桥梁工程测量课件.ppt

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1、2023/1/31工 程 测 量 学第 十一 章 桥梁工程测量桥梁工程测量1/3/2023主要内容：1 1、桥梁施工控制网的精度和布设、桥梁施工控制网的精度和布设2 2、悬索桥基准索股的垂度测量、悬索桥基准索股的垂度测量3 3、悬索桥的索塔变形监测、悬索桥的索塔变形监测4 4、连续刚构桥悬臂箱梁的挠度变形监测、连续刚构桥悬臂箱梁的挠度变形监测5 5、长悬臂箱梁标高的温度影响、长悬臂箱梁标高的温度影响2023/1/32主 要 内 容 和 重 点1/3/2023主 要 内 容 和 重 点重点p桥梁施工控制网必须达到的精度分析桥梁施工控制网必须达到的精度分析p悬索桥基准索股的垂度测量悬索桥基准索股的

2、垂度测量p施工中索塔变形监测施工中索塔变形监测p连续刚构桥悬臂箱梁的挠度测量连续刚构桥悬臂箱梁的挠度测量p长悬臂箱梁在施工期间温度变化对箱梁标高的影响。长悬臂箱梁在施工期间温度变化对箱梁标高的影响。2023/1/331/3/2023主 要 内 容 和 重 点难点p悬索桥索塔在施工期的变形监测悬索桥索塔在施工期的变形监测p连续刚构桥悬臂箱梁的挠度测量和温度影响分析连续刚构桥悬臂箱梁的挠度测量和温度影响分析2023/1/341/3/202311.1桥梁工程测量概述p桥梁是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物桥梁是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物2023/1/351/3/202311.1

3、桥梁工程测量概述p桥梁的分类桥梁的分类p按长度分特大桥、大桥和中小桥按长度分特大桥、大桥和中小桥2023/1/361/3/202311.1桥梁工程测量概述特特大大桥桥（grand grand bridgebridge）是是指指多多孔孔跨跨径径总总长长大大于于1000m1000m或或单孔跨径大于单孔跨径大于150m150m的桥梁，桥长大于的桥梁，桥长大于500m500m以上的桥。以上的桥。2023/1/371/3/202311.1桥梁工程测量概述桥梁发展的现状桥梁发展的现状p造造型型新新颖颖、结结构构复复杂杂、桥桥梁梁长长、跨跨度度大大、桥桥塔塔高高、施施工工难难的的斜斜拉拉桥桥、悬悬索索桥桥、

4、拱拱桥桥、连连续续钢钢构构桥桥是是桥桥梁梁的的方方向向发展。发展。p目目前前，我我国国长长江江上上的的桥桥梁梁就就接接近近100100座座，高高速速铁铁路路中中的的桥桥梁梁段段可可高高达达百百分分之之五五十十，城城市市中中的的高高架架桥桥路路比比比比皆皆是是，桥梁工程已成为工程测量的重要组成部分。桥梁工程已成为工程测量的重要组成部分。2023/1/381/3/202311.1桥梁工程测量概述p桥梁测量做什么？桥梁测量做什么？p桥桥梁梁工工程程的的测测量量工工作作包包括括桥桥址址陆陆地地与与水水下下地地形形测测绘绘、水水文文测测量量、桥桥梁梁施施工工控控制制网网测测量量、施施工工放放样样、竣竣工

5、工测测量量以以及施工与运行期间的变形监测或健康检查。及施工与运行期间的变形监测或健康检查。2023/1/391/3/20232023/1/31011.2桥梁施工控制网的精度和布设1 根据具体桥梁的桥式桥型估算桥轴线的中误差 (简简支支梁梁桥桥和预制梁桥和预制梁桥)每一跨的梁长制造误差每一跨的梁长制造误差桥梁施工控制网精度计算方法桥梁施工控制网精度计算方法1/3/20232023/1/31111.2桥梁施工控制网的精度和布设2 按墩台定位精度来确定桥梁施工控制网精度设容许误差是设容许误差是M M，桥梁施工控制网最弱点坐标中桥梁施工控制网最弱点坐标中误差为误差为 ，最弱边中误差为，最弱边中误差为

6、。桥梁施工控制网精度计算方法桥梁施工控制网精度计算方法1/3/20232023/1/31211.2桥梁施工控制网的精度和布设3 按桥长确定桥梁施工控制网的必要精度 可可按按照照桥桥梁梁总总长长或或桥桥中中单单跨跨的的最最大大长长度度确确定定桥桥梁梁施施工工平平面面控控制网的必要精度制网的必要精度,只适合一般的大桥和中小桥梁只适合一般的大桥和中小桥梁桥梁施工控制网精度计算方法桥梁施工控制网精度计算方法1/3/20232023/1/31311.2桥梁施工控制网的精度和布设独立坐标系统：1 以桥梁墩、台顶面平均高程面作为基准面以桥梁墩、台顶面平均高程面作为基准面2 以桥轴线设计的坐标方位角作为起算方

7、位角以桥轴线设计的坐标方位角作为起算方位角3 以一个稳定的桥位点或勘测控制点作为起始点以一个稳定的桥位点或勘测控制点作为起始点建网优势：1 1 长度变形可忽略不计长度变形可忽略不计2 2 桥梁墩台的设计坐标直接可用于施工放样桥梁墩台的设计坐标直接可用于施工放样桥梁施工控制网布设方法桥梁施工控制网布设方法1/3/20232023/1/31411.2桥梁施工控制网的精度和布设建立方法：1 在桥轴线上和两侧应布设控制点在桥轴线上和两侧应布设控制点2 特大型和大型桥梁应首选卫星定位技术建立特大型和大型桥梁应首选卫星定位技术建立GNSSGNSS网网 大型桥梁和中小型桥梁采用全站仪建立边角控制网大型桥梁和

8、中小型桥梁采用全站仪建立边角控制网3 GNSSGNSS网网和和边边角角网网必必须须有有足足够够的的多多余余观观测测，一一个个点点上上应应有三条边相交，采用强制对中装置有三条边相交，采用强制对中装置2.2桥梁施工控制网布设方法桥梁施工控制网布设方法1/3/20232023/1/31511.2桥梁施工控制网的精度和布设桥梁高程控制测量的作用桥梁高程控制测量的作用统一本桥高程基准面；统一本桥高程基准面；在在桥桥址址附附近近设设立立基基本本高高程程控控制制点点和和施施工工高高程程控控制制点点，以以满满足足施施工工中中高高程程放放样样和和监监测测桥桥梁梁墩墩台台垂直变形的需要。垂直变形的需要。为为了了方

9、方便便桥桥墩墩高高程程放放样样，在在距距水水准准点点较较远远（一一般般大大于于1km1km）的的情情况况下下，应应增增设设施施工工水水准准点点。施施工工水水准准点点可可布布设设成成附附合合水水准准路路线线。施施工工高高程程控控制制点点在在精精度度要求低于三等时，也可用三角高程建立。要求低于三等时，也可用三角高程建立。2.3桥梁高程控制网布设方法桥梁高程控制网布设方法1/3/20232023/1/31611.2桥梁施工控制网的精度和布设高程控制网的建立跨河水准测量跨河水准测量 规规范范规规定定：当当一一、二二等等水水准准路路线线跨跨越越江江河河、峡峡谷谷、湖湖泊泊、洼洼地地等等障障碍碍物物的的视

10、视线线长长度度在在l00ml00m以以内内时时，可可用用一一般般观观测测方方法法进进行行施施测测，但但在在测测站站上上应应变变换换一一次次仪仪器器高高度度，观观测测两两次次的的高高差差之之差差应应不不超超过过1.5mm1.5mm，取取用用两两次次观观测测的的中中数数。若若视视线线长长度度超超过过100m100m时时，则则应应根根据据视视线线长长度度和和仪仪器器设设备备等等情情况况，选用特殊的方法进行观测。选用特殊的方法进行观测。2.3桥梁高程控制网布设方法桥梁高程控制网布设方法1/3/2023跨河水准的必要性p仪仪器器角角误误差差：由由于于跨跨越越障障碍碍物物的的视视线线较较长长，使使观观测测

11、时时前前后后视视线线不不能能相相等等读读数数所所得得高高差差中包含有较大的中包含有较大的i i角误差影响角误差影响p大大气气垂垂直直折折光光：随随着着视视线线增增长长，以以及及地地面面覆覆盖盖物物、水水面面情情况况和和视视线线离离水水面面的的高高度度等等因因素素的的不不同同而而不不同同，同同时时还还随随空空气气温温度度的的变化而变化，因而也就随着时间而变化；变化而变化，因而也就随着时间而变化；p水水准准标标尺尺上上的的分分划划看看不不清清：视视线线长长度度的的增增大难以精确照准水准标尺分划和无法读数。大难以精确照准水准标尺分划和无法读数。11.2 2桥梁施工控制网的精度和布设1/3/2023跨

12、河水准测量跨河水准测量1 1）水准路线的选择）水准路线的选择11.2 2桥梁施工控制网的精度和布设1/3/20232 2）施测方法）施测方法（1 1）光学测微法光学测微法 视线小于视线小于500m500m图5-271/3/20232 2）施测方法）施测方法（2 2）倾斜螺旋法）倾斜螺旋法 500m2km500m2km（3 3）经纬仪倾角法）经纬仪倾角法 500m3km500m3km1/3/20232023/1/32111.3 悬索桥施工中监控与监测主要内容：1 悬索桥的简介2 桥梁施工控制网的精度和布设3 悬索桥基准索股的垂度测量悬索桥基准索股的垂度测量4 悬索桥的索塔变形监测悬索桥的索塔变形

13、监测1/3/202311.3 悬索桥施工中监控与监测2023/1/322典型悬索桥典型悬索桥虎门大桥1/3/202311.3 悬索桥施工中监控与监测2023/1/323 典型悬索桥典型悬索桥汕头海湾大桥1/3/202311.3 悬索桥施工中监控与监测2023/1/324典型悬索桥典型悬索桥江阴长江大桥1/3/202311.3 悬索桥施工中监控与监测2023/1/325典型悬索桥典型悬索桥美国三藩市金门桥1/3/202311.3 悬索桥施工中监控与监测悬索桥特点悬索桥特点1 1 跨度大跨度大2 2 灵活，适合大风和地震区的需要灵活，适合大风和地震区的需要3 3 坚固性不强坚固性不强4 4 不宜作

14、为重型铁路桥梁不宜作为重型铁路桥梁5 5 塔架的地基必须非常大和相当昂贵塔架的地基必须非常大和相当昂贵6 6 悬索桥的悬索锈蚀后不容易更换悬索桥的悬索锈蚀后不容易更换2023/1/3261/3/202311.3.1 桥梁简介2023/1/327悬索桥构造悬索桥构造1/3/202311.3.2 悬索桥基准索股的垂度测量p2.1 2.1 主缆主缆2023/1/3281/3/202311.3.2 悬索桥基准索股的垂度测量p2.2 2.2 基准索股线性的决定因素基准索股线性的决定因素1 1 悬索桥两端锚碇索股出口点的标高悬索桥两端锚碇索股出口点的标高2 2 两索塔上两主鞍座顶的标高两索塔上两主鞍座顶的

15、标高3 3 中跨和两边跨跨中基准索股的垂度决定中跨和两边跨跨中基准索股的垂度决定2023/1/3291/3/202311.3.2 悬索桥基准索股的垂度测量p2.32.3垂度测量的内容、要求和方法垂度测量的内容、要求和方法内容：内容：1 1 基准索股的绝对垂度基准索股的绝对垂度 2 2 一般索股的相对垂度测量一般索股的相对垂度测量要求：要求：1 1 基准索股东、西边跨的垂度限差基准索股东、西边跨的垂度限差 2 2 中跨的垂度限差中跨的垂度限差 3 3 上下游基准索股相对高差的误差上下游基准索股相对高差的误差 4 4 一般索股相对基准索股的高差误差一般索股相对基准索股的高差误差方法：方法：三角高程

16、测量法三角高程测量法2023/1/3301/3/202311.3.2 悬索桥基准索股的垂度测量2.4 2.4 基于单向大气折光系数改正的垂度测量基于单向大气折光系数改正的垂度测量pK K的计算方法：的计算方法：1 1 根据单向三角高程测量高差与跨河水准测根据单向三角高程测量高差与跨河水准测 量高差的比较量高差的比较2 2 同时对向三角高程测量的方法得到同时对向三角高程测量的方法得到2023/1/3311/3/202311.3.2 悬索桥基准索股的垂度测量2.5 2.5 垂度测量设计垂度测量设计选点和布网原则：选点和布网原则：1 1 高程控制点尽量少而精高程控制点尽量少而精2 2 视线尽可能高于

17、水面视线尽可能高于水面3 3测站点到观测点距离尽可能近测站点到观测点距离尽可能近2023/1/3321/3/202311.3.2悬索桥基准索股的垂度测量2.6 2.6 垂度调整垂度调整u绝绝对对垂垂度度调调节节：根根据据实实际际垂垂度度测测量量的的结结果果和和监监控控单单位位提提供的设计垂度数据进行调整供的设计垂度数据进行调整u相相对对垂垂度度调调节节：根根据据水水位位连连通通器器原原理理，在在中中、边边跨跨的的跨跨中中各各铺铺设设一一条条 透透明明塑塑料料软软管管，连连接接上上下下游游的的基基准准索索股股，两两端端竖竖管管顶顶面面在在索索股股同同一一位位置置上上，利利用用钢钢板板尺尺，测测量

18、量水水管管内液面距索股跨中点顶面的高度内液面距索股跨中点顶面的高度2023/1/3331/3/202311.3.3悬索桥的索塔变形监测1 1 日照温差影响日照温差影响2 2 猫道施工猫道施工3 3 索股牵引索股牵引4 4 钢箱梁吊装钢箱梁吊装2023/1/334主要原因3.1 引起索塔变形的原因引起索塔变形的原因1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3353.1日照温差影响的索塔静态变形监测日照温差影响的索塔静态变形监测u影响方式：影响方式：阳面的混凝土膨胀，阴面的混凝 土收缩u监测目的：监测目的：掌握索塔静态变形的大小和规律，获取变形最小的时间段，此时段内在塔顶放样

19、索塔的几何轴线，测量两锚跨和中跨的跨径，同时还在此时段内测量索塔顶监测点的基准坐标，作为以后不同工况下索塔变形量计算的依据1/3/202311.3.3悬索桥的索塔变形监测2023/1/3363.2猫道施工阶段的索塔变形监测猫道施工阶段的索塔变形监测1/3/202311.3.3悬索桥的索塔变形监测2023/1/3373.2猫道施工阶段的索塔变形监测猫道施工阶段的索塔变形监测u理想状态：索塔塔顶两侧水平力相等u实际情况：锚跨和中跨猫道索荷载不同 受猫道索张拉力误差和应力测试误差u结果：主塔会在顺桥向方向变形u监测主要目的：监测索塔在猫道施工阶段的变形大小和方向，为猫道索力控制和垂度调整提供依据1/

20、3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3383.3 索股牵引阶段的索塔变形监测索股牵引阶段的索塔变形监测1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3393.3 索股牵引阶段的索塔变形监测索股牵引阶段的索塔变形监测理想状态：使索股作用在索塔两侧的水平力 相等监测时间：1 在索股牵引过程中（动态监测）2 在索股垂度调整阶段（静态监测）1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3403.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3413.4钢箱梁吊装阶段的

21、索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测变形原因：1 钢箱梁吊装过程中钢箱梁自重 2 悬索桥的中跨钢箱梁荷载与边跨钢箱梁荷 载不对称解决办法：预偏主鞍座后逐步顶推主鞍座1/3/202311.3.3悬索桥的索塔变形监测2023/1/3423.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3433.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测顶推过程：1 在吊装前预偏主鞍座，向两岸侧方向预偏2 东、西塔同时向中跨方向顶推主鞍座，使主 鞍座中心相对塔中心移动3 吊装钢箱梁，重复第二步1/3/202311.3.3

22、 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3443.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测变形监测目的：1 监测钢箱梁吊装过程中的索塔动态变形量，确定起吊速度和施工安全2 监测索塔的累计变形量，确定顶推主鞍座的 时间及顶推量的大小1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3453.5 索塔变形的距离差监测法索塔变形的距离差监测法变形量二维变形量一维1 1 日照温差影响日照温差影响2 2 猫道施工猫道施工3 3 索股牵引索股牵引4 4 钢箱梁吊装钢箱梁吊装1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3463.5 索塔变形的距离差监测法索塔变

23、形的距离差监测法距离差监测法1 场地布设A、B基准点，B、C监测点1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3473.5 索塔变形的距离差监测法索塔变形的距离差监测法距离差监测法2 观测量 两台全站仪同时测量，架设于A点和C点 A测站的全站仪重复测量AB间的水平距离 C测站上的全站仪重复测量BC和CD间的水平距 离1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3483.5 索塔变形的距离差监测法索塔变形的距离差监测法距离差监测法3 变形量计算与观测数据的检核1)首先在空缆和裸塔状态测定 AB、BC和CD 间 的距离，作为索塔变形监测的基准值2)不同施工阶

24、段AB和CD的距离观测值 西塔位移值：东塔位移值：当 索塔向河侧位移，反之向岸侧位移。1/3/202311.3.3 悬索桥的索塔变形监测2023/1/3493.5 索塔变形的距离差监测法索塔变形的距离差监测法距离差监测法优点1）索塔的位移变形值为同一段距离的两次观测 值之差，系统误差和部分偶然误差大部分可 抵消，该法可监测2mm的索塔变形2）由于基准点 和 之间的距离为固定值 可作为每一次索塔变形监测外业观测数据是 否可靠的检核公式1/3/202311.4悬索桥的索塔变形监测1 1日照温差影响的索塔静态变形监测日照温差影响的索塔静态变形监测2 2猫道施工阶段的索塔变形监测猫道施工阶段的索塔变形

25、监测3 3索股牵引阶段的索塔变形监测索股牵引阶段的索塔变形监测4 4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测5 5索塔变形的距离差监测法索塔变形的距离差监测法2023/1/3501/3/202311.4.1日照温差影响的索塔静态变形监测 索索塔塔封封顶顶后后上上部部构构造造施施工工前前，应应该该对对索索塔塔塔塔顶顶在在日日照照温温差差作作用用下下的的静静态态变变形形进进行行监监测测。高高度度大大于于150m150m的的塔塔状状混混凝凝土土建建筑筑物物，由由于于日日照照方方向向的的影影响响，阳阳面面的的混混凝凝土土温温度度比比阴阴面面混混凝凝土土温温度度高高，该该温温差差将将导导

26、致致阳阳面面的的混混凝凝土土膨膨胀胀，而而阴阴面面的的混混凝凝土土收收缩缩，使使索索塔塔顶顶部部产产生生无无外外力力作作用用下下的的扭扭转转变变形形，随随着着一一天天中中时时间间推推移移，日日照照的的方方向向在在周周期期性性地地变变化化，因因此此这这种种扭扭转转变变形形在在一一日日24h24h内呈周期性变化。内呈周期性变化。2023/1/3511/3/202311.4.1日照温差影响的索塔静态变形监测 通通过过对对日日照照温温差差影影响响的的索索塔塔静静态态变变形形监监测测，可可以以掌掌握握索索塔塔静静态态变变形形的的大大小小和和规规律律，从从而而获获知知索索塔塔在在一一日日中中变变形形最最小

27、小的的时时间间段段，并并在在此此时时段段内内在在塔塔顶顶放放样样索索塔塔的的几几何何轴轴线线，测测量量两两锚锚跨跨和和中中跨跨的的跨跨径径，作作为为主主鞍鞍座座安安装装定定位位和和主主缆缆施施工工线线型型计计算算的的基基准准，同同时时还还在在此此时时段段内内测测量量索索塔塔顶顶监监测测点点的的基基准准坐坐标标，作作为为以以后后不不同同工工况况下下索索塔塔变变形形量量计计算算的的依依据据，因因此此可可以以该该项项索索塔塔的的变变形形监监测测，是是悬悬索索桥桥上上部部构构造施工施工测量监控工作的基础。造施工施工测量监控工作的基础。2023/1/3521/3/202311.4.2猫道施工阶段的索塔变

28、形监测 索索塔塔封封顶顶及及主主鞍鞍座座安安装装就就位位后后，进进入入悬悬索索桥桥猫猫道道施施工工阶阶段段。在在此此之之前前，索索塔塔处处于于无无外外力力作作用用的的空空缆缆和和裸裸塔塔状状态态，一一旦旦索索塔塔被被挂挂上上猫猫道道索索，塔塔顶顶即即受受到到猫猫道道索索锚锚跨跨和和中中跨跨方方向向的的水水平平力力作作用用，当当作作用用在在索索塔塔塔塔顶顶两两侧侧水水平平力力不不相相等等时时，索索塔塔即即会会产产生生顺顺桥桥向向方方向向的的变变形形。但但是是施施工工中中常常常常很很难难保保证证塔塔顶顶两两侧侧水水平平力力相相等等，因因此此塔塔顶必然会产生变形。顶必然会产生变形。2023/1/35

29、31/3/202311.4.2猫道施工阶段的索塔变形监测 该该阶阶段段索索塔塔变变形形监监测测的的目目的的，是是监监测测索索塔塔在在猫猫道道施施工工阶阶段段的的变变形形大大小小和和方方向向，为为猫猫道道索索力力控控制制和和垂垂度度调调整整提提供供依依据据，直直接接为为施施工工控控制制服服务务，是是悬悬索索桥桥上上部部构造施工测量监控的内容之一。构造施工测量监控的内容之一。2023/1/3541/3/202311.4.3索股牵引阶段的索塔变形监测 猫猫道道施施工工后后进进入入索索股股牵牵引引和和主主缆缆施施工工阶阶段段。在在索索股股牵牵引引过过程程中中，索索塔塔在在卷卷扬扬机机牵牵引引力力和和索

30、索股股荷荷载载的的作作用用下下，也也会会产产生生顺顺桥桥方方向向的的动动态态水水平平位位移移变变形形。当当索索股股牵牵引引到到位位后后，通通过过调调整整索索力力和和垂垂度度以以及及鞍鞍座座的的预预偏偏，使使索索股股作作用用在在索索塔塔两两侧侧的的水水平平力力相相等等，从从而而达达到到在在主主缆缆施工阶段索塔尽可能不偏位的要求。施工阶段索塔尽可能不偏位的要求。2023/1/3551/3/202311.4.3索股牵引阶段的索塔变形监测 此此阶阶段段索索塔塔变变形形监监测测的的特特点点，是是既既有有索索股股牵牵引引过过程程中中的的索索塔塔动动态态变变形形监监测测，又又有有索索股股垂垂度度调调整整时时

31、的的静静态态变变形形监监测测，而而且且变变形形值值是是水水平平位位移移，但但变形方向只能是顺桥向方向。变形方向只能是顺桥向方向。2023/1/3561/3/202311.4.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测 主主缆缆竣竣工工及及索索夹夹、吊吊索索安安装装后后，进进入入悬悬索索桥桥上上部部构构造造施施工工的的最最后后一一个个施施工工阶阶段段，即即桥桥面面钢钢箱箱梁梁吊吊装装阶阶段段。在在钢钢箱箱梁梁吊吊装装过过程程中中，由由于于悬悬索索桥桥每每一一块块标标准准钢钢箱箱梁梁重重量量均均在在250t250t左左右右，所所以以钢钢箱箱梁梁的的荷荷载载通通过过吊吊索索和和主主缆缆最最终终作作用用在在索索塔

32、塔上上，从从而而使使索索塔塔产产生生变变形形；此此外外，由由于于悬悬索索桥桥的的中中跨跨钢钢箱箱梁梁荷荷载载与与边边跨跨钢钢箱箱梁梁荷荷载载不不对对称称，在在钢钢箱箱梁梁吊吊装装阶阶段段，必必然然使使索索塔塔产产生生中跨方向中跨方向2023/1/3571/3/202311.4.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测 的的位位移移变变形形，而而且且这这种种变变形形一一般般很很大大，若若不不考考虑虑在在吊吊装装过过程程中中逐逐步步减减弱弱这这种种变变形形，则则索索塔塔变变形形必必然然超超过过其其限限值值而而危危及及索索塔塔安安全全。为为解解决决这这一一问问题题，在在施施工工中中采采用用预预偏偏主主鞍鞍座座

33、后后逐逐步步顶顶推推主主鞍鞍座座的的方方法法，以以消消减减钢钢箱箱梁梁吊吊装装时时索索塔塔的的累累计计变变形形，使使索索塔塔在在此此施施工工阶阶段段的的变变形形尽尽可可能能地地小小，以以确确保保施施工工质质量量和和安安全全。预预偏偏主主鞍鞍座座后后逐逐步步顶顶推推主鞍座，以消减索塔累计变形的原理可参照下图来解释：主鞍座，以消减索塔累计变形的原理可参照下图来解释：2023/1/3581/3/202311.4.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测 主主鞍鞍座座顶顶推推一一般般分分多多次次完完成成，通通常常吊吊装装几几块块钢钢箱箱梁梁后后，实实测测塔塔的的变变形形值值，据据此此确确定定是是否否需需要要顶顶

34、推推主主鞍鞍座座以以及及顶顶推推的的位位移移值值。由由此此可可见见，钢钢箱箱梁梁吊吊装装阶阶段段的的索索塔塔变变形形监监测测有两个目的，一是监测钢箱梁吊装过程中有两个目的，一是监测钢箱梁吊装过程中2023/1/3591/3/202311.4.4钢箱梁吊装阶段的索塔变形监测 的的索索塔塔动动态态变变形形量量，以以确确定定吊吊装装时时吊吊车车的的起起吊吊速速度度和和确确保保施施工工安安全全；二二是是监监测测索索塔塔的的累累计计变变形形量量，以以确确定定顶顶推主鞍座的时间及顶推量的大小。推主鞍座的时间及顶推量的大小。2023/1/3601/3/202311.4.5索塔变形的距离差监测法 日日照照温温

35、差差引引起起的的索索塔塔扭扭转转水水平平位位移移变变形形，其其变变形形量量为为二二维维，猫猫道道施施工工、索索股股牵牵引引和和钢钢箱箱梁梁吊吊装装所所引引起起的的索索塔塔水水平平位位移移变变形形量量实实质质上上为为一一维维，变变形形方方向向预预先先知知道道。索索塔塔变变形形监监测测，既既需需静静态态监监测测，又又需需实实时时的的动动态态监监测测。在在选选择择索索塔塔变变形形监监测测方方法法时时，应应简简洁洁、快快速速、可可靠靠、高高效效且且易易于于实实现现。在在国国内内几几座座悬悬索索桥桥施施工工测测量量实实践践中中，采采用用了了一一种种“距距离离差差监监测测法法”进进行行索索塔塔的的水水平平

36、位位移移变变形形监监测测，取取得得了了较好的监测效果，其具体步骤如下：较好的监测效果，其具体步骤如下：2023/1/3611/3/202311.4.5索塔变形的距离差监测法p场场地地布布设设：如如下下图图所所示示，在在东东、西西锚锚碇碇顶顶面面的的适适当当位位置置各各布布置置一一个个索索塔塔监监测测的的基基准准点点 A A 和和 D D，在在东东、西西索索塔塔顶顶面面的的适适当当位位置置各各布布设设一一个个监监测测点点 B B和和点点C C ，B B 和和C C点点最最好好在在布布设设在在塔塔柱柱的的横横桥桥向向方方向向上上，这这样样 SBCSBC即即为为两两索塔间的跨径；索塔间的跨径；202

37、3/1/3621/3/202311.4.5索塔变形的距离差监测法p观观测测仪仪器器及及观观测测量量：采采用用施施工工单单位位已已配配备备的的全全站站仪仪两两台台，测测距距精精度度为为(2mm+2ppm)(2mm+2ppm)，分分别别架架设设在在 A A点点和和 C C点点；A A测测站站的的全全站站仪仪重重复复测测量量AB AB 间间的的水水平平距距离离，C C 测测站站上上的的全全站站仪仪重重复复测测量量BC BC 和和CD CD 间间的的水水平平距距离离，则则AB AB 间间和和CD CD 间间的的水水平平距距离离变变化化量即分别是东塔顶和西塔顶的位移变形值；量即分别是东塔顶和西塔顶的位移

38、变形值；p变变形形量量计计算算与与观观测测数数据据的的检检核核：首首先先在在空空缆缆和和裸裸塔塔状状态态测测定定AB AB、BCBC和和CD CD 间间的的距距离离，作作为为索索塔塔变变形形监监测测的的基基准准值值S S0 0AB AB、S S0 0BC BC 和和2023/1/3631/3/202311.4.5索塔变形的距离差监测法 S S0 0CD CD，则则任任一一施施工工状状态态下下东东、西西索索塔塔的的位位移移值值可可按按下下式式计计算算，式式中中S Si i ABAB和和S Si iCD CD 为为不不同同施施工工阶阶段段 ABAB和和 CDCD的的距距离离观测值，计算公式如下：观

39、测值，计算公式如下：东塔：东塔：S Si i=S=Si iAB AB -S-S0 0ABAB 西塔：西塔：S Si i=S=Si iCD CD -S-S0 0CDCD 当当S Si i 00，索索塔塔向向河河侧侧位位移移，当当 S Si i 0 0，则则索索塔塔向向岸岸侧位移。侧位移。2023/1/3641/3/202311.4.5索塔变形的距离差监测法 索索塔塔的的位位移移变变形形值值为为同同一一段段距距离离的的两两次次观观测测值值之之差差，因因此此距距离离观观测测过过程程中中的的系系统统误误差差和和部部分分偶偶然然误误差差，大大部部分分可可抵抵消消，故故“距距离离差差观观测测法法”具具有有

40、较较高高的的精精度度，据据理理论论分分析析和和实实践践证证明明，该该法法可可监监测测2mm2mm的的索索塔塔变变形形，是是悬悬索索桥桥索索塔塔变变形形监监测测的的一一种种较较为为有有效效和和易易于于实实施施的的方方法法。由由于于基基准准点点A A 和和 D D之之间间的的距距离离为为固固定定值值，所所以以每每一一次次监监测测，观观测测值应满足以下关系：值应满足以下关系：S=S S=S0 0ABAB+S+S0 0BCBC+S+S0 0CDCD=S=Si iABAB+S+Si iBCBC+S+Si iCDCD2023/1/3651/3/202311.5连续刚构桥悬臂箱梁的挠度变形监测p1 1 挠度

41、变形的成因分析p2 挠度变形监测与精度p3 挠度变形监测的措施p4 挠度变形的规律2023/1/3661/3/20232023/1/36711.5连续刚构桥悬臂箱梁的挠度变形监测 大跨度连续刚构桥主要由主墩、边墩、墩柱、主梁以及盖梁组成，是四种大跨度桥梁中的主要桥型之一。现代大跨度桥梁的施工，常采用悬臂浇筑法(悬浇法)施工。在大跨度连续刚构桥悬浇法主梁施工中由于跨度大和悬臂长，悬臂箱梁的挠度变形是显著的。1/3/20232023/1/36811.5连续刚构桥悬臂箱梁的挠度变形监测 这种挠度变形在大跨度连续刚构桥上部构造施工过程中，必须对其进行监测，并在计算箱梁放样标高时进行改正。只有这样才能保

42、证对向施工悬臂的竖向合拢精度，从而确保成桥线型、内力和施工质量，因此悬臂箱梁变形监测在大跨连续刚构桥施工中极为重要。1/3/20232023/1/36911.5.1 挠度变形的成因分析 在悬浇法主梁施工过程中，由于悬臂箱梁下部没有竖向支撑，悬臂在合拢前全靠贯通悬臂的预应力钢铰线的强度、箱梁本身的刚度以及零号块两端悬臂对称平衡的作用，而处于一种相对稳定状态。随着箱梁的不断施工，悬臂长度不断增加，由于受重力和张拉力的影响，悬臂箱梁不可避免地存在上挠变形和下挠变形。1/3/20232023/1/37011.5.1 挠度变形的成因分析 根据虎门大桥辅航道桥20号墩浇筑30号块主梁时，边跨悬臂前端10个

43、块件在上述三阶段施工中的挠度变形情况，可知大跨度预应力连续刚构桥在上部构造施工过程中和受外界环境温度的影响下，悬臂箱梁处于不断的变形之中。1/3/20232023/1/37111.5.2 挠度变形监测与精度悬臂箱梁的挠度变形监测包括以下内容：1基准网点布设2观测周期确定3水准路线设计4监测点埋设5精度分析1/3/20232023/1/37211.5.2 挠度变形监测与精度 为提高挠度变形监测的精度，并使外业观测的工作量适中和易于达到设计的观测精度，一般在挠度变形观测中采用国家二等水准测量的精度等级和观测方法进行施测。通过推算最弱点的高程中误差和挠度变形量的中误差，可以说明这种精度显然能满足大跨

44、度连续刚构桥挠度变形监测和指导施工的目的。1/3/20232023/1/37311.5.3 挠度变形监测的措施（1）挠度观测严格安排在清晨5:008:00时间段内进行观测并完成（2）张拉阶段的挠度观测，应安排在张拉完成6小时后的清晨进行（3）在实际观测中，对大多数监测点可采取“前视变后视”的方法1/3/20232023/1/37411.5.4 挠度变形的规律 通过对虎门大桥辅航道桥、福建下白石大桥和镇海湾大桥等多座大跨度连续刚构桥箱梁施工挠度变形监测资料的整理和分析（1）浇筑混凝土后，悬臂箱梁呈下挠变形；张拉预应力后，悬臂箱梁呈上挠变形；挂蓝前移后，悬臂箱梁呈下挠变形。上述各种工况下挠度变形值

45、随悬臂长度的增加而逐渐增大；（2）同一个主墩的中跨和边跨，悬臂箱梁各种工况下的挠度变形大多是对称的，也有出1/3/20232023/1/37511.5.4 挠度变形的规律现不对称的情况，此时在变形值幅度上中跨比边跨略大一些；（3）同一座桥各个主墩的悬臂箱梁，在各种工况下的挠度变形，大体上呈现相同的变形规律；（4）挠度变形观测结果具有较高的精度和可靠性；（5）箱梁放样标高的调整，也大多在悬臂前端的箱梁上进行。1/3/202311.6长悬臂箱梁标高的温度影响p1 1 温度对长悬臂箱梁标高的影响温度对长悬臂箱梁标高的影响p2 2 温度影响的实验分析温度影响的实验分析p3 3 克服温度影响的对策克服温

46、度影响的对策2023/1/3761/3/202311.6长悬臂箱梁标高的温度影响p大大跨跨度度桥桥梁梁悬悬浇浇法法施施工工过过程程中中，施施工工控控制制的的关关键键是是主主梁梁线形。线形。p在在悬悬浇浇法法施施工工的的三三阶阶段段中中，如如何何控控制制和和监监测测主主梁梁的的标标高高及其变化，是施工测量监控所要解决的首要问题之一。及其变化，是施工测量监控所要解决的首要问题之一。p影影响响悬悬浇浇法法施施工工主主梁梁标标高高的的因因素素众众多多，如如：梁梁体体重重力力、张拉力、温度变化等。张拉力、温度变化等。2023/1/3771/3/202311.6.1温度对长悬臂箱梁标高的影响p温温度度变变

47、化化对对悬悬浇浇法法施施工工长长悬悬臂臂箱箱梁梁标标高高的的影影响响，给给大大跨跨度度预预应应力力连连续续刚刚构构桥桥和和斜斜拉拉桥桥施施工工中中主主梁梁标标高高的的控控制制，带来了以下三个方面的危害：带来了以下三个方面的危害：p1 1）影响主梁标高的测量放样；）影响主梁标高的测量放样；p2 2）影响挠度监测的准确度和可靠；）影响挠度监测的准确度和可靠；p3 3）给中跨和边跨的合拢带来困难。）给中跨和边跨的合拢带来困难。2023/1/3781/3/202311.6.1温度对长悬臂箱梁标高的影响2023/1/379温度变化对挠度监测结果的影响（单位：mm）1/3/2023p温温度度变变化化对对长

48、长悬悬臂臂箱箱梁梁的的标标高高产产生生了了较较大大的的影影响响，这这种种影影响响通通过过对对多多座座桥桥梁梁箱箱梁梁挠挠度度的的长长期期观观测测，已已经经有有了了定定性性的的认认识识，但但温温度度每每变变化化一一度度，悬悬臂臂箱箱梁梁的的标标高高变变化化有有多多大大，还还没没有有“量量”的的概概念念，只只要要掌掌握握了了温温度度变变化化对对箱箱梁梁标标高高影影响响“量量”的的规规律律，才才能能在在箱箱梁梁施施工工的的标标高高放放样样中中考考虑虑温温度度的的影影响响，使使箱箱梁梁施施工工的的标标高高更更接接近近监监控控计计算算标标高高；此此外外还还有有可可能能在在各各种种温温度度下下观观测测的的

49、箱箱梁梁挠挠度度中中，剔剔除除温温度度影影响响的的部部分分，从从而而使使观观测测的的挠挠度度真真正正反反映映工工况况变变化化所所引引起起的的挠挠度度，为为此此在在某某桥桥施施工工的的间间隙隙，进进行行温温度度变变化化对对长长悬悬臂箱梁标高影响规律的观测实验。臂箱梁标高影响规律的观测实验。2023/1/38011.6.2温度影响的实验分析1/3/202311.6.2温度影响的实验分析2023/1/381p长悬臂箱梁时间长悬臂箱梁时间-温度温度-挠度关系观测实验数据统计挠度关系观测实验数据统计表表1/3/202311.6.2温度影响的实验分析2023/1/3821/3/202311.6.3克服温度

50、影响的对策p对策之一：采用固定时间观测法进行挂蓝立模标高放样。对策之一：采用固定时间观测法进行挂蓝立模标高放样。p对策之二：采用相对标高法进行挂蓝立模标高的放样。对策之二：采用相对标高法进行挂蓝立模标高的放样。2023/1/3831/3/202311.6.3克服温度影响的对策p结论：结论：（1 1）温温度度变变化化对对悬悬浇浇法法悬悬臂臂箱箱梁梁标标高高的的影影响响显显著著，在在大大跨跨度度桥桥梁梁的的悬悬浇浇法法施施工工监监控控中中，应应采采取有效的方法克服其影响。取有效的方法克服其影响。（2 2）通通过过时时间间-温温度度-挠挠度度关关系系观观测测实实验验，获获得得了了温温度度变变化化对对