测点的布置布置图 仪器 人员安排

测点的布置和对应布置图的绘制相关仪器的投入人员安排

图1 全桥总体布置示意图

9.施工监测

施工监测就是通过在施工现场设立的实时测量体系，对施工过程中结构的内力、位移（线型）、索力和温度进行现场实时跟踪测量，为施工监控工作提供实测数据，以保证主梁施工过程结构的安全及为监控计算提供实测结构参数和核校。也就是说，通过对这些测量数据进行计算、分析和比较以判断结构是否符合设计的要求，结构的状态是否和监控的目标相一致，结构是否处于安全状态，并根据需要对结构的状态及监控目标作出必要的调整。

9.1 实际材料的物理力学参数

9.2 实际施工中的荷载参数

9.2.1恒载

1）主梁自重（一期恒载）：

2）二期恒载：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。

9.2.2 施工机具及临时荷载

根据施工组织设计资料，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。临时荷载大小应从施工单位统计获得。主要包括：——施工机具荷载的改变（如挂篮和主塔爬模设施等）；

——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。

9．3 几何测量

为保证桥梁线型符合设计要求，必须在主梁和主塔施工过程中进行几何测量和控制。根据大桥设计图纸和施工要求，结合实际，几何测量主要有以下内容：

a. 主梁高程测量

b. 主梁轴线偏位测量

c. 主塔顶空间坐标测量

参照国内其它桥梁施工监控的经验，几何测量工作需要由施工单位、监理单位、监控单位三方共同完成并互相校核，以保证数据的可靠性。

9．3.1测量方法与原理

a、主梁高程测量

主梁标高测量的仪器为自动安平水准仪，事先在每节段主梁距离前端15cm 处布置三个测点，如图2，从各墩顶基准点引测得主梁测点高程。基准点高程是由大桥控制点引测得到的，为保证测量数据准确，首先要保证测量基准点高程准确，因此定期对高程基准点进行复核。

图2 标高测点布置示意图

施工过程中，一般在每个节段施工完成后，对前端3个梁段标高进行测量，同时根据监控需要定期对全桥进行测量。

由于线型对温度、日照较敏感，所以测量时间应选在日出之前温度较恒定的时段内进行。另外，在合龙前进行一次线型和温度的24小时连续测量，测量时间间隔一般为1小时（温度变化大的时段间隔0.5小时），以了解温度场对合龙高程的影响。

b、主梁轴线偏位测量

主梁轴线系指由每段主梁前端顶面中心点所构成的实际中线。由于受各种因素影响，将导致梁体偏离理论桥梁中心线方向。为了控制主梁中线偏差，保证顺利合龙，必须进行中线测量。

在主梁前端中心点处架设棱镜，利用全站仪测出其平面坐标，与设计值进行对比，便可以得出实际偏差值。

c、主塔空间坐标测量

主塔高24.5米，采用钢筋混凝土独柱实心矩形截面，顺桥向长3米，横桥向宽2米，布置在中央分隔带上，并与主梁固接。为保证索塔的稳定和受力安全，

需准确确定桥塔的空间位置，因此采用坐标法进行测量。仪器架设在一个基准点，后视另一基准控制点，再对准桥塔上的棱镜，测出塔顶测点的三维坐标。每一测试工况下的变位即为测试值与初始值的差值。初始值为塔封顶后在气温恒定、无日照影响时自由状态下的测量值。

图2 塔顶空间坐标测点布置示意图

9．4 索力测试

斜拉桥拉索索力是设计中重要参数，索力大小，直接影响到主梁的线型、主梁内力分布以及主塔的偏位和扭转。所以在施工过程中，准确地测量索力值并把它调整到设计要求的范围以内，是保证斜拉桥结构安全及施工的关键。 9．4.1索力测试原理及方法

采用频谱分析法和小型锚索计相结合进行索力测试。

频谱分析法是利用紧固在缆索上的高灵敏度传感器，拾取缆索在环境振动激励下的振动信号，经过滤波、放大、谱分析，得出缆索的自振频率，根据自振频率与索力的关系，来确定索力，这是一种间接的测量方法。

索力与频率的关系，可以推导如下： 在缆索上取一微元，平衡方程为：

0222244=∂∂+∂∂-∂∂t y

m x y p x y EI (1)

其中: EI 为缆索的弯曲刚度; P 为索力；

m 为缆索单位长度的质量； Y 为缆索的振幅； X 为沿缆索方向的坐标；

在缆索两端铰支的情况下，（1）式的解为：

P=4ml 2f k 2/k 2 - k 2 π2 EI/l 2 (2)

其中：l 为缆索的计算长度； k 为缆索自振频率的阶数； f k 为缆索的第 k 阶自振频率； 由于EI/l 2相对很小，（2）式即可简化为:

P=4ml 2f k 2/k 2 (3) 对于同一根缆索，P 恒定时，f K 2/k 2是一恒值，则有：

⋅⋅⋅⋅⋅⋅===22

22212

221f f k f k

亦有：f 1: f 2: f 3: …… : f k = 1:2:3: ……：k 即: f 2 – f 1 = f 3 – f 2 =……= f k - f k -1= f 1

反映在频谱图上，各阶频率是等间距的，其间距值大小即等于基频f 1。在实际测量过程中，可以充分利用这个特性，来判断是否为缆索自振的频谱，凡与缆索振动的频谱特征一致的频谱图，才确认为缆索振动的频谱图，否则要分析原因，检查仪器，重新测量，这样才能确保测试结果的正确性。

测试分析流程图如下：

9．4.2索力测试的仪器

a. 加速度传感器；

b. 电荷放大器；

c. A/D 转换卡；

d. 笔记本电脑；

e. 信号分析软件。

f. 小型锚索计 9．4．3测试工况

（1）每安装及张拉一对斜拉索，对已安装斜拉索及相邻三对斜拉索索力进行测量；

（2）主梁施工过程中，调索前后均进行全桥（调索影响敏感区域的斜拉索）的索力测量；

（3）合龙前后进行全桥的索力测量；

（4）铺装后成桥索力测量。

9．5 应力测量

由于设计计算时采用的各项物理力学或时间参数和实际工程中的相应参数值不可能完全一致，导致结构的实际应力与设计计算预期的结果存在一定差异。因此有必要在施工阶段对梁体控制截面进行施工应力监控测试，为设计、施工控制提供参考数据，以确保大桥安全、优质建成。

9．5．1测量方法及原理

影响混凝土主梁和桥塔应力测试的因素很复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外，还与收缩、徐变、温度有关。目前国内外混凝土梁和主塔的应力测试一般通过应变测量换算应力值，即：

σ

弹=E·ε

弹

（4）

式中：σ

弹

为荷载作用下混凝土的应力；

E为混凝土弹性模量；

ε弹为荷载作用下混凝土的弹性应变。

实际测出的混凝土应变则是包含温度收缩、徐变变形影响的总应变ε。即：ε=ε弹+ε无应力（5）

式中：ε

弹为弹性应变；ε

无应力

为无应力应变。

为了补偿混凝土内部温度应变并消除收缩、徐变影响，在布置应力测点时同

时埋设工作应变计和无应力计。分别测得混凝土应变ε和无应力应变ε

无应力

，按

式（5）即可得到弹性应变ε

弹

。

9．5.2测量仪器及元件

应力测试与主梁、桥塔施工同时进行，现场条件差，使用时间长，因而要求测试元件必须具备长期稳定性好、抗损伤性能好、埋设定位容易及对施工干扰小等性能。通过以前测试经验和对国内元件及仪器综合分析比较，决定测试元件选用JMZX-215A型钢弦式应变计。可直接测出混凝土梁及混凝土桥塔的实际应变，