组组、专家家组汇报报，并按按指令进进行操作作。3、称重试试验及关关键参数数测试转体部分施施工完成成后，为为确定是是否需要要设置配配重，确

6、确保转体体过程的的顺利进进行，拟拟进行桥桥梁转动动体部分分称重试试验，对对不平衡衡力矩、偏偏心距、摩摩阻力矩矩及静摩摩擦系数数进行测测试。(1)准备备工作称重前将撑撑脚上设设置的型型钢支撑撑解除，2小时后测量撑脚与滑道间隙，若间隙大于8mm，则通过抄垫四氟板或不锈钢板控制其在5mm8mm。(2)测量量、计算算在转动体的的临时支支承处布布置8台手动动式油缸缸，在每每台油缸缸上设置置荷重传传感器，测测试试验验过程中中临时支支点的支支反力值值，各反力力值之和和即为转动动体的重重量。在在球铰上上转盘四四周布置置4个百分分表，用用以判断断转动体体在称重重试验过过程中是是否发生生转动。(3)测试试方法及及

7、分析施工支架拆拆除后，转转动体的的平衡体体系将出出现下列列两种情情况:转动体球球铰摩阻阻力矩小于转转动体不不平衡力力矩当转动体球球铰摩阻阻力矩小于转转动体不不平衡力力矩时，意意味着支支架拆除除后，转转动体部部分在自自身的不不平衡力力矩作用用下发生生转动。此此时进行行不平衡衡称重试试验，转转动体东东侧支点点落顶，使使转动体体在沿梁梁轴线的的竖平面面内发生生顺时针针方向微微小转动动，同时时西侧支支反力为为零。然然后东侧侧支点升升顶，发发生逆时时针时针针方向微微小转动动，同时时西侧支支反力为为零。转动体球球铰摩阻阻力矩大于转转动体不不平衡力力矩当转动体球球铰摩阻阻力矩大于转转动体不不平衡力力矩时，意

8、意味着支支架拆除除后，转转动体部部分在自自身的不不平衡力力矩作用用下不能能发生转转动。此此时进行行不平衡衡称重试试验，分分别从转转动体东东、西侧侧支点顶顶梁，使使转动体体在沿梁梁轴线的的竖平面面内发生生逆时针针、顺时时针方向向微小转转动，记记录转动动过程中中荷重传传感器示示值和百百分表读读数。(4)转动动体球铰铰静摩擦擦系数的的分析计计算称重试验时时，转动动体球铰铰在沿梁梁轴线的的竖平面面内发生生逆时针针、顺时时针方向向微小转转动即微微小角度度的竖转转。摩阻阻力矩为为摩擦面面每个微微面积上上的摩擦擦力对过过球铰中中心竖转转法线的的力矩之之和。最后利用相相关公式式依次求求出转动动体不平平衡力矩矩

9、、转动动体球铰铰摩阻力力矩、转转动体偏偏心矩和和转动体体球铰静静摩擦系系数。4、重心调调整转动前需对对桥梁进进行重心心调整。调整时应根据称重结果所测得的不平衡弯矩，确定配重重量。调整重心在边跨侧距球铰中心510cm之间，形成球铰、边跨侧2个撑脚同时支撑的三点支撑状态。五、试转体体阶段监监测内容容和方法法1、转体控控制传感感器安装装，控制制通讯线线连接，并并进行调调试。2、对测量量观测点点进行观观测，清清除所有有阻挡视视线的构构件，并并对原始始数据进进行记录录。3、认真检检查整体体平转系系统的工工作情况况(锚点结结构、钢钢绞线、液液压泵站站、计算算机控制制系统、传传感检测测系统等等)。4、每分钟

10、钟转速，即即每分钟钟转动主主桥的角角度(角速度度)、悬臂臂端所转转动的水水平弧线线距离，即即将转体体实际转转动的角角速度、线线速度控控制在设设计要求求范围内内。5、控制采采取点动动式操作作，测量量组测量量每点动动1次悬臂臂端所转转动水平平弧线距距离的数数据，为为转体初初步到位位后，进进行精确确定位提提供操作作依据。六、正式转转体阶段段监测内内容和方方法1、上转盘盘倾斜变形形的监测测方法上转盘承托托着桥梁梁的全部部荷载构构件，转转体过程程中它的的平稳程程度是转转体能否否成功的的关键。通通过对它它的垂直直位移变变形进行行监控，可可以确定定它的承承载面的的平整度度变化情情况，从从而监控控转动体体的倾

11、斜斜变化程程度，以以保证施施工的安安全。由由于转体体工作动动态进行行，为实实时掌握握其变化化情况，拟拟采用静静力水准准自动化化监测系系统对上上转盘的的均匀沉沉降情况况进行监监测。(1)静力力水准监监测原理理静力水准系系统又称称连通管管水准仪仪，系统统至少由由两个观观测点组组成，每每个观测测点安装装一套静静力水准准仪。静静力水准准仪的贮贮液容器器相互用用通液管管完全连连通，贮贮液容器器内注入入液体，当当液体液液面完全全静止后后系统中中所有连连通容器器内的液液面应同同在一个个大地水水准面上上O，此时时每一容容器的液液位由传传感器测测出，即即初始液液位值分分别为：H100、H200、H300、H40

12、0、Hi00，如下下图所示示：假设被测物物体测点点1作为基基准点，测测点2的地基基下沉，测测点3的地基基上升，测测点4的地基基不变等等等，当当系统内内液面达达到平衡衡静止后后形成新新的水准准面ii0，则则各测点点连通容容器内的的新液位位值分别别为：HH1、H2、H3、H4Hii，各测测点液位位变化量量分别计计算为：h11=H11-H110、h2=H2-H200、h33=H33-H330、h4=H4-H400hii=Hii-Hii0。其其中计算算结果：hii为正值值表示该该测点贮贮液容器器内的液液面升高高，hhi为负负值表示示该测点点贮液容容器内的的液面降降低，如如下图所所示：拟采用的静静力水准

13、准自动化化监测系系统是一一种精密密液位测测量系统统，各传传感器容容器使用用通液管管连接，每每一容器器的液位位由一精精密振弦弦式传感感器测得得，传感感器下挂挂一浮筒，当当容器液液位发生生变化时时，浮筒筒所受的的浮力即即被传感感器感应应，通过过接收传传感器的的变形信信号来计计算物理理变形量量。组成成示意见见下图。(2)监测测点的设设置拟在上转盘盘的纵横横轴线各各对称布布设2个监测测点，如如下图所所示：安装方式：每一套套静力水水准系统统中（一一条监测测管线）配配备一支支带有干干燥管的的传感器器和一只只传感器器通气管管与容器器通气管管已经联联好的传传感器。带带有干燥燥管的传传感器做做为系统统的基准准点

14、，传传感器通通气管和和储液筒筒通气管管已经连连接在一一起的可可定为系系统的最最后一个个测点（也也可作为为基准点点）。现场安装前前，仪器器安装点点位需进进行高程程测量，以以便使一一套监测测系统的的各测点点传感器器能安装装在同一一高程。仪器配套的的“L”形形钢板一一面有22个孔，用用于固定定于结构构面；另另一面有有7个孔，中中间3个孔用于于固定容容器，外外围4个孔用于于在支墩墩上安装装。首先先将“LL”形钢钢板用膨膨胀螺栓栓或锚栓栓稳固固固定于监监测结构构面上。尽尽量保证证传感器器安装面面处于水水平状态态，以便便于后期期安装。用用配套的的螺纹支支撑杆将将传感器器安装于于“L”形形钢板上上，使用用水

15、平尺尺测量、调调整容器器，使平平面水平平、立面面垂直，调调平后用用活扳手手将螺纹纹支撑杆杆的螺母母拧紧（通通过调节节螺纹支支撑杆可可对传感感器安装装高程进进行小幅幅度调整整）。容容器底座座（支架架）的固固定方式式见下图图所示。测点传感器器安装、固固定工作作结束后后，可进进行通液液管联接接、铺设设工作。容容器的底底部装有有通液管管三通，首首、末两两端传感感器三通通配有丝丝堵，安安装时注注意区分分。根据据需要联联接的两两个测点点间的距距离，裁裁取通液液管，留留有一定定的富裕裕量，两两个测点点间的通通液管安安装好后后，管线线中间应应比两端端低，这这样有利利于排除除空气。管管线铺设设时，应应避免打打折

16、、扭扭曲和划划伤。管管线必须须紧固、可可靠连接接在三通通上，以以免漏液液。充液前应仔仔细检查查通液管管联接情情况。确确定各个个测点通通液管均均妥善联联接，首首、末测测点三通通均有丝丝堵。为为避免结结钙，在在系统内内应充入入去气的的纯净水水，可通通过任意意储液筒筒对系统统充液。(3)监测测精度分分析分析参照下下图，监监测点AA、B为纵轴轴线上的的监测点点，如果果A点发生生沉降情情况，沉沉降至AA点，则则观测点点B抬升至至B点，静力力水准的的测量系系统精度度为1mmm，灵灵敏度为为0.11mm，充分反反映转体体过程中中重量偏偏心对转转盘平整整度的影影响，及及时对重重心进行行调整，避避免重心心偏移较

17、较大造成成失稳。(4)数据据采集、信信息化传传递A、将传感感器线缆缆连接至至数据采采集箱，连连接到数数据采集集模块的的串口上上观测线缆缆走线：观测线线缆变形监监测工程程中的重重要组成成部分，和和仪器的的安装、埋埋设同等等重要。为为了防止止破坏后后无法修修复，多多采用明明线敷设设，个别别位置可可架空或或套护管管保护。电源供供电：采采用高精精度122VDCC稳压电电源，为为数据采采集器及及其内部部电池和和传感器器供电。 B、无线数数据传输输系统建建立利用DTUU(Daata Traansffer uniit)设设备建立立无线数数据采集集测量系系统，将将串口数数据转换换为IPP数据或或将IPP数据转

18、转换为串串口数据据通过无无线通信信网络与与主控计计算机之之间进行行数据传送送。主要要程序如如下：购买能能进行GGPRSS数据传传输的SSIM手手机卡，安安装在ZZWG23AA DTTU模块块中；按装虚拟拟串口服服务器，设设置虚拟拟串口；按装装DTUU 通用用配置工工具,将将“SIIM卡号号”和“主主数据中中心站域域名”（网网上下载载申请免免费的花花生壳域域名）进进行配置置，将DDTU与与数据采采集模块块相连接接；开开通Innterrnett Exxploorerr互连网网.等待待ZWGG233A与微微机虚拟拟串口的的自动连连接,当当ZWGG233A DDTU模模块上的的ACTT绿色指指示点亮亮

19、时既可可进行数数据采集集。C、数据采采集根据实际情情况需要要，利用用管理软软件设置置观测频频率为每每3分钟钟观测一一次。采采集模块块按照程程序指令令采集数数据，并并上传至至计算机机发布软软件。系统最大特特点是在在视窗下下,进行行各采集集模块各各点的实实时测量量、快捷捷、方便便、透明明、准确确、省时时省力。2、转体过过程中梁梁端的不不平衡监监测及运运行轨迹迹跟踪监监测(1) 转转体过程程中梁端端的不平平衡监测测转体过程中中梁端的的平衡稳稳定是转转体成功功的关键键，为实实时跟踪踪其竖向向平衡稳稳定状况况，拟采采用静力力水准自自动化监监测系统统对梁端端在转体体过程中中的平衡衡情况进进行监测测。共布布

20、设5个监测测点，示示意简图图如下：监测原理、埋埋设方式式同上转转盘垂直直位移变变形的监监测方法法，数据据采集频频率设为为每1分钟采采集一次次。(2) 梁梁端运行行轨迹跟跟踪监测测为掌握梁端端在转体体过程中中的运行行轨迹、及及时调控控转体速速度、实实时分析析梁端的的平衡稳稳定状况况，拟对对梁端运运行轨迹迹进行跟跟踪观测测。观测方法：利用全全站仪极极坐标法法。观测点设置置：在转转体梁的的两端轴轴线位置置设置观观测点，埋埋设陪同同棱镜杆杆，安装装棱镜体体。观测过程：如下图图所示：A、B为转体体段两端端点的轴轴线点，C为设站点。根据现场施施工坐标标系建立立控制网网（根据据现场通通视情况况确定），C为控

21、制网点，精确求得控制点C的测站坐标。每三分钟对A、B的坐标采集一次，求得梁端在转体过程中的运行轨迹。根据转体过过程中对对梁端运运行轨迹迹跟踪监监测及不不平衡监监测，动动态掌握握其在各各个位置置的变形形情况，及及时反馈馈变形信信息，以以指导转转体施工工。3、合拢轴轴线对接接监控的的测量方方法根据现场实实际情况况，拟采采用视准准线法对对合拢轴轴线对接接进行监监控。具具体操作作方法：AB为固固定桥段段、CDD为转体体桥段；在梁桥桥段的端端点中线线位置设设置测量量点位，A为设站点、B为定向点、C和D为观测点；在A点架设全站仪，后视B点进行定向；对水平度盘进行制动，倒转镜头；转体结构到达设计位置(主梁悬

22、臂段中心点距离设计桥轴线100 cm)时，系统“暂停”，为防止结构超转，先借助惯性运行结束后，动力系统改由“手动”状态下点动操作。每点动操作一次，跟踪观测点C和观测点D，（可用钢板尺测量C点偏差距离）。至A、C、D在同一直线为止，结构轴线精确就位。另：根据梁梁端运行行轨迹跟跟踪情况况进行校校核。4、转速观观测在滑道上做做好线速速度控制制标记，根根据其设设计的平平转角速速度，计计算出相相应于上上转盘外外侧的平平均线速速度。在在上转盘盘外缘贴贴上坐标标米格纸纸带，在在转体过过程中精精确计时时，观测测米格纸纸带的刻刻度，计计算其转转体速度度。5、巡视监监测在转体过程程中，技技术人员员和质检检人员等等

23、对转盘盘、墩梁梁固结以以及梁体体等结构构进行检检查，检检查是否否有裂缝缝等现象象发生，进进行记录录，若有有及时向向指挥组组、专家家组汇报报，并按按指令进进行操作作。七、其他监监测内容容和方法法1、微调精精确定位位监测(1)转体体就位后后，对转转体梁段段全面测测量检查查，计算算出就位位轴线及及高程偏偏差值。(2)在上上转盘与与承台间间，对称称于转盘盘中心，在在桥轴线线两侧采采用微调调油缸精精确调整整梁体整整体横桥桥向的倾倾斜。(3)在墩墩里程线线前后采采用微调调油缸精精确调整整梁体整整体顺桥桥向的倾倾斜，梁体体两端与与边跨线线浇段能能较好的的顺接完成后，全全面测定定转体梁梁段的轴轴线及标标高。严格掌握结结构的尺尺寸和重重量，其其尺寸允允许偏差差为55mm，重重量偏差差不得超超过22%，桥桥体轴线线平面允允许偏差差为122mm，轴轴线立面面允许偏偏差为10mmm。2、悬臂段段根部应应变监测测为掌握结构构关键部部位的受受力及变变形情况况，在转转体过程程中和转转体到位位后的箱箱梁顶升升、支座座安装和和箱梁落落位过程程中，对对悬臂段段根部及及对应的的梁顶面面位置进进行混凝凝土应变变监测，每每个监测测剖面均均匀布设设6个监测测点，示示意简图图如下：监测元件采采用埋入入式混凝凝土应变变计，数数据采集集利用用用频率测测定仪测测钢弦受受力变形形后的频频率值，求得混凝土的应变情