懸索橋施工監(jiān)控參數(shù)的選取
2018-02-22
1施工監(jiān)控所需參數(shù)及分類
懸索橋施工監(jiān)控所需參數(shù)可以分為幾何參數(shù)、材料特性參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。幾何參數(shù)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何尺寸。材料特性參數(shù)主要指與材料力學(xué)特性有關(guān)的參數(shù)，如彈性模量、容重、線膨脹系數(shù)等。環(huán)境參數(shù)是指與施工過程有關(guān)的溫度、臨時(shí)荷載、臨時(shí)支撐與約束等。在這些參數(shù)中，有些對(duì)于施工監(jiān)控是敏感的，有些是影響很小的。大跨度懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控需要的參數(shù)，根據(jù)其對(duì)結(jié)構(gòu)施工敏感性的影響，將其分為3級(jí)。敏感性為1級(jí)的參數(shù)是指該參數(shù)有影響，但不突出，其參數(shù)變化對(duì)所涉及的影響范圍（或?qū)ο螅┎幻舾?，即使該參?shù)采用理論值，對(duì)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也是可接受的；敏感性為3級(jí)的參數(shù)是指該參數(shù)對(duì)所涉及的影響對(duì)象很敏感，施工監(jiān)控中必須獲得實(shí)際的參數(shù)，監(jiān)控工作必須以實(shí)際參數(shù)為準(zhǔn)，否則監(jiān)控目標(biāo)就很難實(shí)現(xiàn)；敏感性2級(jí)介于1和3之間，其參數(shù)至少應(yīng)采用理論加經(jīng)驗(yàn)修正值。
2監(jiān)控參數(shù)獲取的方法及要求
懸索橋施工監(jiān)控參數(shù)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況擬通過以下方法獲?。?
?。?）實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量
對(duì)于涉及到結(jié)構(gòu)的實(shí)際坐標(biāo)、沉降和變形、幾何尺寸等方面的參數(shù)，應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的方法獲取。對(duì)于采用大地測(cè)量方式獲取的數(shù)據(jù)，應(yīng)采用國(guó)家一級(jí)控制網(wǎng)作為基準(zhǔn)，按工程具體情況，設(shè)置二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)。對(duì)于結(jié)構(gòu)塔、錨聯(lián)測(cè)，應(yīng)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到二等水準(zhǔn)測(cè)量控制精度。
（2）試驗(yàn)室與工廠測(cè)量
對(duì)于材料的彈性模量等參數(shù)，應(yīng)采用試驗(yàn)室測(cè)量的方式獲??；鋼絲直徑、索股彈性模量、吊索彈性模量等參數(shù)，應(yīng)在加工時(shí)進(jìn)行測(cè)量、試驗(yàn)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，提出統(tǒng)計(jì)確定的參數(shù)；對(duì)于吊索長(zhǎng)度、加勁梁段重量等，則應(yīng)在加工廠按規(guī)范或設(shè)計(jì)、監(jiān)理要求，進(jìn)行測(cè)量或稱重。
?。?）通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試識(shí)別
有些參數(shù)既無法通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量直接獲得，也無法在試驗(yàn)室或工廠直接獲取，需要采用間接的方法，通過測(cè)試、試驗(yàn)和計(jì)算分析，利用參數(shù)識(shí)別的方法獲取。如橋塔塔頂實(shí)際的縱向抗推剛度、主纜溫度場(chǎng)等。
3監(jiān)控參數(shù)的預(yù)測(cè)與調(diào)整
在施工監(jiān)控的實(shí)際操作中，先將實(shí)測(cè)修正后的各參數(shù)反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，以成橋線形設(shè)計(jì)參數(shù)（錨固點(diǎn)位置和標(biāo)高、散索鞍位置和標(biāo)高、塔頂位置和標(biāo)高、主纜跨中矢高、成橋橋面線形等）為目標(biāo)狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整施工安裝參數(shù)，重新計(jì)算出構(gòu)件的理論施工安裝狀態(tài)，同時(shí)可以預(yù)測(cè)出成橋線形狀態(tài)和內(nèi)力狀態(tài)，此時(shí)與理論成橋線形和內(nèi)力相比，除部分參數(shù)外（如錨固點(diǎn)位置和標(biāo)高、散索鞍位置和標(biāo)高、塔頂位置和標(biāo)高、主纜跨中矢高、成橋橋面線形等）已有所改變，將此時(shí)的預(yù)測(cè)成橋狀態(tài)稱為修正成橋狀態(tài)。
只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結(jié)構(gòu)最終自動(dòng)達(dá)到修正成橋狀態(tài)。以理論施工安裝狀態(tài)為直接施工目標(biāo)，以修正成橋狀態(tài)為間接施工目標(biāo)，進(jìn)行橋塔施工、鋼箱梁架設(shè)施工，得到實(shí)際施工安裝狀態(tài)。橋塔施工時(shí)要考慮橋塔恒載彈性壓縮與混凝土收縮徐變。
在橋塔、鋼箱梁施工安裝完成后，測(cè)量主纜絲股錨面中心點(diǎn)、散索鞍滑面和橋塔塔頂?shù)奈恢煤蜆?biāo)高以及散索鞍滑面的傾角等實(shí)際施工安裝狀態(tài)，與理論施工安裝狀態(tài)相比，兩者必然存在著誤差。將誤差反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，以主纜跨中設(shè)計(jì)矢高和成橋橋面設(shè)計(jì)線形為目標(biāo)狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整索夾安裝位置、主纜絲股架設(shè)參數(shù)和吊索長(zhǎng)度，得到理論施工安裝狀態(tài)，同時(shí)預(yù)測(cè)出新的成橋線形狀態(tài)和內(nèi)力狀態(tài)，稱為修正成橋狀態(tài)。與修正成橋狀態(tài)相比，修正成橋狀態(tài)的內(nèi)力和主纜線形、吊索長(zhǎng)度將有所變化。
同樣只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結(jié)構(gòu)最終自動(dòng)達(dá)到修正成橋狀態(tài)。以理論施工安裝狀態(tài)進(jìn)行主纜絲股架設(shè)，緊纜后測(cè)量主纜線形、主纜絲股錨面中心點(diǎn)、散索鞍滑面和橋塔塔頂?shù)奈恢煤蜆?biāo)高以及散索鞍滑面的傾角等實(shí)際施工安裝狀態(tài)，與理論施工安裝狀態(tài)相比，兩者也存在著誤差。將誤差反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，以成橋橋面設(shè)計(jì)線形為目標(biāo)狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整吊索下料長(zhǎng)度及吊索張力，得到理論施工安裝狀態(tài)，同時(shí)預(yù)測(cè)出新的成橋線形狀態(tài)和內(nèi)力狀態(tài)，稱為修正成橋狀態(tài)。與修正成橋狀態(tài)相比，修正成橋狀態(tài)的內(nèi)力和線形、吊索長(zhǎng)度同樣也有所變化。
只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結(jié)構(gòu)最終自動(dòng)達(dá)到修正成橋狀態(tài)。在計(jì)算機(jī)監(jiān)控仿真系統(tǒng)中以理論安裝狀態(tài)為目標(biāo)索力狀態(tài)，提出吊索力的張拉調(diào)整方案和索鞍頂推方案，進(jìn)行各方案的模擬計(jì)算，最終得到可行的施工控制索力張拉調(diào)整方案。以該方案進(jìn)行吊索安裝和張拉，完成后測(cè)量各吊索實(shí)際的索力狀態(tài)和線形得到實(shí)際施工安裝狀態(tài)。將實(shí)際施工安裝狀態(tài)與理論施工狀態(tài)間的誤差反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將計(jì)算出新的成橋線形狀態(tài)和內(nèi)力狀態(tài)，稱為修正成橋狀態(tài)，也是理論施工狀態(tài)。
在實(shí)際施工狀態(tài)上進(jìn)行橋面鋪裝、主纜防護(hù)等二期恒載，完成后測(cè)量結(jié)構(gòu)線形和吊索索力得到實(shí)際施工狀態(tài)。如果實(shí)際施工狀態(tài)中主梁線形不平順或者主梁內(nèi)力不理想，表明實(shí)際二期恒載與計(jì)算采用二期恒載相差較大，將實(shí)際施工狀態(tài)與理論施工狀態(tài)間的誤差反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，在監(jiān)控仿真系統(tǒng)中調(diào)整二期恒載，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將計(jì)算出最終的吊索力，將此吊索力與實(shí)際施工狀態(tài)中的吊索力相比較，相差較大的要重新吊索張拉，最后得到實(shí)際的成橋狀態(tài)。
上述成橋線形預(yù)測(cè)→誤差反饋→參數(shù)調(diào)整過程在實(shí)施過程中可能不完全一樣，例如二期恒載的重量在吊索張拉前才得以確定，那么此參數(shù)誤差將在最后才能反饋給施工監(jiān)控仿真系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007；
[2]《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB/12897-2006；
[3]《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB 50497-2009；
[4]《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTG F60-2009；
[5]《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ11-2011；
[6]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D63-2007；
[7]《公路懸索橋吊索》JT/T449-2001；
[8]《公路勘測(cè)規(guī)范》JTG C10-2007；
[9]《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（征求意見稿）2012年5月；
