100m连续梁施工监控方案ppt课件
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影响结构线形及内力的基本参数由很多个，需测定的
参数主要有： （1） 混凝土弹性模量；（2） 预应力钢绞线弹性模量；
（3） 恒载；（4） 混凝土收缩、徐变系数，按照规范采用； （5） 材料热胀系数；（6） 施工临时荷载；（7） 预应力 孔道摩阻系数；（8） 实际预应力的施加系数。
4 桥梁施工控制结构分析
20
40
实测位移 计算位移 实测拟合
（a） 混凝土浇筑位移比
距墩中心距离(m)
60
8010021#来自张拉位移0.0200 0.0150 0.0100
实测位移 计算位移 实测拟合
竖向位移(m)
0.0050
0.0000
距墩中心距离(m)
-100 -80 -60 -40 -20
0
20
40
60
80 100
（b）预应力张拉位对比
7 误差分析与识别
7.3 成桥线形与理想线形的对比
拱度(m)
0.120 0.100 0.080
铺装二期恒载后梁体线形
实测线形 理想线形
0.060
0.040 0.020
距30#墩梁端部距离
0.000 -0.020 0
50
100
150
200
250
300
350
400
某桥二期恒载铺装后全桥线形对比图
7 误差分析与识别
由于在梁段浇筑完成后，除张拉预备预应力索外， 基本没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未 浇筑梁段的立模标高上做出调整，所以，要保证本桥 控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可 能准确的预测，依靠预测控制。
8 施工控制流程
由于已完成阶段的不可控性以及施工中对线形 误差的纠正措施的有限性，控制误差的发生就显得 极为重要，所以施工中采用自适应控制法对其进行 控制。基本思路为当结构的实测状态与模型计算结 果不符时，通常将误差输入到参数辨别算法中去调 整计算模型的参数，使模型的输出结果与实测结果 一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施 工阶段的理想状态，经过几个阶段的反复识别后， 计算模型就基本与实际结构一致，从而对施工过程 进行有效控制。
线形满足设计要求； （2） 计算每一阶段的梁体的合理状态及内力，
作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的应力和 位移测试结果进行误差分析的依据。
4 桥梁施工控制结构分析
4.4 立模标高的确定
5 应力监控
应力监控是连续梁桥施工监控的主要内容之一， 它是施工过程中的安全预警系统，是对桥梁的实际 受力状态进行评判和确保施工安全顺利的主要依据。 结构某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。 5.1 应力测试仪器及测试原理
图12 某桥施工阶段移比较图
7 误差分析与识别
7.2 梁体理想位置与实际位置的比较
21#块浇筑后线形对比图
-100
-50
拱度(m)
0.1200 0.1000 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 0.0000
0
实际线形 理想线形
距墩中心距离(m)
50
100
某桥21#块混凝土浇筑后线形对比
6 线形监测
6.1 误差控制标准
本桥施工控制的最终目标是：使成桥后的线形与设计成 桥线形的所有各点的误差均满足《客运专线桥涵工程施工 质量验收暂行标准》规定，成桥线形与设计线形误差在＋ 1.5cm和-0.5cm之间，合拢误差在1.5cm以内。根据这一目 标，在每一施工步骤中制订了如下的误差控制水平：
0#
0#
1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15#
1
2
3
4
5
6
7
5 应力监控
5.3 测试内容
应力监测针对施工的每个主要施工阶段进行，在每个施工 阶段都进行监测，各阶段根据施工进度进行测试，各阶段应 力监测主要包括： （1） 混凝土浇筑前的应力测试； （2） 混凝土浇筑后、预应力张拉前的应力测试； （3） 预应力张拉后、挂篮行走前的应力测试； （4） 挂篮行走后的应力测试； （5） 在每一阶段测试完毕后应对测试结果进行分析、比较， 若存在误差分析原因； （6） 根据测试结果，分析该桥在成桥时恒载下的应力状态。
前期结构计算分析 预告变位和立模标高
施工 测量 误差分析 修改计算参数 结构计算
主梁标高、悬臂端挠 度、有效预应力、温 度、弹性模量、收缩 徐变系数
主梁标高误差 预应力张拉误 差 弹性模量误差 温度影响 徐变影响 计算图式误差
施工控制流程图
2 自适应施工控制系统
参数估计算法
修改理想状态
施工理 + 想状态
控制量输入
参数调节
计算结果 有限元计算模型
e
实际结构
实测结果
控制调整量 控制量反馈计算
施工 结果 输出
3 参数识别
在本桥的施工控制中按照自适应控制思路，采用“最小 二乘法”进行参数识别和误差分析，利用实测数据与理论值 的对比，根据各参数对位移的影响矩阵，可以得到该参数的 实际值。
1 施工监控的意义和目的
对于分阶段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续 梁桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构 参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇阶 段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成 果对误差进行分析、预测和对下一阶段立模标高进 行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、保证合拢 段悬臂标高的相对偏差不大于规定值。
2 自适应施工控制系统
对于预应力混凝土连续梁桥，施工中每个工况 的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原 因是有限元计算模型中的计算参数取值，主要是混 凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数等，与施 工中的实际情况有一定的差距。要得到比较准确的 控制调整量，必须根据施工中实测到的结构反应修 正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实 际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学 规律。
7.4 误差分析与识别
应力(MPa)
18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0
0
31#墩中卫侧5#块顶板应力测试结果
50
100
487017# 485037# 计算结果
150
天数(d) 200
某桥应力结果对比图
8 施工控制流程
施工控制按照施工→量测→识别→修正→预告→ 施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想 状态顺利推进。由于实际上不论是理论分析得到的理 想状态还是实际施工都存在误差，所以，对本桥进行 施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、 调整，对结构未来状态做出预测。
钢弦式混凝土应变计。
5 应力监控
5.2 监测断面及仪器布置
主梁测试断面选择边跨L/2，中跨L/8、L/4、3L/8、L/2、 支点等关键截面，共7个测试断面，测试截面布置。
1
2
3
4
5
6
7
15# 14# 13# 12# 11# 10# 9# 8# 7# 6# 5# 4# 3# 2# 1#
0#
0#
1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 13# 12# 11# 10# 9# 8# 7# 6# 5# 4# 3# 2# 1#
7 误差分析与识别
在每一施工阶段，对监测得到的应力和位移与 理论值进行误差分析，并分析产生误差的原因，根 据本阶段结果对下一阶段的误差进行预测、调整以 及报告施工状态（预制梁段架设标高）等。
7 误差分析与识别
7.1 梁体 位移误差 分析
21#块浇筑位移 -100 -80 -60
竖向位移(m)
0.0050 0.0000 -40 -02.00050 0 -0.0100 -0.0150 -0.0200 -0.0250 -0.0300 -0.0350
1) 挂篮定位标高与预报标高之差控制在0.5cm以内； 2) 纵向预应力钢束张拉完后，如梁端测点标高与控制 小组预报标高之差超过±0.5cm，需进行研究分析误差原 因，确定下一步的调整措施； 3) 如有其它异常情况发生影响到标高，其调整方案也 应经分析研究，提出控制意见。
6 线形监测
6.2 挠度测点
4 桥梁施工控制结构分析
4.2 施工控制的计算方法 （1） 正装计算法
能较好的模拟桥梁结构的实际施工历程，能得 到桥梁结构各个施工阶段的位移和受力状态 （2） 倒退分析法
每一个阶段分析得到的结构位移、内力状态便 是该阶段结构理想的施工状态
4 桥梁施工控制结构分析
4.3 结构分析的目的 （1） 确定每一阶段的立模标高，以保证成桥
挠度观测资料是控制成桥线形最主要的依据，线形监测 断面设在每一阶段的端部。
标高测点
标高测点
6 线形监测
6.3 观测时间与项目
为尽量减少温度的影响，挠度的观测安排在早晨太阳出 来之前进行，每个施工阶段的变形测试时间根据施工阶段 的进度来定。在整个施工过程中主要观测内容包括： （1） 每阶段混凝土浇筑前的高程测量； （2） 每阶段混凝土浇筑后、预应力张拉前的高程测量； （3） 每阶段预应力张拉后、挂篮行走前的高程测量； （4） 每阶段挂篮行走后的高程测量； （5） 拆除挂篮后、边（中）跨合拢前的高程测量； （6） 最终成桥前的高程测试。
4.1 施工监控计算影响因素
在施工之前，应对该桥在每一施工阶段的应力状态和线形 有预先的了解，故需要对其进行结构计算，该桥的施工控制计 算除了必须满足与实际施工方法相符合的基本要求外，还要考 虑诸多相关的其它因素。 （1） 施工方案（临时支座的拆除顺序） （2） 计算图式 （3） 结构分析程序（BSAS，MIDAS） （4） 预应力影响 （5） 混凝土收缩、徐变的影响 （6） 温度 （7） 施工进度
参数主要有： （1） 混凝土弹性模量；（2） 预应力钢绞线弹性模量；
（3） 恒载；（4） 混凝土收缩、徐变系数，按照规范采用； （5） 材料热胀系数；（6） 施工临时荷载；（7） 预应力 孔道摩阻系数；（8） 实际预应力的施加系数。
4 桥梁施工控制结构分析
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实测位移 计算位移 实测拟合
（a） 混凝土浇筑位移比
距墩中心距离(m)
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8010021#来自张拉位移0.0200 0.0150 0.0100
实测位移 计算位移 实测拟合
竖向位移(m)
0.0050
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距墩中心距离(m)
-100 -80 -60 -40 -20
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（b）预应力张拉位对比
7 误差分析与识别
7.3 成桥线形与理想线形的对比
拱度(m)
0.120 0.100 0.080
铺装二期恒载后梁体线形
实测线形 理想线形
0.060
0.040 0.020
距30#墩梁端部距离
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某桥二期恒载铺装后全桥线形对比图
7 误差分析与识别
由于在梁段浇筑完成后，除张拉预备预应力索外， 基本没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未 浇筑梁段的立模标高上做出调整，所以，要保证本桥 控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可 能准确的预测，依靠预测控制。
8 施工控制流程
由于已完成阶段的不可控性以及施工中对线形 误差的纠正措施的有限性，控制误差的发生就显得 极为重要，所以施工中采用自适应控制法对其进行 控制。基本思路为当结构的实测状态与模型计算结 果不符时，通常将误差输入到参数辨别算法中去调 整计算模型的参数，使模型的输出结果与实测结果 一致，得到修正的计算模型参数后，重新计算各施 工阶段的理想状态，经过几个阶段的反复识别后， 计算模型就基本与实际结构一致，从而对施工过程 进行有效控制。
线形满足设计要求； （2） 计算每一阶段的梁体的合理状态及内力，
作为对桥梁施工过程中的每个阶段结构的应力和 位移测试结果进行误差分析的依据。
4 桥梁施工控制结构分析
4.4 立模标高的确定
5 应力监控
应力监控是连续梁桥施工监控的主要内容之一， 它是施工过程中的安全预警系统，是对桥梁的实际 受力状态进行评判和确保施工安全顺利的主要依据。 结构某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。 5.1 应力测试仪器及测试原理
图12 某桥施工阶段移比较图
7 误差分析与识别
7.2 梁体理想位置与实际位置的比较
21#块浇筑后线形对比图
-100
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拱度(m)
0.1200 0.1000 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 0.0000
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实际线形 理想线形
距墩中心距离(m)
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某桥21#块混凝土浇筑后线形对比
6 线形监测
6.1 误差控制标准
本桥施工控制的最终目标是：使成桥后的线形与设计成 桥线形的所有各点的误差均满足《客运专线桥涵工程施工 质量验收暂行标准》规定，成桥线形与设计线形误差在＋ 1.5cm和-0.5cm之间，合拢误差在1.5cm以内。根据这一目 标，在每一施工步骤中制订了如下的误差控制水平：
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5 应力监控
5.3 测试内容
应力监测针对施工的每个主要施工阶段进行，在每个施工 阶段都进行监测，各阶段根据施工进度进行测试，各阶段应 力监测主要包括： （1） 混凝土浇筑前的应力测试； （2） 混凝土浇筑后、预应力张拉前的应力测试； （3） 预应力张拉后、挂篮行走前的应力测试； （4） 挂篮行走后的应力测试； （5） 在每一阶段测试完毕后应对测试结果进行分析、比较， 若存在误差分析原因； （6） 根据测试结果，分析该桥在成桥时恒载下的应力状态。
前期结构计算分析 预告变位和立模标高
施工 测量 误差分析 修改计算参数 结构计算
主梁标高、悬臂端挠 度、有效预应力、温 度、弹性模量、收缩 徐变系数
主梁标高误差 预应力张拉误 差 弹性模量误差 温度影响 徐变影响 计算图式误差
施工控制流程图
2 自适应施工控制系统
参数估计算法
修改理想状态
施工理 + 想状态
控制量输入
参数调节
计算结果 有限元计算模型
e
实际结构
实测结果
控制调整量 控制量反馈计算
施工 结果 输出
3 参数识别
在本桥的施工控制中按照自适应控制思路，采用“最小 二乘法”进行参数识别和误差分析，利用实测数据与理论值 的对比，根据各参数对位移的影响矩阵，可以得到该参数的 实际值。
1 施工监控的意义和目的
对于分阶段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续 梁桥来说，施工控制就是根据施工监测所得的结构 参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇阶 段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成 果对误差进行分析、预测和对下一阶段立模标高进 行调整，以此来保证成桥后的桥面线形、保证合拢 段悬臂标高的相对偏差不大于规定值。
2 自适应施工控制系统
对于预应力混凝土连续梁桥，施工中每个工况 的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原 因是有限元计算模型中的计算参数取值，主要是混 凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数等，与施 工中的实际情况有一定的差距。要得到比较准确的 控制调整量，必须根据施工中实测到的结构反应修 正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实 际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学 规律。
7.4 误差分析与识别
应力(MPa)
18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0
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31#墩中卫侧5#块顶板应力测试结果
50
100
487017# 485037# 计算结果
150
天数(d) 200
某桥应力结果对比图
8 施工控制流程
施工控制按照施工→量测→识别→修正→预告→ 施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想 状态顺利推进。由于实际上不论是理论分析得到的理 想状态还是实际施工都存在误差，所以，对本桥进行 施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、 调整，对结构未来状态做出预测。
钢弦式混凝土应变计。
5 应力监控
5.2 监测断面及仪器布置
主梁测试断面选择边跨L/2，中跨L/8、L/4、3L/8、L/2、 支点等关键截面，共7个测试断面，测试截面布置。
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7 误差分析与识别
在每一施工阶段，对监测得到的应力和位移与 理论值进行误差分析，并分析产生误差的原因，根 据本阶段结果对下一阶段的误差进行预测、调整以 及报告施工状态（预制梁段架设标高）等。
7 误差分析与识别
7.1 梁体 位移误差 分析
21#块浇筑位移 -100 -80 -60
竖向位移(m)
0.0050 0.0000 -40 -02.00050 0 -0.0100 -0.0150 -0.0200 -0.0250 -0.0300 -0.0350
1) 挂篮定位标高与预报标高之差控制在0.5cm以内； 2) 纵向预应力钢束张拉完后，如梁端测点标高与控制 小组预报标高之差超过±0.5cm，需进行研究分析误差原 因，确定下一步的调整措施； 3) 如有其它异常情况发生影响到标高，其调整方案也 应经分析研究，提出控制意见。
6 线形监测
6.2 挠度测点
4 桥梁施工控制结构分析
4.2 施工控制的计算方法 （1） 正装计算法
能较好的模拟桥梁结构的实际施工历程，能得 到桥梁结构各个施工阶段的位移和受力状态 （2） 倒退分析法
每一个阶段分析得到的结构位移、内力状态便 是该阶段结构理想的施工状态
4 桥梁施工控制结构分析
4.3 结构分析的目的 （1） 确定每一阶段的立模标高，以保证成桥
挠度观测资料是控制成桥线形最主要的依据，线形监测 断面设在每一阶段的端部。
标高测点
标高测点
6 线形监测
6.3 观测时间与项目
为尽量减少温度的影响，挠度的观测安排在早晨太阳出 来之前进行，每个施工阶段的变形测试时间根据施工阶段 的进度来定。在整个施工过程中主要观测内容包括： （1） 每阶段混凝土浇筑前的高程测量； （2） 每阶段混凝土浇筑后、预应力张拉前的高程测量； （3） 每阶段预应力张拉后、挂篮行走前的高程测量； （4） 每阶段挂篮行走后的高程测量； （5） 拆除挂篮后、边（中）跨合拢前的高程测量； （6） 最终成桥前的高程测试。
4.1 施工监控计算影响因素
在施工之前，应对该桥在每一施工阶段的应力状态和线形 有预先的了解，故需要对其进行结构计算，该桥的施工控制计 算除了必须满足与实际施工方法相符合的基本要求外，还要考 虑诸多相关的其它因素。 （1） 施工方案（临时支座的拆除顺序） （2） 计算图式 （3） 结构分析程序（BSAS，MIDAS） （4） 预应力影响 （5） 混凝土收缩、徐变的影响 （6） 温度 （7） 施工进度