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)是指結構或構件的幾何尺寸。材料特性參數(shù)主要指與材料力學特性有關的參數(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的溫度、臨時荷載、臨時支撐與約束等。在這些參數(shù)中，有些對于施工監(jiān)控是敏感的，有些是影響很小的。大跨度懸索橋上部結構施工監(jiān)控需要的參數(shù)，根據(jù)其對結構施工敏感性的影響，將其分為3級。敏感性為1級的參數(shù)是指該參數(shù)有影響，但不突出，其參數(shù)變化對所涉及的影響范圍（或對象）不敏感，即使該參數(shù)采用理論值，對控制目標的實現(xiàn)也是可接受的；敏感性為3級的參數(shù)是指該參數(shù)對所涉及的影響對象很敏感，施工監(jiān)控中必須獲得實際的參數(shù)，監(jiān)控工作必須以實際參數(shù)為準，否則監(jiān)控目標就很難實現(xiàn)；敏感性2級介于1和3之間，其參數(shù)至少應采用理論加經(jīng)驗修正值。
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)場的實際情況擬通過以下方法獲取：
?。?）實際現(xiàn)場測量
對于涉及到結構的實際坐標、沉降和變形、幾何尺寸等方面的參數(shù)，應采用現(xiàn)場實際測量的方法獲取。對于采用大地測量方式獲取的數(shù)據(jù)，應采用國家一級控制網(wǎng)作為基準，按工程具體情況，設置二等水準控制網(wǎng)。對于結構塔、錨聯(lián)測，應采用二等水準測量控制網(wǎng)進行測量，達到二等水準測量控制精度。
?。?）試驗室與工廠測量
對于材料的彈性模量等參數(shù)，應采用試驗室測量的方式獲??；鋼絲直徑、索股彈性模量、吊索彈性模量等參數(shù)，應在加工時進行測量、試驗，并進行統(tǒng)計，提出統(tǒng)計確定的參數(shù)；對于吊索長度、加勁梁段重量等，則應在加工廠按規(guī)范或設計、監(jiān)理要求，進行測量或稱重。
?。?）通過現(xiàn)場測試識別
有些參數(shù)既無法通過現(xiàn)場測量直接獲得，也無法在試驗室或工廠直接獲取，需要采用間接的方法，通過測試、試驗和計算分析，利用參數(shù)識別的方法獲取。如橋塔塔頂實際的縱向抗推剛度、主纜溫度場等。
3監(jiān)控參數(shù)的預測與調整
在施工監(jiān)控的實際操作中，先將實測修正后的各參數(shù)反饋給監(jiān)控仿真系統(tǒng)，以成橋線形設計參數(shù)（錨固點位置和標高、散索鞍位置和標高、塔頂位置和標高、主纜跨中矢高、成橋橋面線形等）為目標狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動調整施工安裝參數(shù)，重新計算出構件的理論施工安裝狀態(tài)，同時可以預測出成橋線形狀態(tài)和內力狀態(tài)，此時與理論成橋線形和內力相比，除部分參數(shù)外（如錨固點位置和標高、散索鞍位置和標高、塔頂位置和標高、主纜跨中矢高、成橋橋面線形等）已有所改變，將此時的預測成橋狀態(tài)稱為修正成橋狀態(tài)。
只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結構最終自動達到修正成橋狀態(tài)。以理論施工安裝狀態(tài)為直接施工目標，以修正成橋狀態(tài)為間接施工目標，進行橋塔施工、鋼箱梁架設施工，得到實際施工安裝狀態(tài)。橋塔施工時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，測量主纜絲股錨面中心點、散索鞍滑面和橋塔塔頂?shù)奈恢煤蜆烁咭约吧⑺靼盎娴膬A角等實際施工安裝狀態(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)，以主纜跨中設計矢高和成橋橋面設計線形為目標狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動調整索夾安裝位置、主纜絲股架設參數(shù)和吊索長度，得到理論施工安裝狀態(tài)，同時預測出新的成橋線形狀態(tài)和內力狀態(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)的內力和主纜線形、吊索長度將有所變化。
同樣只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結構最終自動達到修正成橋狀態(tài)。以理論施工安裝狀態(tài)進行主纜絲股架設，緊纜后測量主纜線形、主纜絲股錨面中心點、散索鞍滑面和橋塔塔頂?shù)奈恢煤蜆烁咭约吧⑺靼盎娴膬A角等實際施工安裝狀態(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)，以成橋橋面設計線形為目標狀態(tài)，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將自動調整吊索下料長度及吊索張力，得到理論施工安裝狀態(tài)，同時預測出新的成橋線形狀態(tài)和內力狀態(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)的內力和線形、吊索長度同樣也有所變化。
只要滿足理論施工安裝狀態(tài)，則結構最終自動達到修正成橋狀態(tài)。在計算機監(jiān)控仿真系統(tǒng)中以理論安裝狀態(tài)為目標索力狀態(tài)，提出吊索力的張拉調整方案和索鞍頂推方案，進行各方案的模擬計算，最終得到可行的施工控制索力張拉調整方案。以該方案進行吊索安裝和張拉，完成后測量各吊索實際的索力狀態(tài)和線形得到實際施工安裝狀態(tài)。將實際施工安裝狀態(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)將計算出新的成橋線形狀態(tài)和內力狀態(tài)，稱為修正成橋狀態(tài)，也是理論施工狀態(tài)。
在實際施工狀態(tài)上進行橋面鋪裝、主纜防護等二期恒載，完成后測量結構線形和吊索索力得到實際施工狀態(tài)。如果實際施工狀態(tài)中主梁線形不平順或者主梁內力不理想，表明實際二期恒載與計算采用二期恒載相差較大，將實際施工狀態(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)中調整二期恒載，監(jiān)控仿真系統(tǒng)將計算出最終的吊索力，將此吊索力與實際施工狀態(tài)中的吊索力相比較，相差較大的要重新吊索張拉，最后得到實際的成橋狀態(tài)。
上述成橋線形預測→誤差反饋→參數(shù)調整過程在實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)。
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