大跨度桥梁施工监控

梁监测断面E 120度应变传感器组
NHRI
系梁
应变传感器布置
明伟3号桥
凤凰山桥
NHRI
梁监测断面E 120度应变传感器组
拱肋主控断面传感器
拱脚混凝土应变传感器
拱肋其他断面传感器
NHRI
拱圈高程监测点
1
1 2 3 4 5 6 7 8
2
3
4
5
6
凤凰山桥
明伟3号桥
吊杆杆力监测
NHRI
拱圈高程监测点
传感器数据、挠度
桥梁结构
系统修正
对象
施工过程
预测预报 管理系统 III
保障
NHRI
结构状态监测内容
传感器 应力应变 状态 注意点：减少噪音 测点标志 监测状态 参数 采集系统
挠度位移 状态
光学仪器
广义荷载
现场真实 及时记录
NHRI
参数
应力
梁
挂篮前移 定位 斜拉索与挂篮脱钩 锚于梁上 安斜拉索 张拉 梁 钢筋预应力筋 就位
塔
应变 塔 温度
索
索
梁
梁内 变形
梁外
预应力张拉
浇筑一半 混凝土 斜拉索 张拉
塔
梁 荷载
挂篮
预应力 浇注另一半 混凝土
临时 环境
其它
湿度
温度
其它
NHRI
斜拉桥
NHRI
应力应变监测断面
斜拉桥
应力应变测点布置
NHRI
斜拉桥
索力监测
NHRI
系杆拱桥
应力应变监测点
拱圈监测断面 拱圈监测断面 拱圈监测断面
NHRI
处理系统
要求与目的 数据比较 结构状态把握 方法与途径
有限元模型
误差分析 参数识别
优化：最小二乘 法、规划模型等
未来状态预测 施工控制预报
NHRI
立模标高 索力控制
MIDAS
数值仿真
桥梁博士
Ansys
NHRI
优化处理系统
11.05.2002 11:15:00
-0.022
Abutment
南京长江三桥
润扬长江大桥 苏通长江大桥 江阴长江大桥 杭州湾跨海大桥 东海跨海大桥 厦门海沧大桥
斜拉桥
斜拉桥 双塔双索面斜拉桥 悬索桥 斜拉桥 斜拉桥 悬索桥
混凝土性能、温度监控
混凝土性能、温度监控 混凝土性能、温度监控、桩基静载 混凝土性能、温度控制 混凝土性能 混凝土性能 混凝土性能、温度监控
2004
大跨度桥梁 施工监控、荷载试验及健康监测
南京水利科学研究院 2006年7月
NHRI
单位介绍
建于1935年 人材队伍：院士3名，高级科研人员350名 科研条件：七所、两中心及四公司； 占地40万m2，拥有2000m2以上的大型 试验厅、室20余座，各类仪器设备4000 台件； 中、外文图书、资料和期刊23万卷册 ； 管理经验：全国第一批公益类非营利性科研机构改革单位 公开出版刊物：海洋工程（英文版（SCI）、中文版）、 岩土工程学报（EI） 、水利水运工程学报 水学科进展（EI）、小水电 首批博、硕士学位授予单位，博士后流动站
施工
NHRI
桥梁荷载试验
NHRI
荷载试验目的
（1）测试桥梁的施工质量和结构受力性能； （2）评定桥梁结构的实际承载力； （3）确定桥梁的实际运行状态和使用条件；
（4）验证桥梁结构设计计算理论。
NHRI
指标参数
指标参数 评价质量 承载力 状态 正常使用 状态
应力
挠度
校验系数
应变 裂缝
变形
模拟运营
4
-0.024
-0.061 -0.060
pile 1
pile 2
-0.251 -0.061
1.00 11.00 21.00 31.00 41.00 51.00 61.00 71.00 81.00 91.00 101.00
-0.235
Vertical Displacement [mm]
2 0 -2 -4 -6 -8 -10 Situation on the bridge Vertical Displacement Calculated Error Mechanical gages +- Error
长期监测 跟踪服务
荷载试验 产品检验
NHRI
斜拉桥
连续箱梁桥
NHRI
系杆拱桥
NHRI
桥梁施工监测方案
NHRI
NHRI
桥梁监控目的
力学与美学统一 结构安全 线形顺畅
NHRI
来自百度文库
桥梁施工监控组成
监测系统
处理系统 管理系统
NHRI
桥梁施工监测监控系统
监测系统 I 定量分析 应力应变等 处理系统 II 指令
（博硕士招生方向）
结构
结构模型试验
（材料性能试验、结构荷载试验）
结构监测、检测、评估及加固
（结构应力、应变、温度监测，材料性能检测）
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业绩成果
监控经历
桥梁监控
大坝
桥梁 水闸 港口
斜拉桥 系杆拱桥 连续箱梁桥
连续刚构桥 桁架拱桥
NHRI
宿迁市市府东路特大桥主桥
NHRI
65+105+65m连续箱梁
拱圈监测断面
拱圈监测断面 拱圈监测断面 拱圈监测断面
拱圈监测断面
拱圈监测断面
拱圈监测断面 拱圈监测断面H
拱圈监测断面
拱圈监测断面（除H断面） 拱圈监测断面C 拱圈监测断面
拱圈监测断面B
凤凰山桥
拱圈监测断面
拱圈监测断面A
拱圈监测断面
梁监测断面A 120度应变传感器组
梁监测断面B
梁监测断面C
梁监测断面D
3
（66+110+66）m斜拉桥
施工控制、施工技术咨询
2004~2005
4
（60＋100＋60）m连续刚构
施工控制、施工技术咨询
2004~2005
5
6
宿淮高速京杭运河特大桥
京杭运河项王特大桥
（93+165+93）m连续箱梁
（74＋90＋74）m系杆拱桥
施工控制、施工技术咨询
施工控制、施工技术咨询
2003~004
斜拉桥 简支梁桥 拱桥 连续箱梁 连续箱梁 连续箱梁 斜拉桥 连续箱梁
混凝土性能、温度监制 静动力荷载试验 静动力荷载试验 荷载试验 荷载试验 荷载试验 荷载试验 荷载试验
2003~2005 1996、2000 2003 2000 2000 2000 2002 2002
NHRI
项目内容
生产控制
施工监控
2000 2004 1996 2003 2005 1997
NHRI
业绩成果
序号 名称 桥梁型式 工作内容 工作时间
17 18 19 20 21 22 23 24
宿淮高速五河口特大桥 104国道韩庄公路桥 浙江省丽水市小水门大桥 苏州高架桥 太浦河特大桥 吴淞江特大桥 （南）京杭运河特大桥 （北）京杭运河特大桥
动力学特性、冲击系数 NHRI
动应变 动挠度 自振特性
荷载试验
静载试验
正弯矩
负弯矩
弯剪组合
动载试验
无障碍行车
有障碍行车
刹车制动试验
NHRI
试验条件
仪器设备 传感器 质量 数量及空间分布 荷载 荷载效应系数 重量 空间布置 采集设备 精确可靠度 自动化程度
最不利荷载
人员（管理）
NHRI
试验条件
静 力 试 验 荷 载
2004~2005
7
兴化南绕城南官河大桥
（36+60+36）m连续箱梁
施工控制、施工技术咨询
2003~004
NHRI
业绩成果
序号 8 9 名称 南京长江大桥 南京长江二桥 桥梁型式 桁架桥 斜拉桥 工作内容 荷载试验 混凝土性能、温度监控 工作时间 1965 2000
10
11 12 13 14 15 16
120 120 60 120 60120120 60 120
120120 60
120 120 60 120 60 120
NHRI
仪器设备
NHRI
测点布置
连续箱梁桥
NHRI
测点布置
拱圈高程监测点
1
2
3
4
5
6
7
8
NHRI
系杆拱桥
测点布置
斜拉桥
NHRI
自动化监控系统
NHRI
必要性
（1）公用工程的安全性备受关注 （2）灾害性环境的影响 （3）掌握桥梁运行过程中的结构真实状态
（3）实时性 （E-Mail、短信）；
（4）设备可靠性好、故障率低。
NHRI
建议
（1）统筹监测、荷载试验和长期运营监测， 测点布置统筹考虑三个阶段的需要；考 虑传感器的合理选择、埋设，数据采集 的及时与可靠；
NHRI
建议
（2）运用桥梁结构专用软件进行施工过程 仿真和荷载试验理论分析。监控软件自主开 发，具有多种优化和反馈分析功能。
宿淮高速京杭运河特大桥
（93+165+93）m连续箱梁
NHRI
京杭运河项王特大桥
（74＋90＋74）m系杆拱
NHRI
宿迁市S249运河特大桥
NHRI
80+140+80m连续箱梁
业绩成果
序号 名称 宿迁市S249宿洪路北延 京杭运河特大桥主桥 宿迁市市府东路特大桥主桥 宿迁市南二环 京杭运河特大桥 宿新公路宿迁市连接线 京杭运河特大桥 桥梁型式 （80+140+80）m连续箱梁 （65+105+65）m连续箱梁 工作内容 施工控制、施工技术咨询 施工控制、施工技术咨询 工作时间 1 2 2004~2005 2004~2005
-0.531 0.031 0.029
-0.552
-0.466
-0.439
-0.622
-0.641
NHRI
施工控制领导小组
施工控制 管理系统
重 大 问 题
解 决 办 法
施工控制工作办公室 监理单位确认
由施工控制单位进行施工控制, 发布施工控制指令表 业 设计院 主 施工单位 监理单位
由有关方测试数据(主梁标高、控 制截面应力应变、温度、主梁截 面主要尺寸、混凝土弹性模量等)
（4）加强日常安全管理与检查。
NHRI
时效保障
（1）以服务施工为核心； （2）构建和谐有序的合作机制； （3）建立分工明确，责任到人的管理制度； （4）人员稳定，技术熟练。
NHRI
谢谢各位领导和专家
NHRI
监测仪器
仪器名称： 振弦式锚索测力计
技术指标：
①分辨率：≤0.08%F•S ②综合误差：≤0.5%F•S ③测温范围：-25℃～+60℃
NHRI
监测仪器
仪器名称： 光纤应变传感器 特 点：
（1）不受潮湿环境影响，能避免电磁场的干扰，电绝缘性好； （2）耐久性好，抵抗恶劣环境及化学侵蚀的能力； （3）质量轻，体积小，对结构影响小，易于布置；
NHRI
南京水科院 水文水资源
水工水力学
河流海岸 材料与结构 岩土工程 大坝安全与管理
信息技术研究
勘测设计院 水利部基本建设工程质量检测中心
NHRI
单位介绍
单位介绍
特种混凝土
（高强、高模量、轻骨料、环保混凝土）
材料
混凝土外加剂
（减水、缓凝、早强、引气剂）
防腐 材料与结构
（涂料、阴极保护）
结构计算仿真分析
（4）降低运营和维修的成本
NHRI
简
介
NHRI
简
传感器系统
介
利用施工监测埋设的传感器，包括应变计、
测力环、温度计，补充部分动力监测仪器
NHRI
简
信息收集与信息处理系统
（1）兼容性好； （2）精度高；
介
（3）具有数据分析处理功能
NHRI
简
介
自动报警系统
（1）报警指标可根据要求自主设置；
（2）报警对象灵活设置；
（4）灵敏度高，精度高。
NHRI
监测仪器
序号 类别 单位 数量
1 2 3 4 5 6 7
8
全站仪 精密水准仪 二次仪表（采集设备） 砼应变计 表面应变计 测力计 三芯及四芯电缆
测量标志
套 套 套 支 支 个 m
根
2 4 4 655 144 30 40,050
2000
仪器设备清单
NHRI
监测仪器
序号 1 2 3 4 类 别 仪器安装 应变测试 挠度测试 拉杆力、索力测试 单位 支 点 点 点 数量 839 809 2000 134
NHRI
施工监控的三大保障
（1）质量保障 （2）安全保障 （3）时效保障
NHRI
质量保障
（1）仪器设备通过计量认证； （2）严格按照规范要求操作； （3）建立多层次复核机制与签名负责制。
NHRI
安全保障
（1）建立健全安全管理制度； （2）推行安全生产目标管理和责任制； （3）做好安全教育和安全宣传工作；
梁体高程监测点
梁监测点
系杆拱桥
挠度监测点
NHRI
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ
Ｂ 边墩中心线 Ｃ Ｄ Ｅ
Ｆ
主墩中心线
Ｆ
Ｇ
Ｈ
Ｉ
Ｊ
Ｋ
Ｆ
Ｇ Ｈ Ｉ Ｊ Ｋ
边墩中心线
主墩中心线
连续箱梁桥
NHRI
应变监测断面
混凝土应变计
混凝土应变计
箱 梁 中 轴 线
箱 梁 中 轴 线
A、F、K截面
C、D、H、I截面
箱 梁 中 轴 线
混凝土应变计
应变测点布置
B、E、G、J截面
NHRI
桥 面 水 准 点
主墩中心线
挠度监测点
Φ 16
Φ 16 箱 梁 中 轴 线
Φ 16
Φ 16
Φ 16
NHRI
监测仪器
仪器名称：振弦式混凝土应变计 性能指标：
①量程：0～1500με
②分辨率：<0.2%FS ③稳定性：3～5Hz/3个月； 3～4Hz/10℃。
NHRI