上海长江大桥施工监控总结 106页

上海长江大桥B5标工程施工监控总结报告编制：审核：上海长江隧桥B5标中港二航局项目经理部二00八年十月105 目录1项目概述31.1上海长江大桥主桥概况41.2上海长江大桥主桥施工控制概况52上海长江大桥施工监控方案与内容72.1施工监控的内容72.1.1施工监控参数的选取72.1.2施工监控计算内容82.1.3施工监控现场实测参数92.2施工控制的实时监测体系92.2.1实时监测内容及其分级92.2.2测点布置原则112.2.3本桥监控测点布置及传感器选型142.3施工监控的技术指标体系222.3.1各施工监测内容的仪器精度要求指标222.3.2施工监测测量误差要求指标232.3.3施工控制技术要求和容许误差度指标242.3.4材料特性监测技术要求252.4施工过程异常情况及处置预案252.4.1主梁预制252.4.2拉索预制262.4.3拉索张挂262.4.4主梁安装262.4.5桥面铺装及二期恒载272.4.6事后调索272.5施工监控的技术体系和组织体系272.5.1施工监控的组织体系272.5.2施工监控的技术体系282.5.3施工监控信息传递体系293上海长江大桥施工控制关键技术313.1钢箱梁制造线形控制313.1.1制造线形与安装线形313.1.2主梁理论制造线形313.1.3钢箱梁梁段制造几何要素333.2斜拉索制作长度控制403.3钢箱梁段的悬拼、匹配及轴线控制433.3.1预拼443.3.2匹配453.3.3轴线控制463.4钢箱梁的错台问题473.4.1有限元仿真分析473.4.2节段匹配措施48105 3.5施工过程主梁重量精确称重493.5.1系统设计方案503.5.2总体思路503.5.3系统设计原则503.5.4传感器513.5.5无线网络架构和系统供电523.5.6系统应用分析533.6斜拉索索力控制553.6.1斜拉索索力测试的基本要求553.6.2索力测试方法综述563.6.3斜拉桥索力测试方案563.7中跨合龙施工技术593.7.1合龙过程的控制分析603.7.2合拢方案的关键技术644上海长江大桥施工控制实施的主要结果684.1悬臂施工过程控制结果684.1.1悬臂施工阶段的主梁标高及张拉索力的控制结果684.1.2主梁焊缝控制结果754.1.3主梁应力控制结果774.2主桥合龙后的控制结果804.2.1索力监控成果804.2.2线形监控成果824.3成桥状态的控制实现结果854.3.1索力监控成果854.3.2线形监控成果904.3.3主梁纵向伸缩量984.3.4主梁应力监控成果995结论及建议102105 上海长江大桥施工监控总结1项目概述1.1上海长江大桥主桥概况上海长江大桥工程位于上海市东部，由长兴岛跨越长江的北港，至崇明陈家镇，全长约16.55km（跨越长江部分8.5km），其中主通航孔桥桥型采用主跨730m的双塔斜拉桥，跨径组合：92＋258＋730＋258＋92＝1430m，为五跨连续全漂浮状态，桥面布置为：六车道+预留轻轨，主跨730米为世界最大跨度公路、轻轨合建桥；在两跨各设置一个辅助墩。主塔：“人”字形混凝土索塔，拉索锚固区为钢锚箱＋混凝土塔壁主梁：分离式全焊钢箱梁，两幅间用横梁连接,钢箱梁采用Q345qD，梁全宽51.5m，为面前最宽的钢箱梁斜拉桥，锚腹板水平间距47米，梁高4米，标准梁长15米，重390吨。梁段间连接形式为全焊接断面；拉索：为φ7m的平行钢丝（σb=1670Mpa），空间扇形双索面;梁端锚箱为柱式锚固;最大拉索规格为7-409丝，长381.36m，重52吨，塔梁约束：塔梁竖向漂浮，横向约束，纵向由阻尼器连接主要施工工艺：索塔采用爬模工艺；主梁船运用桥面吊机提升安装，采用悬臂拼装法施工。本项目具有以下特点，施工控制过程中应对本项目的这些特点加以重点的考虑和研究：（1）本桥首次在国内采用无横梁的索塔设计，因此在悬臂施工过程中临时固结将由承台上的支架提供，这在以往的大跨径桥梁中尚无先例。因此，应充分注意这一变化带来的施工过程安全及控制精度的困难，施工监控应对此进行专题分析，以确保万无一失。（3）相邻钢箱梁间的转角关系在钢箱梁工厂组拼完后就固定下来，在钢箱梁现场拼装时如果要对其进行调整将带来两个问题：局部出现不可消除的折角，焊缝宽度过大。因此施工监控应介入钢箱梁的制造线形的确定。105 （4）钢箱梁斜拉桥吊装梁段现场精确定位方法及钢箱梁的焊接工艺将直接影响高程控制的精度，监控组应对上述两项工艺提出要求并对其执行进行监督及相应的监测。监控单位应对焊缝收缩进行抽样监测。（5）本桥主桥桥面宽，横向刚度小。梁段吊装时由于桥面吊机支点反力作用下，已成梁段产生较大横向变形，与被吊梁段间形成错台，给梁段匹配带来难度。因此需要事先对于钢箱梁的错台问题进行分析并提出对策。（6）本桥施工过程中悬臂长度长，且桥位处于台风高发地区，因此在中跨10号梁处（悬臂长度156.75m）设置临时墩，以增强主梁施工过程中抗风稳定性和吊装意外情况下的安全措施，监控单位将对此进行详细计算分析。1.1上海长江大桥主桥施工控制概况对高次超静定桥跨结构（多跨连续梁或连续刚构，或斜拉桥），其成桥的梁部线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系，也就是说，不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。另一方面，由于各种因素（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等）的随机影响，由于在测量等方面误差的影响，结构的原始理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。尤其值得注意的是，某些偏差（如主梁的标高误差、轴线误差、索力误差等）具有累积的特性。若对偏差不加以及时有效的调整，随着主梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离设计值，造成合龙困难或影响成桥的内力和线形。特别是对于大跨度斜拉桥，施工中的不合理误差状态如不能及时地加以识别和处理，主梁、索塔的应力有可能发生积聚而超出设计安全状态发生施工事故。国内外斜拉桥施工过程中由于施工控制方案及调整控制措施不当，会出现常见的以下几类问题：1．斜拉桥成桥线型较大地偏离原设计线型，导致运营效果不佳。典型的例子为重庆XX大桥，成桥后主梁线型呈明显波浪起伏状，使行车舒适度下降，并会引起桥梁的使用寿命缩减。2．主梁悬臂施工中线型误差累积过大，导致主梁合拢困难。典型的例子为美国XX105 斜拉桥，主梁合拢前两侧标高误差达27厘米，采用压重才强迫合拢，主梁的内力因之产生不利的影响。3．主梁悬臂施工中内力误差累积过大，进行内力调整将滞延施工工期，若不对内力误差进行及时调整，主梁的施工安全会受到极大不利影响。上海长江大桥斜拉桥施工控制中将严格避免上述问题的出现，并完成以下工作目标。1．确保施工过程中结构的安全，施工过程中和竣工后结构内力状况满足设计要求；2．成桥的线型、索力逼近设计状态；3．精度控制和误差调整的措施不对施工工期产生实质性的不利影响。4．主梁合拢前两端标高误差、轴线偏差能够保证顺利合龙。5．控制及监测精度达到施工控制技术要求的规定。105 1上海长江大桥施工监控方案与内容1.1施工监控的内容1.1.1施工监控参数的选取本项目选取下列参数作为施工控制的主要控制指标：（1）索塔应力及线形通过施工过程中塔顶偏位的几何测量和关键截面的应力监测确保索塔的线形及应力满足要求。（2）主梁线形通过调整拼装位置、索力等手段来确保主梁高程、轴线等线形指标满足要求。（3）斜拉索索力通过建立完善的误差调整与参数识别体系并采用多种方式对索力进行监测来保证斜拉索索力误差满足要求。（4）主梁焊缝宽度主梁焊缝宽度过大通常来源于制造线形与拼装过程不匹配，过大的焊缝将导致焊接困难及局部不可恢复的折角，因此应将焊缝的宽度作为控制的指标。（5）主梁应力（辅助指标）一般而言钢箱梁斜拉桥主梁应力在施工阶段均留有较大的安全储备，而如果索力及主梁线形均没有很大的误差的情况下主梁应力也不会出现异常，因此，主梁应力可以仅作为误差控制的辅助指标和结构施工过程安全监测的预警指标。本项目施工控制针对多参数多元目标进行，但是根据我们的经验应对参数进行分级以正确指导误差容许度的确定和误差调整措施的实施。本桥具体的分级情况为：(1)主梁线形，(2)主梁焊缝宽度，(3)拉索索力，(4)索塔应力及线形，105 (5)主梁应力当然，这个分级在某些指标达到可能危及安全的时候应该以确保安全为主。1.1.1施工监控计算内容本桥监控计算主要包含以下内容：（1）施工过程安全复核计算利用现场采集的参数对本桥施工过程的安全性进行复核计算主要包括：施工过程主梁应力、施工过程主梁稳定性、施工过程拉索应力、施工过程索塔的应力及稳定等。（施工过程风致振动问题由相关研究单位提供结论）（2）拉索、主梁无应力制造线形/长度的计算拉索的制造长度及主梁无应力制造线形属于几何控制中的重要内容，其误差或错误将直接导致拉索安装失败或主梁拼装无法达到预定高程或过大的焊缝宽度等问题，因此监控组应对其进行复核计算。（3）施工控制误差分析及参数识别施工控制过程中必然存在一定的误差，某些误差将会导致发散的结果，因此，应对施工控制反馈数据的误差进行误差分析，对误差形态进行定性，避免恶性误差的出现。通过对误差进行参数识别，找到造成误差的真正原因，从而制定出合理的误差解决策略。（4）施工控制实时计算施工控制计算不可能一蹴而成，由于部分计算参数（如梁重，混凝土徐变等）无法在施工控制开始就精确确定下来，因此，施工控制过程必须根据实测的结构响应来对计算参数进行调整，以形成更为准确的计算模型指导后期的施工。（5）重要临时结构的计算边跨支架系统、塔下支架系统以及临时墩的刚度及非弹性变形等参数将直接影响到控制的精度，因此，应对施工单位提出的这类临时结构进行复核计算，并对其刚度及工艺提出监控的要求。105 1.1.1施工监控现场实测参数在施工控制计算中，需要根据实际施工中的现场测试或核定参数，进行仿真计算，并根据实际施工中的实时测量数据对这些参数进行分析拟合，以使施工控制计算能与实际施工相符。需要进行现场测定的参数主要包括：1．实际材料的物理力学性能参数①混凝土的弹性模量及容重②斜拉索的弹性模量及容重③索塔混凝土的弹性模量及容重2．实际施工中的荷载参数①恒载a．主梁自重b．二期恒载（桥面铺装，人行道板，栏杆，路缘石，灯柱，过桥管线等）②施工荷载（主要施工机具、吊机等）③临时荷载（主梁上临时堆的机具、材料等）1.2施工控制的实时监测体系1.2.1实时监测内容及其分级施工过程内力与变形的监测是大跨度钢斜拉桥施工控制系统中的获取反馈的必要组成部分，施工监测系统的完善与否将直接影响控制系统的精度及安全。钢斜拉桥的施工监测所包括的内容及其分级情况见下表。表2.2.1钢斜拉桥施工监测内容序号监测内容重要等级频率等级1斜拉索索力122主梁线形133索塔偏位234索塔应力245钢主梁应力326环境温度127拉索温度238钢箱梁温度23105 9索塔温度2310风荷载的监测4111结构振动的监测41（1）关于监测重要等级的说明：斜拉索索力及主梁线形作为施工控制最重要的指标其重要性等级是最高的；考虑到上述两个指标至少与环境温度（考虑到测量一般在夜间恒定温度场下进行）具有很强的相关性所以把环境温度也作为最高等级的监测内容。索塔偏位作为线形控制的辅助判读参数、索塔应力在某些非对称施工工况是安全预警的重要指标；拉索温度、索塔温度及钢箱梁的温度即使在夜间也始终存在或多或少的温差所以也应该进行监测。上述内容的监测将有助于提高控制精度及安全，因此其重要等级为第二级。将主梁应力监测重要性等级定级较低主要因为此类斜拉桥钢箱梁主梁施工阶段一般应力水平都较低（<100MPa），在施工过程中也极少出现钢箱梁应力控制的阶段，因此其重要等级为第三级。风荷载及结构振动的监测将有助于判断是否可以进行正常的施工及施工控制，也有助于判断是否需要加装施工阶段的减振设施。因此也可以将其纳入施工监控体系，但其监测等级为第四级。（2）关于监测频率等级的说明：风荷载及结构振动的监测将直接决定是否可以进行施工作业，因此，其监测频率是最高的。主梁的应力在每个节段施工的工况中均有较大幅度的变化，因此，如果要进行主梁应力的监测其监测频率将不仅仅限于控制工况，在主梁应力监测的同时为了对环境温度及索力的同步监测将有助于应力监测结果的分析。105 斜拉桥的每个节段的施工都分为数个工况。其中主梁拼装控制及拉索的最后一次张拉控制是不可逆的，因此通常将这两个工况作为施工控制中每个梁段的控制工况，控制工况通常需要进行大部分监测内容的测试。实际施工过程中往往将这两个工况合二为一。索塔应力及支座反力的监测通常可以每隔几个节段或者在必要的时候进行。应针对某些特殊工况进行专项测量。（3）其它说明施工控制实施单位应根据桥梁的重要程度以及控制的难度选择监测的内容，但至少应包含重要等级为“1”的监测内容。对于上述监测等级及频率也应灵活应用，对于某些特殊的钢斜拉桥应根据具体情况调整表中各项监测内容的重要等级及频率等级。1.1.1测点布置原则（1）斜拉索索力测点布置索力测试分为张拉阶段测试及事后测试。张拉阶段测试指对正在张拉的拉索的监测；已经完成锚固的拉索由于其它拉索的张拉或其它外荷载将引起索力改变，对其进行的索力监测称为事后测试。张拉阶段测试由于过程不可逆，因此对其应采用更高精度的测试方法并辅助以多种其它手段（诸如通过标高校核等）。索力监测具有以下几个主要目的：（1）确保张拉索力的准确；（2）为施工控制的误差分析、参数识别提供实测参数；（3）用于估算悬臂端几个梁段的内力状态。考虑到索力测量设备价格昂贵或测试时间较长，因此，索力测量在一般的梁段施工中以部分测量为主，测试方法也主要依靠一套设备的移动进行多个拉索的索力测量，在此，索力测点指的是在某个施工阶段所进行监测的拉索。基于索力监测的目的及其具体情况，我们建议索力测点在大部分工况应以局部设置为主，索力测点布置一般应利用理论计算值根据以下原则计算确定：ΔF(n-i)/ΔFn>2%(2.2.1)式中n为悬臂端拉索编号，ΔF为理论索力改变量凡是满足式2.2.1105 的拉索均需要设置索力测点，另外，测点的布置还应该遵循对称的原则，即一个索塔的两侧拉索应同时设置测点。另外，索力的监测应尽量与线形监测同步进行，当线形进行全桥通测的同时，为了更好得获得索力、线形匹配参数应对索力也进行全桥通测。目前国内已经完成的钢箱梁斜拉桥根据4.1式计算一般需要的索力测点是：悬臂端向塔的5对拉索。（1）主梁线形测点布置线形测量分为放样测量及事后测量。放样测量指对新梁段进行定位的测量，一般放样测量结束后即进行新梁旧梁段的焊接或拴接。事后测量指对已经完成的梁段进行的线形测量。放样测量具有不可逆性，因此对其应采用更高精度的测试方法并辅助以多种其它手段。线形监测具有以下几个主要目的：（1）确保新梁段放样位置的正确性；（2）为施工控制的误差分析、参数识别提供实测参数；（3）辅助拉索张拉索力控制基于与索力监测相同的原因，我们建议标高测量也根据不同的目的采用局部或整体的监测方案。在一个梁段上设置3个主梁线形测点，两个高程测点及一个轴线测点，高程测点宜设置在悬臂端横隔板与外侧腹板交界处的顶部，轴线测点设置在横向尽量靠中部的位置。当线形监测主要向放样或拉索索力控制提供参数时可以仅对悬臂端2~3个梁段进行监测，通常为了正确分析线形和索力，线形测试点与索力测点一一对应，因此，在控制工况通常也对悬臂端5个梁段进行线形测试。当线形监测用于误差分析、参数识别时应进行全桥的通测即在对每个梁段均进行监测。（2）索塔偏位测点的布置索塔偏位的监测同样分为放样测量与事后测量。放样测量主要用于确定模板或节段的正确位置，一般放样测量结束后即进行混凝土的浇筑或节段的焊接（拴接）。事后测量指对已经完成的塔段进行的偏位测量。放样测量具有不可逆性，因此对其应采用更高精度的测试方法并辅助以多种其它手段。索塔偏位监测具有以下几个主要目的：（1）确保新塔段放样位置的正确性；（2）为施工控制的误差分析、参数识别提供辅助实测参数；（3）为索塔水平撑杆的施顶提供实测参数。105 索塔在施工过程应在新塔段或其模板上设置测点，索塔水平撑杆顶撑时为了确保顶撑效果也应考虑在顶撑位置设置测点，索塔施工结束后应对索塔进行至少一次每个索塔节段的通测。主梁施工阶段应在索塔塔顶设置偏位测点。（1）索塔应力测点的布置考虑到应力测点理论与实测值差异不可能达到误差分析或参数识别的要求，因此，索塔应力监测的主要目的是确保索塔在整个斜拉桥的施工过程的安全。因此，索塔应力测点的布置应主要根据计算确定，并且尽量考虑在下塔柱、中塔柱、下横梁均设置测试断面。每个塔肢测试断面应考虑在索塔的4个角点上均设置测点。（2）主梁应力测点的布置基于与索塔应力监测相同的原因，主梁应力监测的主要目的是确保主梁在整个斜拉桥的施工过程的安全。从这个目的出发，主梁应力测试断面的布置应按照如下原则进行：测试断面主要根据理论计算选择施工过程中最不利的位置，并且应确保在刚度突变处（如辅助墩，塔梁交界处）设置测试断面，应取保中跨及边跨均有测试断面。主梁测试断面的测点应确保顶底板在腹板与顶板交界处，纵膈板与顶底板的交界处，主梁中部设置测点以确保采集到应力的峰值点。（3）温度场监测的测点布置由于温度对结构变形及内力的影响均较为显著，温度对结构的影响可以分为均匀温度影响与非均匀温度影响，均匀温度影响指整个结构均处于相同的温度场下，非均匀温度指结构各部分由于日照或热传导速度的影响造成各部分温度不一致的情况。均匀温度场的温度改变对结构的影响较小，因此，钢斜拉桥的施工控制总选择在结构各部分温度尽量接近的情况下进行。在斜拉桥的施工监测中整个塔、梁、索各自的温度场比较接近，因此可以各选择一个断面进行温度场的监测。索塔的温度场监测应至少在测试断面四个角点设置测点，主梁则应确保在顶板、腹板、底板均设置一定数量的测点，拉索可以通过试验索来进行温度场的监测。（4）风荷载的监测105 对于大跨度钢斜拉桥而言施工过程中结构抗风稳定性分析和抑振措施，是施工过程安全保障的重点之一。由于大跨径高次超静定结构体系斜拉桥对抖振反应较大，因此测量大桥桥址区的风结构及其分布，可验证假设抗风分析和选用参数的科学性性。根据测定的平均风速、风向并编绘桥址的风玫瑰图和推算的风重现频率、风在不同方向上的功率谱以及特定风速的持续周期，对桥梁结构各部位的动力响应分析产生重要的影响，并为据此结果进行抑振措施设计，对大桥安全施工作出决策提供不可缺少的原始资料和判别依据。如果需要进行风荷载的监测可以在索塔施工期间至少在塔吊顶部设置一台风速仪，索塔施工完成后该风速仪可以转移到塔顶，在主梁施工期间应在距离索塔100m左右的中跨主梁至少设置一台风速仪。我单位在南京长江三桥及苏通长江大桥的施工控制中进行过主梁及索塔的风荷载监测，当时进行此项监测的主要目的是为施工期间减振设备提供调整参数，考虑到上海长江大桥未设置此类减振设备，因此，上海长江大桥进行系统的风荷载测速没有太大意义，可以采用简单的手持式风速仪来进行风速测试以确定是否可以安全施工即可。1.1.1本桥监控测点布置及传感器选型1.1.1.1拉索索力监测（1）设备选型斜拉索索力是斜拉桥施工过程中最重要的监测指标之一。目前平行钢丝斜拉索索力的测量方法主要有穿心式传感器与弦振式索力仪两种。穿心式传感器具有精度高、测试速度快且受环境干扰小等优点，但价格相对较高，安装及拆卸均较为复杂。弦振式索力仪测试速度慢、精度较低、受环境干扰大，但其价格低廉且安装及拆除均较为方便，因此在诸多斜拉桥的施工监测中获得广泛使用。从重要性上来讲拉索张拉阶段的索力控制是最关键的，而张拉千斤顶不具备足够的精度，因此在拉索的张拉阶段应采用精度最高的传感器进行索力测量，并且采用多种方法校核。测试方法主要以在千斤顶尾部安装穿心式索力传感器的方法，这种传感器宜采1%级的锚索计。张拉后斜拉索的测试也是索力测试的必要组成部分，这个测试可以为误差分析及参数调整提供反馈数据。张拉后索力的监测通常包含悬臂端5对拉索(包括正在张拉的索)，测试方法采用弦振式索力仪，弦振式索力仪经过张拉阶段的修正后索力测试精度能够达到2～3%。105 （1）测点布置全桥共配备8台锚索计对张拉索进行索力测试。采用这种高精度传感器的主要作用一方面是为了确保张拉时索力测量的高精度，另外一方面可以校核振动式索力仪的频率－索力换算公式。全桥共设置4套双通道的弦振式索力仪，同时可以对8根拉索进行索力测试，在节段控制工况依次对悬臂端5对拉索进行测试。图2.2.1及图2.2.2示分别给出了控制工况及一般工况索力传感器测点布置。图2.2.1节段控制工况索力传感器测点布置图图2.2.2非控制工况索力传感器测点布置图105 1.1.1.1主梁线形监测（1）设备选型主梁线形测量分为放样测量与事后测量，放样测量对测量时间及精度均有较高的要求。放样测量因为存在反复调整的问题，而且新梁段的放样位置受其相邻梁段的位置及转角的影响，因此，放样测量的关键在于确保相对精度和测量速度。事后测量的结果主要用于误差分析和参数识别，因此，事后测量的关键在于确保可靠的测量精度。考虑到上海长江大桥大悬臂及强风的特殊情况，可能在较多的测量时间内主梁存在较大的颤动，因此，针对这种情况我们需要制订特殊的测量方案。在风速较小或悬臂较短的阶段主梁晃动不大的情况下采用自动安平水准仪，本方案拟采用天宝的Dini12数字水准仪（每km往返精度0.4mm），该水准仪采用3m长的条码尺，测量速度较常规的水准仪提高很多。在风速较大或悬臂较长主梁存在较大晃动的情况下拟采用两台LeicaTCA2003测量机器人（0.5″）同步测量两点获得高差的方式来抵销主梁晃动的影响。（2）放样测量（A）待安装箱梁的中轴线控制1)事先在每一块箱梁的顶面刻划好其中轴线的标志线（示意图见图2.2.3）。2)在大桥的两边跨和中跨的0＃块顶面建立高精度的轴线（桥轴线）控制网，作为悬臂箱梁悬拼安装时中轴线控制的基准控制网。轴线控制网由大桥的首级平面控制网用GPS静态测量的方法加密获得，加密测量时的精度等级为GPSB级网，平差后各轴线控制点的点位中误差不大于±3mm。3)待安装箱梁的中轴线，用中线法控制其安装的平面位置，即在轴线控制点上安置TCA2003全站仪，后视另一轴线控制点后，指向待安装的箱梁。安装定位时，先使待安装箱梁的后端中线与悬臂上已安装好的箱梁（上一节段箱梁）中线重合；之后调整箱梁的位置，使其前端中线恰好位于全站仪已打到梁面的激光点上，这样此块待安装箱梁的平面位置就调整到位了。（原理见下图）。105 图2.2.3钢箱梁安装平面位置测量控制示意图4)事实上这种平面测量控制的方式在整个悬臂拼装的过程中较少采用，由于U肋的拼接板在钢箱梁工厂预拼阶段就进行了号孔制造，因此，在悬臂拼装阶段钢箱梁平面位置基本上已经由工厂预拼的情况确定下来了。这种调整仅使用与我们认为钢箱梁轴线位置已经发生较大偏移且存在逐渐放大的可能时，当然，发生这种调整的时候我们必须现场号孔重新制作高强螺栓的拼接板了。（B）待安装箱梁的标高控制1)事先在每一块箱梁顶面的四角位置布设四个标高控制点（见上图3.4），其中远塔向的两个为主控测点，近塔向的两个为辅助测点（备用测点）。2)首先将岸上首级高程控制点的高程传递到大桥两主塔塔柱的人洞口，待两0＃块钢箱梁安装完毕后，再将高程控制点引到两0＃块顶面，即在0＃块钢箱梁顶面建立高精度的高程控制点，作为悬臂箱梁拼装时标高控制的高程基准控制点，考虑到本桥索塔无横梁构造的特殊性，在控制工况的标高测量均需要复核塔柱与0#块主梁的高程关系，具体措施可以采用指针标尺的形式。3)对于待安装的钢箱梁，由于其顶面上的标高控制点，相对于其前一节段已拼装好的钢箱梁上的标高控制点的高差，是已计算好且固定不变的，故采用控制相对高差的方法，对待安装钢箱梁的标高进行控制。即在待安装钢箱梁拼装时，测量其顶面四个标高控制点中悬臂端的两个（近塔端两个作为辅助测点，一般不进行测量）相对于其前一块已拼装好的钢箱梁之标高控制点的高差，待这两个点的相对高差均符合监控计算的高差要求时，此块钢箱梁的标高就调整到位了。105 在风平浪静和短悬臂的正常情况下，上述的相对高差控制法可用电子水准仪（自动安平）测量高差，这时可做到快速而准确地控制待安装钢箱梁的标高；在小风和长悬臂主梁较低幅度晃动的情况下，上述的相对高差控制法可用精密光学水准仪（人工精确整平）测量高差，这时可做到准确地控制待安装钢箱梁的标高；在风力较大和长悬臂晃动显著的情况下且要求快速测量定位，此时在悬臂最前端进行精密水准测量（不论是电子水准仪还是精密光学水准仪）是不现实的，故在进行相对高差测量时，应在后面稳定的钢箱梁上架设测量机器人，对待装钢箱梁及其相邻几块箱梁的标高控制点进行自动三角高程测量，可快速获得其相互间的高差，考虑到箱梁的振动相对高程测量的同步性将直接影响测量精度，因此，我们考虑采用2套TCA2003进行同步测量（见图2.2.4）。TCA2003的棱镜跟踪功能能够迅速捕捉到正处于振动中的悬臂端棱镜，另外，TCA2003测量结果均带有时间参数可以很容易选出2台仪器同时间观测的数据。采用这种方案可以确保相对高差测量精度优于3mm，完全能够保障放样精度，并且速度非常快。图2.2.4主梁大幅度振动情况下的放样测量示意图（1）事后测量(A)挠度变形观测点的布设主梁挠度变形观测点布设在每块钢箱梁上、下游两个边腹板对应的钢箱梁悬臂端横隔板的顶板上，主控测点采用LEICA棱镜的棱镜杆，焊接在钢箱梁顶面，棱镜杆在钢箱梁加工阶段焊接，并且工厂预拼装阶段、放样阶段及事后测量阶段采用相同的测点。辅助测点采用工厂预制阶段焊接的钢筋短柱。（B）测试方案105 在风平浪静和短悬臂的正常情况下，可采用现代的电子精密水准仪+因瓦条码尺的精密水准测量方法，通过埋设在塔下人洞内的基准点，定期对主梁各梁段上的监测点进行观测。在小风和长悬臂晃动情况下，可采用传统的光学精密水准仪+因瓦水准尺的精密水准测量方法，进行上述各种工况下的挠度变形监测。在风力较大和长悬臂晃动显著的情况下，可采用现代的电子全站仪自动照准三角高程测量的方法，进行上述各种工况下的挠度变形监测。此时全站仪安置在靠近O#块的稳定的位置，棱镜直接安装在钢箱梁顶面的棱镜杆上，由于此时采用的是单向三角高程测量的原理，因此必须在高差计算时进行地球曲率和大气折光修正，这样可在风力较大和长悬臂晃动显著的情况下快速地完成挠度变形监测（但此时测量精度只能保证在1～2cm的水平），因此，对于事后测量，监控组可能会根据环境情况对预订测量时机进行调整。1.1.1.1索塔偏位的监测（1）设备选型索塔偏位的监测采用0.5″级的TCA2003全站仪进行。（2）测点布置索塔模板安装的监测一般由施工单位自行完成。并可以在适当的时候组织对索塔偏位的连续观测（包括温度测量），以提供索塔偏位的温度修正量。悬臂拼装阶段索塔变形监测点布设在两个主塔的顶部，监测点采用Leica360°棱镜直接固定在预埋的强制对中装置上。主梁施工期间，索塔水平位移变形，按极坐标测量的方法进行监测。作为此项变形监测的基准点，应该是桥轴线附近的建有观测墩和强制对中器的平面控制网点，控制点与控制点之间的相对精度应在1/20万以上，应该具有足够的精度作为索塔变形监测的基准点1.1.1.2索塔应力的监测（1）设备选型考虑到采集系统的方便程度及以后与健康监测系统连接我们拟在上海长江大桥斜拉桥采用电阻应变片，其主要原因是：较为容易实现自动采集，价格与钢弦式应变传感器基本持平，精度高，采用半桥或全桥电路进行温度补偿后温漂小。为了确保应变片的长期使用主要采用如下措施：A.首先在打磨的混凝土表面粘贴铝箔；B.在铝箔表面粘贴应变片，并采用专用长效保护胶封装；105 A.线路焊接完成后，整个应变片及焊点采用硅胶密封。（1）测点布置根据索塔应力测试测点布置的原则选择在下塔柱、中塔柱设置测试断面。每个塔肢测试断面应考虑在索塔的4个角点上均设置测点。索塔应力测点布置见图2.2.5。所有应变测点均同时预设温度传感器和同期浇注的补偿块，补偿块上采用与工作应变片相同类型及批次的产品组成半桥测试体系。图2.2.5索塔应力及温度测点布置图1.1.1.1主梁应力的监测（1）设备选型考虑到采集系统的方便程度及以后与健康监测系统连接我们推荐在上海长江大桥斜拉桥钢箱梁部分采用电阻应变片，其主要原因是：较为容易实现自动采集，价格与钢弦式应变传感器基本持平，精度高，采用半桥或全桥电路进行温度补偿后温漂小。混凝土箱梁部分采用与索塔相同的设备。钢箱梁应力采用表面贴片式电阻应变片，为了确保其在整个施工过程良好的使用效果及今后能够长期稳定工作以向健康监测移植，对应变片进行了多重防护，见图2.2.6。105 图2.2.6钢结构应变测试示意图（1）测点布置主梁应力测点布置见图2.2.7。所有应变测点均同时埋设温度传感器。图2.2.7半桥主梁应力及温度测点布置图1.1.1.1温度的监测（1）设备选型环境温度采用电子式温湿度传感器，其测温精度为±0.5℃；结构温度场采用数字式温度传感器，其测温精度为±0.5℃。（2）测点布置105 环境温度测点设置在下横梁顶部。结构温度场监测分别在主梁主跨0#块，索塔中塔柱进行钢箱梁及索塔温度的监测。考虑到结构应变测点均同时在测点设置温度传感器，因此，结构温度场的测点布置与应变测点布置相同，塔、梁分别见图3.6和3.8。拉索温度监测采用试验拉索。试验拉索测温情况见图2.2.8。图2.2.8拉索温度的测试1.1施工监控的技术指标体系在斜拉桥的施工控制过程中，对各技术环节中的技术要求和具体技术指标构成了施工监控的技术指标体系。斜拉桥施工监测中的数据误差可能来源于仪器误差、测量方法误差，因此监控中首先建立的是监测工作的仪器精度指标体系和测量精度要求指标体系。斜拉桥的施工控制过程实质是误差控制的过程，在这一过程中对实际施工误差（精度）的要求构成了施工控制的容许误差度体系。1.1.1各施工监测内容的仪器精度要求指标1.1.1.1几何监测包括主梁高程、轴线以及索塔偏位、基础沉降的监测。主梁高程及基础沉降监测采用精密水准仪及因瓦水准尺，要求公里往返测量误差不大于1mm。轴线及索塔偏位采用全站仪，要求测距精度高于1mm+1ppm，测角精度高于0.5”。1.1.1.2结构应力监测监测内容为进行索塔混凝土应力的监测及钢梁应力监测。采用应变计进行应变测量，要求综合精度高于±0.5%，年漂移量小于±0.5%,经温度补偿后温度漂移小于±1%/10℃。105 1.1.1.1温度场监测监测内容为环境温度，索塔、主梁、拉索的温度场。结构温度场监测采用温度传感器,要求测温精度高于±1℃，环境温度采用水银温度计，要求测温精度高于±1℃。1.1.1.2索力监测监测内容斜拉索各阶段的索力。采用振动式索力仪及整体式索力传感器，要求精度高于±3％。1.1.2施工监测测量误差要求指标1.1.2.1几何监测对于悬臂施工部分（悬臂长度为L）要求高程测量误差小于±（2mm＋15ppmL）。实际实施时测量结果偏差小于2mm＋15ppmL时采用测量结果，超过此偏差应进行复测。支架段高程测量误差应小于2mm，测量结果偏差小于2mm时采用测量结果，超过此偏差应进行复测。对于悬臂施工部分（悬臂长度为L）主梁轴线测量误差不得大于±（2mm＋15ppmL）。实际实施时测量结果偏差小于2mm＋15ppmL时采用测量结果，超过此偏差应进行复测。支架段高程测量误差应小于2mm，测量结果偏差小于2mm时采用测量结果，超过此偏差应进行复测。索塔偏位测量误差不得大于±5mm。基础沉降测量误差不得大于±2mm。1.1.2.2结构应力监测索塔混凝土监测结果每边平均应力误差应小于±15%，当理论应力水平小于10MPa时可按照±1.5MPa来进行控制。钢箱梁一侧平均应力误差应小于±10%，当理论应力水平小于60MPa时可按照±6MPa来进行控制。1.1.2.3温度场监测结构温度场监测误差小于±1℃，环境温度监测误差小于±1℃。通过测量仪器精度保证测量精度。105 1.1.1.1索力监测索力测量误差小于±2％。依靠测量仪器精度保证测试精度，并结合多次测量及与千斤顶读数的对照。1.1.2施工控制技术要求和容许误差度指标1.1.2.1几何控制技术要求匹配后梁段放样高程及轴线误差根据设计院要求及监控指令要求进行。几何控制误差均指实测值与理论预测值间的差异。控制工况主梁上下游高程测点平均值误差应小于悬臂长度的±1/3000，当1/3000悬臂长度<40mm时按照±40mm进行控制,相邻梁段间平均相对偏差（前梁段平均误差-后梁段平均误差）不得大于梁段长度的1/750；上下游高程相对偏差不大于15mm。主梁轴线偏位不得大于±1/10000悬臂长度，悬臂长度的1/20000小于10mm时应按照±10mm进行控制；相邻梁段间相对轴线偏差不得大于1/5000梁段长度。索塔偏位误差不得大于±20%，当理论索塔偏位的20%小于30mm时可按照±30mm来控制。索塔偏位不作为施工控制的主要指标。每个梁段施工完毕后监控单位应对监控结果进行评价并提供报表。1.1.2.2索力控制技术要求索力控制误差指实测值与理论预测值间的差异。拉索上下游平均控制误差应小于±5%，对根部3对索可以放宽至±(8-索号)%。上下游拉索相对偏差不大于5%。每个梁段施工完毕应对监控结果进行评价并提供报表。1.1.2.3应力监测其它技术要求应至少在索塔每肢塔柱施工及运营的控制断面设置应力测试断面，并至少在塔柱4角设置测点，测试断面及测点可适当加密。应采取措施保证元件损坏率不得大于20%，埋置于混凝土中的元件应考虑使用水工电缆或其他不易损坏的电缆。索塔应力(温度)测量可考虑索塔施工期间每个节段测试一次，架梁阶段每个梁段测试一次。当应力水平达到80%材料允许强度（C50为14MPa）或超过误差范围时应提供预警。应力监测结果应在测试断面浇筑30天后开始提供。105 主梁应至少在辅助墩墩顶、0#块、边跨跨中、中跨4分点设置测试断面，每个测试断面应力测点不得少于8个，测试断面及测点可根据计算适当加密或调整断面位置。应采取措施保证元件损坏率不得大于20%，超过该损坏率应进行修复。当应力水平达到60%材料允许强度（Q345为126MPa）或超过误差范围时应提供预警。应力监测结果应在每个梁段完成后提供。1.1.1.1温度场监测其它技术要求温度场监测无其它具体技术要求，监测内容仅用于施工控制分析，可不单独提供温度场监测报表。1.1.2材料特性监测技术要求1.1.2.1钢结构重量、弹模及强度监测技术要求钢梁弹模、强度均采用出厂值，除非材料发生变化。钢梁的重量是施工控制中的重要参数，根据以往的经验钢梁实际制造重量往往与设计值存在较大的差异，而且离散性较大，因此宜对钢梁重量进行逐段称重。钢梁重量可以采用安装压力传感器的方式进行测量，要求测量误差小于1％。1.1.2.2拉索重量、弹模及强度监测技术要求拉索弹模、强度、重量可采用出厂值，除非材料发生变化。从施工控制的角度出发，上述材料参数仅作为控制分析输入参数，需要施工控制方及时掌握的，但不作为控制目标，因此从施工控制的角度对上述参数不作具体数值上的要求，其要求可根据相应的设计、施工及试验规范办理。1.2施工过程异常情况及处置预案在本项目实施的不同施工程序中对以下异常情况进行重点监测并提出处理策略。1.2.1主梁预制主梁工厂预制阶段对后期监控影响最大的就是主梁的预拼装线形，主梁梁段加工完成后需要根据预拼装线形在胎架上对多个梁段进行组拼，并对相邻梁段的接缝宽度进行复核或调整，最终安装105 工地连接匹配件并进行U肋高强螺栓拼接板号孔以及轴线定位标记的刻画。这个工作一旦完成后主梁现场安装新老梁段间的转角关系就确定下来。监控组应对主梁预拼线形进行复核，并指导钢箱梁加工单位进行预拼线形的。主梁预制线形出现异常将导致现场拼装无法达到预定标高，对于这种情况不易一味通过焊缝宽度来调整高程，焊缝宽度最大不宜超过20mm，过大的焊接变形将导致较差的焊接质量及较大的焊接收缩量，如果依然无法完成高程调整则应该牺牲部分标高绝对值以保障主梁的匀顺，而这部分标高误差可以考虑通过索力的调整来修正，即在安全的范围内将主梁的几何误差转换为索力（内力）误差。1.1.1拉索预制拉索预制阶段索长的控制也是个极其重要的指标，其加工精度将直接影响拉索张挂是否成功。监控单位应对拉索预制长度进行复核，当拉索长度出现过长或过短等异常情况导致拉索无法正常锚固的时候可以通过增加垫片或安装锚杯延伸筒来确保正常施工能够延续。1.1.2拉索张挂考虑到本桥拉索长度及伸长值均较大且为平行钢丝整体挂索，张拉困难较大，索长及拉索弹模误差可能导致拉索无法正常锚固。为了避免上述问题，监控组可以在拉索张挂阶段对牵引力及拉索长度进行一个大致的测试，通过分析来预测张拉端锚头的位置，如果出现无法锚固的风险可以通过适当调整锚固端锚环的位置来解决。1.1.3主梁安装主梁安装阶段放样高程的确定非常重要，考虑温度的变化会影响已成梁段同时也影响放样高程，因此，放样高程应在同时监测已成梁段的基础上确定。主梁安装阶段放样高程的调整可以考虑将新老梁段的顶部部分临时连接预先连接起来以避免被吊梁段的晃动造成的测量困难，但不得同时连接腹板及底板的匹配件（此时标高调整将不再是无应力的调整）。主梁安装阶段还存在新旧梁段接口处顶板凹凸交错的问题，这个问题可以通过马板＋千斤顶进行马平。105 1.1.1桥面铺装及二期恒载桥面铺装及二期恒载阶段监控单位任务相对较少，但仍然应进行以下几个方面的工作。复核铺装及二期恒载顺序是否有危及安全的情况出现；监测桥面铺装时钢箱梁的温度，避免局部出现过大的温度应力；1.1.2事后调索悬臂施工过程中节段施工的最后一次拉索张拉为控制工况，由于本次张拉完成后这根拉索基本不需要再进行调整了，所以这次张拉的吨位控制对监控而言非常重要。本方案除了采用常规的弦振式索力仪进行索力监测外，还采用了高精度的穿心式锚索计来精确控制张拉吨位，同时配合高程测量就可以将张拉阶段索力控制到较高的精度。一般而言钢斜拉桥由于钢梁能够承受较大的拉应力，所以基本上不需要进行合拢后的调索。但监控过程如果出现较大误差的时候则需要进行二次调索，二次调索整个过程需要在监控单位的严密组织和监测之下进行。一般而言，如果出现标高低索力小的情况则比较容易作出决定，而出现标高低索力反而大的情况则需要根据具体情况加以考虑，这时可能需要对牺牲标高精度还是索力精度作出选择。当然，我们的目标是避免事后调索的，在我单位从事的多座已经完工的钢箱梁斜拉桥均未进行事后调索。1.2施工监控的技术体系和组织体系1.2.1施工监控的组织体系施工监控的组织体系见图2.5.1。105 图2.5.1施工监控组织体系1.1.1施工监控的技术体系桥梁的施工控制与桥梁的设计和施工有密切的联系。根据上海长江大桥设计和施工的具体特点，参考国内外桥梁施工控制工作的开展情况，建立图2.5.2所示的施工控制技术体系，并依此进行施工控制。从图2.5.2可以看到：桥梁的施工控制是与桥梁设计、施工及监理密切联系的。从信息论的观点看，桥梁的施工控制过程是一个信息采集、信息分析处理和信息反馈的过程。施工控制技术体系包含实时测量体系、现场测试体系、实时计算体系、应力预警体系等部分。通过实时测量体系和现场测试体系，可以采集到桥梁施工过程中的各类所关心的数据信息。借助桥梁施工控制的计算分析体系，对采集的数据信息进行分析。尤其是对施工中各类结构响应数据（如变形、内力、应力）的分析，可以对施工误差做出评价，并根据需要研究制定出精度控制和误差调整的具体措施。最后以施工控制指令的形式为桥梁的施工提供调整信息。在施工控制计算和误差分析中，通过对施工容许误差度指标数据体系、施工反馈数据（尤其是应力监测数据）、施工控制目标值数据的分析确立施工状态的应力预警体系。105 图2.5.2施工控制技术体系1.1.1施工监控信息传递体系在施工控制工作组的日常工作中，信息传递的时效性、准确性、可靠性和通畅性是保证施工控制工作顺利进行的基本前提。本项目实施将按图2.5.3所示建立信息传递机制，以控制报表体系为核心进行施工控制的日常工作。施工控制的工作接受监理工程师的全面监理。对施工控制而言，其日常工作需要得到设计和施工部门的大力支持和配合，需要信息和意见的及时交流；其控制指令和结果则需要借助监理权威和程序予以发布、执行和反馈。105 图2.5.3施工控制信息传递机制105 1上海长江大桥施工控制关键技术1.1钢箱梁制造线形控制1.1.1制造线形与安装线形悬臂施工的斜拉桥主梁结构（主要指由多个钢梁段拼接形成）在设计、制造和施工的不同阶段涉及到几种不同的线形概念：a)成桥线形是指桥梁修筑完成后所需达到的设计线形，也是目标线形；b)制造线形是主梁在制造过程中零应力状态下的线形；c)安装线形是主梁梁段在拼装过程中各新安装梁段自由端连接成的线形。安装线形与成桥设计线形间的关系为式中，——安装线形；——成桥设计线形；——梁段自安装时至成桥时的位移量。悬臂施工斜拉桥主梁施工的关键任务之一就是选择合适的制造及安装线形，使得成桥时桥面最终达到设计成桥线形。从本质上说，制造线形是无应力状态线形，而悬臂施工过程中已成梁段处于受力状态，待安装梁段则基本处于无应力状态，这是安装线形与制造线形不一致的根本原因。当然，梁段的制造线形位置将于该梁段安装时到达其安装线形的位置。1.1.2主梁理论制造线形主梁制造线形是指钢箱梁段在拼装场地无应力状态下的线形。制造线形的主要表现形式为制造标高、相邻梁段间角度或者梁段间接缝宽度。制造标高是一个相对概念，制造标高差表示各梁段断面上相同位置处的高程差。本报告的制造线形不包括钢箱梁在制造过程中由于焊缝收缩、温度变化（指相对基准温度20°C）对线形和尺寸的影响；对以上因素的影响，105 制造商应根据具体情况进行适当修正。相邻梁段间角度或接缝宽度均以开口方向向下为正，以开口方向向上为负，如图3.1.1主梁制造线形几何要素示意所示。(a)制造线形梁段间正角度(b)制造线形梁段间负角度图3.1.1主梁制造线形几何要素示意表3.1.1即为主梁各梁段制造线形，包括梁段端面上的制造标高和相邻梁段间的角度。表中为北塔侧半桥梁段数据，南塔侧半桥梁段与其对称。制造标高仅表示梁段制造时的相对位置，下表中的制造标高数据是以TA梁段的岸侧端部位置为标高零点得到的，如图3.1.2所示。图3.1.2制造标高零点示意表3.1.1主梁制造线形　　　　　　　　　　　　　梁段示意B23B22B21B20B19　　　桥面制造标高(m)-9.7862-9.4811-9.1640-8.7095-8.2488-7.7912梁段间角度(度)-0.04609-0.03423-0.00427-0.01742-0.01199-0.00490　　　　　　　　　　　　　梁段示意B18B17B16B15B14　　　105 桥面制造标高(m)-7.7912-7.3349-6.8786-6.4126-5.9572-5.5077梁段间角度(度)-0.00490-0.000080.03710-0.04082-0.02256-0.02686　　　　　　　　　　　　　梁段示意B13B12B11B10B9　　　桥面制造标高(m)-5.5077-5.0652-4.6317-4.2082-3.7944-3.3900梁段间角度(度)-0.02686-0.03449-0.03814-0.03693-0.03593-0.03182　　　　　　　　　　　　　梁段示意B8B7B6B5B4　　　桥面制造标高(m)-3.3900-2.9939-2.6028-2.2135-1.8230-1.4290梁段间角度(度)-0.03182-0.01885-0.007070.004600.013700.02038　　　　　　　　　　　　　梁段示意B3B2B1B0TA　　　桥面制造标高(m)-1.4290-1.0296-0.6252-0.23850.00000.2395梁段间角度(度)0.020380.01918-0.02216-0.05625-0.03327-0.02057　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z0Z1Z2Z3Z4　　　桥面制造标高(m)0.23950.45580.75401.02901.28071.5108梁段间角度(度)-0.02057-0.06699-0.03732-0.03130-0.03119-0.01960　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z5Z6Z7Z8Z9　　　桥面制造标高(m)1.51081.72071.91242.08622.24282.3811梁段间角度(度)-0.01960-0.01776-0.01691-0.00843-0.01810-0.01672梁段示意Z10Z11Z12Z13Z14　　　桥面制造标高(m)2.38112.50162.60032.67782.73092.7575梁段间角度(度)-0.01672-0.02557-0.02938-0.03628-0.04924-0.04575　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z15Z16Z17Z18Z19　　　桥面制造标高(m)2.75752.75872.73372.68502.61342.5175梁段间角度(度)-0.04575-0.04279-0.03843-0.03616-0.03545-0.04181　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z20Z21Z22Z23HL　　　桥面制造标高(m)2.51752.39722.25142.07881.8763梁段间角度(度)-0.04181-0.04006-0.05084-0.062510.000001.1.1钢箱梁梁段制造几何要素105 根据主梁制造线形确定的各梁段间角度、成桥各梁段的轴向压缩量、由于桥面纵坡而对梁长的修正，以及各梁段截面重心位置，便可确定各梁段顶面、底面长度和端面的倾角。制造线形计算确定的梁段制造长度修正值原则上应在梁段内均匀分布，考虑到长度修正量较小，在不影响结构特性及简化制作工艺的原则上可将长度修正量集中放置于梁段一端，即边跨梁段在岸侧，中跨梁段在江侧，TA梁段在两端，如图3.1.3所示。由梁段间角度确定的切口作相同设置。图3.1.3梁段长度修正（切口）位置示意图图3.1.4所示为主梁梁段制造各几何要素示意。图中Lc表示截面重心位置处的梁长，这也是有限元模型中空间梁单元所在的位置，Hc表示截面形心距梁底的高度；Lt表示梁顶面长度，Lb表示梁底面长度。0表示梁段施工图纸上端面与底板间的夹角，1表示考虑主梁无应力线形后梁段端面与底板间的夹角。(a)105 (b)(c)(d)图3.1.4梁段制造几何要素示意本报告的制造线形是在基准温度20°C的条件下计算的。梁段制作中，若环境温度与现阶段取值不同，则必须对温度影响进行适当修正。表3.1.2所示即为主梁各梁段制造的几何要素，包括梁段成桥后压缩量、由于桥面纵坡对梁长的倾斜修正量、形心位置处梁长Lc、梁段顶底面的长度Lt和Lb以及梁段两端面与底板间角度0和1。各梁段示意下的左侧表示梁段岸侧端面值，右侧表示梁段江侧端面值。表3.1.3为确定断面形心位置的Hc值。表中为北塔侧半桥梁段数据，南塔侧半桥梁段与其对称。表3.1.2主梁制造几何要素　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B23B22B21　　　倾斜修正(mm)　3.03.24.6　压缩量(mm)　0.20.61.3　Lc(mm)　9628.310203.814655.8　Lt(mm)　9630.010204.914656.0　Lb(mm)　9626.810202.514655.7105 α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.6138788.5677888.6020088.5677888.5720588.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B20B19B18　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　1.62.02.2　Lc(mm)　15006.315006.615006.9　Lt(mm)　15006.915007.015007.1　Lb(mm)　15005.715006.215006.7α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.5852088.5677888.5797788.5677888.5726888.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B17B16B15　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　2.12.63.7　Lc(mm)　15006.815007.315008.3　Lt(mm)　15006.815006.015009.5　Lb(mm)　15006.815008.615006.7α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.5678688.5677888.5306888.5677888.6086088.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B14B13B12　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　4.34.64.9　Lc(mm)　15009.015009.315009.6　Lt(mm)　15009.615010.015010.5　Lb(mm)　15008.015008.215008.1α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.5903488.5677888.5946388.5677888.6022788.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B11B10B9　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　5.15.45.3　Lc(mm)　15009.815010.115010.0　Lt(mm)　15010.815011.015011.0　Lb(mm)　15008.215008.515008.5105 α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.6059288.5677888.6047088.5677888.6037188.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B8B7B6　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　5.45.65.7　Lc(mm)　15010.115010.315010.4　Lt(mm)　15011.115010.815010.6　Lb(mm)　15008.815009.515010.1α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.5995988.5677888.5866388.5677888.5748488.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B5B4B3　　　倾斜修正(mm)　4.74.74.7　压缩量(mm)　5.85.96.0　Lc(mm)　15010.515010.615010.7　Lt(mm)　15010.415010.215010.1　Lb(mm)　15010.715011.215011.6α0(度)　88.5677888.5677888.56778　α1(度)　88.5631888.5677888.5540788.5677888.5474088.56778　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意B2B1B0　　　倾斜修正(mm)　4.74.42.7　压缩量(mm)　6.16.23.9　Lc(mm)　15010.815010.69906.6　Lt(mm)　15010.215011.39908.4　Lb(mm)　15011.615009.79904.4α0(度)　88.5677888.6136188.65389　α1(度)　88.5486088.5677888.6357788.6136188.7101488.65389　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意TAZ0Z1　　　倾斜修正(mm)　2.72.43.4　压缩量(mm)　4.03.96.2　Lc(mm)　10506.89906.315009.7　Lt(mm)　10508.49908.415010.7　Lb(mm)　10504.79903.715008.1105 α0(度)　88.6938988.7283388.77417　α1(度)　88.7271688.6733288.7283388.6613488.7741788.73685　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z2Z3Z4　　　倾斜修正(mm)　3.12.92.6　压缩量(mm)　6.16.05.9　Lc(mm)　15009.315008.915008.5　Lt(mm)　15010.215009.815009.1　Lb(mm)　15008.015007.615007.7α0(度)　88.8255688.8827888.93444　α1(度)　88.8255688.7942588.8827888.8515988.9344488.91485　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z5Z6Z7　　　倾斜修正(mm)　2.32.11.9　压缩量(mm)　5.85.75.5　Lc(mm)　15008.115007.815007.3　Lt(mm)　15008.715008.215007.6　Lb(mm)　15007.415007.115007.0α0(度)　88.9916789.0433389.09472　α1(度)　88.9916788.9739189.0433389.0264289.0947289.08630　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z8Z9Z10　　　倾斜修正(mm)　1.71.41.3　压缩量(mm)　5.35.14.9　Lc(mm)　15006.915006.515006.1　Lt(mm)　15007.515007.015006.9　Lb(mm)　15006.215005.815005.1α0(度)　89.1522289.2036189.25528　α1(度)　89.1522289.1341289.2036189.1868989.2552889.22971　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z11Z12Z13　　　倾斜修正(mm)　1.10.90.8　压缩量(mm)　5.04.74.4　Lc(mm)　15006.115005.715005.2　Lt(mm)　15006.915006.615006.5　Lb(mm)　15004.815004.115003.1105 α0(度)　89.3125089.3641789.42139　α1(度)　89.3125089.2831289.3641789.3278989.4213989.37215　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z14Z15Z16　　　倾斜修正(mm)　0.60.50.4　压缩量(mm)　4.23.83.6　Lc(mm)　15004.815004.315004.0　Lt(mm)　15006.015005.515005.0　Lb(mm)　15002.815002.515002.3α0(度)　89.4727889.5244489.58167　α1(度)　89.4727889.4270289.5244489.4816589.5816789.54323　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z17Z18Z19　　　倾斜修正(mm)　0.30.20.2　压缩量(mm)　3.32.92.5　Lc(mm)　15003.615003.115002.7　Lt(mm)　15004.515004.115003.8　Lb(mm)　15002.015001.615000.9α0(度)　89.6333389.6850089.74222　α1(度)　89.6333389.5971789.6850089.6495689.7422289.70041　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z20Z21Z22　　　倾斜修正(mm)　0.10.10.0　压缩量(mm)　2.11.71.1　Lc(mm)　15002.215001.715001.2　Lt(mm)　15003.315003.115002.8　Lb(mm)　15000.514999.514998.4α0(度)　89.7936189.8511189.90250　α1(度)　89.7936189.7535589.8511189.8002789.9025089.83999　　　　　　　　　　　　　　　　梁段示意Z23　　　倾斜修正(mm)　0.0　压缩量(mm)　0.5　Lc(mm)　15000.5　Lt(mm)　15000.5　Lb(mm)　15000.5105 α0(度)　89.95417　α1(度)　89.9541789.95417　表3.1.3所示为梁段断面形心位置Hc值，该距离是指断面重心与箱梁底板底面间距离。表3.1.3梁段断面形心与梁底距离梁段B23B22B21B20B19Hc（mm）17782137216721582158梁段B18B17B16B15B14Hc（mm）21282003200323502477梁段B13B12B11B10B9Hc（mm）24772477247724772344梁段B8B7B6B5B4Hc（mm）23442344234423442344梁段B3B2B1B0TAHc（mm）23442344234422242224梁段Z0Z1Z2Z3Z4Hc（mm）22242344234423442344梁段Z5Z6Z7Z8Z9Hc（mm）23442344234423442344梁段Z10Z11Z12Z13Z14Hc（mm）23442477247724772477梁段Z15Z16Z17Z18Z19Hc（mm）24812481248124812481梁段Z20Z21Z22Z23HLHc（mm）248124852485248524851.1斜拉索制作长度控制105 斜拉索几何控制要素的内容之一就是无应力索长的计算。按照斜拉索无应力控制原理，斜拉索的张拉过程就是无应力索长的改变过程，因此索二张后，若没有进行索力调整，则二张后直至成桥阶段的无应力索长不变。以下若未特指，则无应力索长均表示成桥无应力索长。斜拉索在自重作用下的线形为悬链线，若已知索锚点的空间位置、索力、索截面积及单位长度重量，则可求得此悬链线长度；根据斜拉索的拉力所引起的弹性应变沿索长积分可求得索的弹性伸长；两者之差即为斜拉索无应力状态的长度。此处所列有关索长的各要素的含义如Error!Referencesourcenotfound.所示。图中L0表示索锚点间长度，即锚垫板外表面中心点间的长度，此长度可根据悬链线长度求得；B为该索采用的锚具锚杯尺寸，此处按施工图设计图纸BC202B-06-101~103取值，h为螺帽厚度。如图3.2.1所示，二张后锚固端、张拉端螺帽在锚杯上的位置初步按图中取值。L为L0加上图示相应各量（）后的总无应力索长。图3.2.1斜拉索索长几何要素示意表3.2.1锚具构造尺寸表锚具规格B(mm)h(mm)采用该锚具的斜拉索岸侧江侧PES(C)7-151480135B1Z1PES(C)7-163510135B2Z2PES(C)7-187520155B4、B3Z3、Z4、Z5PES(C)7-211555180B6、B5、B0Z6、Z7、Z0PES(C)7-223575180B7Z8PES(C)7-241585180B11、B10、B9、B8Z9、Z10PES(C)7-253595180B13、B12Z11PES(C)7-283635200B14Z12、Z13、Z14PES(C)7-313655200B15Z15、Z16105 PES(C)7-337695220B18、B17、B16Z17、Z18PES(C)7-349710220B20、B19Z19、Z20PES(C)7-379725220B21Z21PES(C)7-409755245B23、B22Z22、Z23与主梁类似，此处的无应力索长也是在前述的各计算条件取值下的结果，若实际情况变化，则必须考虑适当修正。表3.2.2斜拉索成桥无应力索长及总长索号锚点间无应力索长长度修正总长L0(m)ΔL(m)L(m)B23376.4981.000377.498B22365.5631.000366.563B21355.7660.945356.711B20341.3900.930342.320B19326.8350.930327.765B18312.5190.915313.434B17298.0600.915298.975B16283.7890.915284.704B15269.5650.855270.420B14255.4090.835256.244B13241.3490.775242.124B12227.3950.775228.170B11213.6130.765214.378B10199.9880.765200.753B9186.6320.765187.397B8173.5210.765174.286B7160.7520.755161.507B6148.3810.735149.116B5136.5100.735137.245B4125.2640.675125.939B3114.7710.675115.446B2105.6110.645106.256B197.7350.61598.350B094.5910.73595.326Z094.4350.73595.170Z196.4960.61597.111Z2103.9250.645104.570Z3112.6180.675113.293105 Z4122.6730.675123.348Z5133.5490.675134.224Z6145.1210.735145.856Z7157.2180.735157.953Z8169.7900.755170.545Z9182.7350.765183.500Z10195.9710.765196.736Z11209.5570.775210.332Z12223.2850.835224.120Z13237.1490.835237.984Z14251.1410.835251.976Z15265.2950.855266.150Z16279.5140.855280.369Z17293.8770.915294.792Z18308.2750.915309.190Z19322.7650.930323.695Z20337.3010.930338.231Z21351.9620.945352.907Z22366.6611.000367.661Z23381.3321.000382.3321.1钢箱梁段的悬拼、匹配及轴线控制大跨度钢箱梁斜拉桥的主梁一般均采用钢箱梁段工厂制造、工地悬拼的施工技术。梁段在工厂按施工图制造后，将若干梁段在总拼胎架上按制造线形的要求完成组拼、配切，运输至桥位后，由桥面吊机起吊至桥面位置并进行粗匹配，在合适的温度、风力条件下进行精匹配，最后完成焊接工作。这是一个梁段悬拼施工的基本流程。上海长江大桥斜拉桥的钢箱梁宽度达51.5m，是目前国内最宽的钢箱梁。宽箱梁在吊装时由于变形大，匹配及轴线控制难度大。监控组结合上海长江大桥的钢箱梁悬拼施工，研究了梁段匹配及轴线控制的技术方案。105 图3.3.1钢箱梁悬臂拼装照片粗匹配流程：（1）梁段悬空角度调整，被吊梁段远端标高比指令值预抬高30mm～70mm；（2）根据测量提供的轴线情况，确定是否修正止推板间隙；（3）对平止推板位置，通过拉杆箱将止推板顶紧，在止推板附近焊接马板；（4）马齐新旧梁段的边腹板顶部，用螺栓锁定边腹板附近顶板角匹配件；（5）马平中腹板附近梁顶面标高，螺栓锁定中腹板附近匹配件。精匹配流程：（1）对悬臂端3个梁段（含被吊梁段）标高、新旧梁段间焊缝宽度进行测量；（2）监控单位根据初步指令及测量情况发布被吊梁段放样实施指令；（3）调整标高到指令位置，并满足指令规定的误差要求；（4）检查焊缝宽度；（5）复测标高；（6）钢箱梁马焊。1.1.1预拼钢箱梁梁段在预拼完成后应对高程控制点进行测量，主要测量内容为控制点到梁底的距离，而且预拼控制点与悬拼控制点应为同一点。这种做法最主要的目的是能够在桥位还原预拼现场的预拼参数，Error!Referencesourcenotfound.105 为一个简单的示例，在这个例子里面假定制造线形水平而且拼装线形也是水平的。图3.3.2预拼与悬拼首先需要明确的一点是悬拼和预拼放样最大的差异来源于高程定位基准不同，预拼定位基准位于胎架（梁底），而悬拼定位基准位于梁顶。由于制造误差A梁段高度hA与B梁段高度hB会出现差异（以我们的经验这个差异甚至可能达到2cm），而在预拼的时候可以通过调整面板来强行完成接缝处高度匹配，其预拼情况如Error!Referencesourcenotfound.上方所示。1.1.1匹配新旧梁段的匹配的目的是使新旧梁段接缝在悬拼时恢复到工厂预拼的状态，匹配一般需要借助预拼时安装的匹配件及悬拼时安装的马板等构件。匹配件一般分为拉杆箱、止推板与L型匹配件三种，拉杆箱与止推板的作用是匹配顺桥向位置，L型匹配件是匹配水平及高度方向位置。图3.3.3梁段拼装匹配件布置图（图中未示出底板匹配件及码板）事实上由于起吊时候吊机作用梁段会出现较大的横向附加挠度（3～5cm左右），一般而言被吊梁段整个横向变形较小（整个断面±105 1～2mm），因此，在现场拼装时被吊梁段与吊机作用梁段在接缝处存在较大的错台现象，吊机作用梁段标高基准设置在锚腹板的位置是确保桥位拼装与工厂预拼保持一致的做法，因此，在锚腹板位置设置L型匹配件是正确的做法。图3.3.4角型匹配件位置的选择（实线为锚腹板位置，虚线为止推板位置）若L型匹配件设置距离锚腹板太远将面临新旧梁段在起吊阶段横向错台的情况，以本桥的情况为例，若将角型匹配件设置在止推板附近，起吊时旧梁段接口下挠，新梁段近塔端被动下放至旧梁段位置与其对其匹配，这样事实上是降低了新梁段向塔端的拼装标高，如图3.3.4左下所示。1.1.1轴线控制首先需要明确的是桥位拼装采用的轴线并非钢箱梁真实的轴线，而是在预制拼装是确定的一个“标记轴线”。应该说这个标记轴线可能与每个梁段的梁段轴线存在偏差（见图3.3.5），可我们在桥位拼装是仍然应该以标记轴线为准。图3.3.5预制拼装时轴线的标记若我们坚持以所谓的梁段轴线为准则向塔端匹配处由于匹配件的原因将匹配至预拼位置，而背塔自由端此时选择梁段轴线定位的话将导致出现拼装偏差如图3.3.6所示。因此，在悬臂拼装时仍应该按照预制拼装时标记轴线的阳冲标记进行定位。105 图3.3.6悬臂拼装时轴线的匹配与拼装1.1钢箱梁的错台问题如前所述，由于起吊时候吊机作用梁段会出现较大的横向附加挠度（桥梁中心线处3～5cm左右），被吊梁段整个横向变形较小（整个断面±1～2mm），因此，在现场拼装时被吊梁段与已成梁段在接缝处存在较大的错台现象。本章将通过有限元仿真分析，得出梁段间错台的大小，以及处理错台问题的对策，起到指导施工和准确控制主梁线形的目的。1.1.1有限元仿真分析标准主梁梁段吊装时桥面吊机的支点和吊点布置见图3.4.1。图3.4.1桥面吊机支点布置平面图（单位：mm）桥面吊机自重（75t/台）作用下前支点反力97t（压），后支点反力22t（拉）；起吊标准梁段（重约353t）时单台吊机的前支点反力为430t（压），后支点反力171t（拉）。考虑到主梁横桥向的对称性，计算选取半桥模型；已成梁段计算模型在顺桥向包括四个梁段，如图3.4.2所示。被吊梁段的有限元模型如图所示。105 图3.4.2已成梁段计算模型图3.4.3被吊梁段计算模型被吊梁段吊装时接口断面的变形如图3.4.4所示，已成梁段的梁端断面的变形如图3.4.5所示。由图可见，被吊梁段接口断面的最大下挠4mm，位置靠近风嘴处；已成梁段接口断面靠内侧的竖向变形最大，约为52mm。图3.4.4被吊梁段的接口断面变形图3.4.5已成梁段的接口断面变形通过以上分析可知，已成梁段和被吊梁段接口断面处的错台如图3.4.6所示。图3.4.6已成梁段和被吊梁段接口断面相对变形1.1.1节段匹配措施为保证梁段间连接时接口断面的变形线形一致，可通过“大码”在接口断面两侧梁段加一对方向相反的105 力实现，大码在已成梁段及吊装梁段上的作用力方向如图2.7所示。（a）已成梁段（b）被吊梁段图3.4.7大码作用位置示意在上述大码作用后已成梁段和被吊梁段的接口断面变形分别如图3.4.8和图3.4.9所示。由图可见，已成梁段接口断面左右侧竖向变形差约27mm，而被吊装梁段接口断面左右侧竖向变形差约27mm，且两者的变形规律均为直线变化，因此只要再使被吊梁段产生适当的刚体平移，接口两侧的主梁断面将吻合良好。图3.4.8已成梁段加码后接口断面变形图3.4.9被吊装梁段加码后接口断面变形1.1施工过程主梁重量精确称重在大跨度桥梁施工中，主梁的吊装和精确定位匹配，是整个桥梁建设中比较关键的步骤之一，在施工控制中，需要根据主梁的重量和预定的施工工序，建立对应的数学计算模型，然后根据计算结果和施工过程中的实测数据，对主梁的定位匹配参数进行调整，以达到施工控制的目标。105 但是，由于预制梁理论计算和实际生产过程存在一定的偏差，所以，预制梁的实际重量和理论重量，总是存在一定的偏差，在实际使用中，由于主梁的实际重量并不知道，所以数据计算模型中一般使用理论重量进行计算，其结果是这种偏差直接影响了计算结果并对最终的施工控制精度产生明显的影响。根据同类桥梁监控经验，若所有梁段梁重增加1%，主梁线形误差可以达到10~20cm左右。如果可以通过一种比较简单的方式，在主梁吊装过程中，能够动态的得出满足一定精度当前主梁的实际重量信息，无疑能够对施工控制工作提供很大的帮助。为了解决主梁称重的问题，经过施工人员和科研人员的不懈努力，在上海长江大桥施工监控中，设计和实施了一套完整、高效、实用、精确的主梁动态称重系统。该系统采用穿心式锚索计作为称重系统的传感器，采用智能网络调理器对传感器数据进行采集和归一化处理，根据施工现场情况，采用无线网络对数据进行传输，最后通过模块化的软件设计，实现数据的采集、存储、分析、显示等功能，不仅为施工监控提供了准确可靠的主梁实际重量的信息，也通过数据的实时监测，发现了主梁在吊装和匹配过程中，吊机各种操作对施工过程产生的影响，为主梁吊装和主梁匹配工作的改进，提供了可贵的基础数据。下面将对主梁动态称重系统的方案设计和施工过程中的实际情况做一个简单的分析。1.1.1系统设计方案1.1.2总体思路在大跨度桥梁施工中，在主梁生产加工完成到安装定位完毕的过程中，很多环节都可以实现主梁重量的测试工作，本系统中选择主梁吊装和定位的过程中，对主梁重量进行测试，系统总体的方案是在吊机上加装高精度的传感器，实现信息的采集，通过智能网络调理器对传感器信号进行转换和处理，通过无线网络将信号发送到上次处理计算机，再通过计算分析，得出主梁的实际重量并能够实施监控整个吊装过程。该方案能对梁吊装过程中的重量以及匹配过程中吊机调整产生的影响进行实时监测。1.1.3系统设计原则本方案设计中遵循的主要原则是：l可靠性原则105 系统传感器采用穿心式索力传感器，该传感器在多座大桥健康监测系统、施工控制以及实验系统中使用，具有较高的精度，智能调理器使用高性能网络调理器，采样速度快、精度高、运行稳定可靠，网络采用无线以太网，以太网数据传输速度快、稳定可靠。l先进性原则系统采用先进的传感器技术以及高精度、高频率的数据采集技术，智能网络调理器使用工业以太网供电的方式，并使用无线网络进行数据传输，在桥梁施工监控领域，具有较高的先进性。l可操作性和易维护性原则系统软件硬件的开发、安装和使用都遵循易用性、可维护型的原则，传感器采用穿心式压力传感器，可以较为简单的安装在桥面吊机上，智能网络调理器的工业以太网供电方式，大大简化了系统布线以及供电安装的复杂度，同时提高了系统的可维护性。l完整性和开放性原则系统从最为底层的传感器开始，到数模转换，数据采集，用户界面、数据展示与数据分析，软件硬件配合，形成了一整套主梁动态称重系统，系统采用统一的智能网络调理器能够对多种类型的数据进行采集，系统网络部分预留了可扩充的网络借口，可以随意增加其它需要关注的数据，数据传输采用通用的UDP协议进行传输，可以和其它系统无缝的结合在一起，具有很强的开放性。1.1.1传感器在整个主梁动态称重系统中，传感器起到决定系统成败的关键作用，传感器必须满足一定的精度要求，这样测试出来的数据，才能对施工控制起到指导作用，还要便于安装，并且不会对整个的吊装产生影响，同时还要能够满足一定的采样频率和采样同步性，这样才能在主梁多点起吊的情况下，准确的称出主梁的实际重量。本系统中，根据主梁的吨位情况和现场吊机的吊装情况，悬臂吊装主梁的最大重量不超过400吨，即每根吊索的拉力不超过200吨，因此压力传感器的额定荷载按照200吨来设计，破坏荷载为额定荷载的250%，即500吨。传感器安装在桥面吊机的吊索锚固处，传感器安装位置及传感器外形如下图所示：105 图3.5.1传感器安装位置及传感器外形1.1.1无线网络架构和系统供电无线网络，就是利用无线电波作为信息传输的媒介构成的无线局域网（WLAN），与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，常见的无线网络标准有IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g三种：IEEE802.11g使用2.4GHz频段，传输速度54Mbps，可向下兼容802.11b，能够实现短距离的信息传输而无需布设通讯线缆，大大简化了系统安装的复杂度。普通的无线网络收发设备有效距离为100米，实际使用中，在50米的范围内，能达到很好的使用效果，但是在多数工程项目中，吊装作业通常在主梁施工的两个悬臂端同时施工，同时吊装，该距离一般为大桥的主跨长度，大大超过网络收发设备的有效范围，为了简化系统采集方案并实现数据的统一采集和实时对比分析，通常需要将距离较远的两个悬臂端的传感器信号连接到同一个网络进行数据采集，为了解决这个问题，在系统中每个无线连接点，加装了功率为1.2db的大功率天线，可以实现长达1200米的远距离无线数据传输，能够满足目前多数桥梁施工过程中的数据传输要求。105 下图是典型的无线网络架构图，一个完整的动态称重采集系统，包括一个或者多个数据采集站(图中示意为两个)，数据采集站大功率天线和中继站进行通讯，上层数据采集和控制系统则就近和中继站进行通讯，实现数据的采集和传输。图3.5.2无线网络架构示意图在施工现场，通常智能网络调理器和无线采集站只能安装在传感器傍边，在吊装的过程中，传感器会随着吊索锚具悬在半空中，不便采用有线供电的方式进行供电，所以，在该系统中采用蓄电池供电的方式来实现系统供电。1.1.1系统应用分析上海长江大桥主桥为主跨730米的钢箱梁斜拉桥，主梁施工除零号块(B1~Z1)、辅助墩顶梁段（B16、B17）和过渡墩顶梁段（B23）采用浮吊吊装外，其余梁段均采用桥面吊机进行悬臂拼装，南塔和北塔两端四个悬臂端，共八台桥面吊机。整个施工过程中，最远两个悬臂端的距离不到700米，满足远距离无线数据传输的传送范围。本系统拟对桥面吊机吊装的梁段进行动态精确称重。105 锚索计无线调理器图3.5.3称重系统现场安装照片通过对上海长江大桥实际情况的分析，系统在南塔和北塔，分别布设一套动态称重系统，每套系统的配置如下表所示：表3.5.1系统配置表系统软硬配置表名称规格数量单位备注机柜400*350*2503个采集站和中继站无线路由器华硕520GC3套采集站和中继站大功率天线1.2db3套采集站和中继站调理器桥路4套每台吊机一个蓄电池24V10A2套采集站工业以太网供电器合众JUBI_NET_P082套采集站穿心式压力传感器200吨4个每台吊机一个线缆RJ45100米连接用电源线电源线50米系统充电用采集计算机带无线网卡的笔记本电脑1套南北塔共用数据采集和分析软件WeightCalc20081套南北塔共用其中，采集计算机和数据采集和分析软件为南北塔共用。系统软件界面主要包括菜单栏、工具条、称重系统示意图和实测数据显示，实测数据显示划分为6个区域，分别用来显示两个悬臂端的四个桥面吊机单独的数据以及每个悬臂端两台吊机数据的和，共6条曲线，单独的数据反应了当前每个吊机承受的重量，两个数据之和反映的是整个梁段加上吊具的总重量，系统运行过程主界面如下：105 图3.5.4称重系统软件界面1.1斜拉索索力控制1.1.1斜拉索索力测试的基本要求斜拉桥索力长期在线测试一般采用穿心式压力环（锚索计），但在以往斜拉桥索力测试时常常会出现索力测试设备的精度大大低于试验或标定环境的情况，这主要是因为斜拉桥索力测试具有以下特殊性：（1）锚垫板与锚索计接触表面不平整；（2）锚固螺母与锚索计接触表面不平整，接触面尺寸与标定环境不同，螺母偏心；（3）拉索垂度产生的水平力。根据上述分析斜拉索索力长期监测的传感器必须满足以下基本要求。（1）在螺母及锚垫板具别一定粗糙度及不平整的情况下保证足够的精度；（2）在螺母与传感器接触部分尺寸加工存在较大误差时保证足够的精度；（3）在承受偏心荷载时保证足够的精度；（4）高度尽量小，重量尽量轻，安装方便；（5）结构坚固耐久，不对主体结构安全产生影响；（6）能够长期可靠工作；（7）温度漂移、时间漂移小；（8）便于更换。105 1.1.1索力测试方法综述通常能够进行斜拉桥索力监测的传感器类型很多，大抵有图2.6.1所示的几种类型。图3.6.1斜拉桥索力测试设备分类Error!Referencesourcenotfound.为各类传感器的综合对比情况。在表格中抗力学干扰能力主要指传感器抵抗安装面粗糙，拉索偏心等的性能；标定代表性主要指是安装后实验室标定曲线是否会发生变化而不得不进行现场标定。表3.6.1各类传感器在竖向预应力测试中的应用对比类型参考综合误差综合费用抗力学干扰能力标定代表性寿命时间漂移可更换性附着式光纤－高强不详50年小不可磁弹仪3～5%较高强差30年较小不可电阻应变式0.5～1%低较强好30年小较好光纤应变式1～3%高一般较好50年小较好钢弦应变式2～5%较高差差20年小困难油压传感器3～5%低较强较好10年较小困难从上表中我们首选方案应该是电阻应变式压力环。1.1.2斜拉桥索力测试方案斜拉桥索力在线长期测试设备采用电阻应变式压力环是较为可行及可靠的方案。105 图3.6.2上海长江大桥施工监控中使用的锚索计压力环主要由垫板及弹性体两部分组成，垫板与锚垫板接触主要目的是克服锚垫板表明不平整带来的测试误差，与螺母接触一侧由于螺母加工精度较高因此未设置垫板，也可两侧都设置垫板以进一步提高其抗干扰能力。本桥传感器性能指标见表3.6.2。表3.6.2传感器性能指标表型号JF01系列精度等级E%1.0标称输出灵敏度CnommV/V2.0量程误差（0.2Fnom—Fnom）　安装位置不变时brg%0.2安装位置改变时bbrv%0.5重复性误差（0.2Fnom—Fnom）u%0.15线形度误差dlin%0.15温度对灵敏度影响/10℃TKc%0.25(数字补偿后0.05％)温度对零点输出影响/10℃TK0%0.1偏心影响/5mmdE%0.2蠕变/30mindcr%0.03长期稳定性dlt%/30年2.0(加速老化试验)输出阻抗RaΩ350±1绝缘阻抗RisΩ＞2G推荐激励电压UrefV5激励电压允许范围BU,GV3～10标称温度范围Bt,nom℃-10～40工作温度范围Bt,G℃-40～70105 储藏温度Bt,S℃-50～80推荐温度tref℃22最大工作荷载FG%125极限安全过载FL%150破坏荷载FB%250允许应力振幅Frb%70防护等级　　IP67使用寿命30年弹性体材料40CrNiMoA传感器质量的保障主要来源与以下几个方面：（1）完善的结构设计及结构分析在进行传感器设计期间积极吸收国内外先进的理念及设计思路，构思出应变测试区应力分布均匀、应力受力学干扰影响小的弹性体结构，并且利用先进的有限元仿真分析（考虑接触、材料非线性等因素）来对传感器进行仿真分析，在仿真分析中不仅对加载筒（螺母）的尺寸偏差可能产生的误差进行了分析还分析了接触面粗糙、贴片误差、偏载作用等影响。从而在结构设计阶段就确保了传感器具有良好的抗力学干扰能力。图3.6.2为有限元分析的模型示意。图3.6.2传感器弹性体有限元仿真分析（2）完善的弹性体加工工艺弹性体加工的精度将直接影响测试的精度，另外，弹性体残余应力的存在将导致传感器长期稳定性的降低。因此，在弹性体加工阶段不仅应严格控制加工尺寸而且还应指定严格的机加工及热处理流程及各流程的检查方式，以确保弹性体仅有可以忽略的残余应力存在。105 （1）完善的贴片工艺及接线、密封工艺贴片工艺将是传感器生产制造过程中成败的关键，因此，应严格强化贴片工艺。本方案传感器的应变片全部选用世界第一的德国HBM公司的应变片及应变胶、保护胶等产品，贴片过程严格控制定位精度，采用高温高压贴片工艺以确保应变片的长期稳定性，采用多重防护的措施以确保应变片始终处于与大气隔绝的环境。本方案传感器全部采用高性能硅胶进行外壳的防护，最终防护等级达到IP67的高标准。（2）完善的检定工艺对传感器的检定是传感器出厂前的验收环节。传感器最终的抗力学干扰能力、抗环境干扰能力等均需要进行检定。本方案传感器将在国内唯一的大型高低温荷载实验室进行传感器的检定以确保出厂传感器具有良好的抗环境干扰能力。图3.6.3大型高低温荷载实验室1.1中跨合龙施工技术本桥中跨合龙采用降温、无配重合龙方式。中跨合龙段长9.7米，重量227吨，采用四台桥面吊机抬吊。中跨合龙选在降温时合龙,合龙前连续观测合龙口，确定合龙段长度以及合龙温度，根据气温情况选定合龙时间，合龙段施工流程见下图。105 23#梁段焊接施工桥面吊机吊具更换合龙骨架安装23#索索力调整合龙骨架竖向、横向锁定合龙段连夜观测合龙段运输合龙段配切解除骨架竖向约束合龙段吊装合龙段匹配合龙段与Z23#梁段连接钢箱梁临时约束解除合龙段焊接拆除连接件以及骨架合龙段风嘴安装图3.7.1合龙段施工流程图1.1.1合龙过程的控制分析1.1.1.1合龙前横向位移根据安全要求，合拢时桥面风速不超过6级，施工阶段的设计风速取15m/s。横风计算考虑了以下2种工况：横风工况1：中跨合拢前，假设此时塔梁横向临时约束未拆除；横风工况2：中跨合拢前，假设此时塔梁横向临时约束已拆除；在计算以上各工况中跨悬臂端水平位移时，按最不利考虑边中跨不对称加载（边跨风载为1/2中跨风载），见下图。105 图3.7.2中跨合龙前横风荷载不对称加载示意图3.7.3中跨合龙前横风荷载引起的横向位移（塔梁横向临时约束未拆除）图3.7.4中跨合龙前横风荷载引起的横向位移（塔梁横向临时约束已拆除）根据计算结果，塔梁横向临时约束未拆除时，中跨悬臂端横向位移为34mm；如果塔梁横向临时约束已拆除，中跨悬臂端横向位移为36mm。说明为了减少合龙当晚的工作内容，可以在提前解除塔梁横向临时约束。1.1.1.1起吊合龙段时悬臂端转角105 本桥中跨合拢拟不设压重，当起吊HL梁段时，中跨悬臂端的竖向、纵向位置以及转角将发生变化。所以，在合拢段配切时，要考虑这一部分的修正。经计算分析可知，起吊HL段时，中跨悬臂端竖向位移-298mm，顶板纵向位移5mm，底板纵向位移-8mm，如图3.7.5所示。则顶板缝宽会减小10mm，底板缝宽会增加16mm。图3.7.5中跨悬臂端变形示意图1.1.1.1合龙骨架及临时匹配件受力计算当两索塔的Z23梁段桥面吊机就位后，在Z23梁段悬臂端连接合龙骨架，以便进行两墩Z23标高和间距的联测。合龙骨架长20m，截面为箱型断面，高度1200mm，宽500mm，顶板厚度16mm，腹板厚度12mm。合龙骨架一端与主梁固结，一端只约束竖向位移和转动，释放纵向位移。合龙骨架的刚度要保证两塔Z23梁段悬臂端相对变形不宜过大，假设两塔温度差异引起两塔Z23悬臂端相对竖向位移27mm，经过计算，当设置合龙骨架后，两塔Z23悬臂端相对竖向位移减小至15mm。合龙骨架的强度验算考虑了以下工况，并进行叠加得出最不利组合时的上下缘应力。表3.7.1合龙骨架强度验算工况计算工况上缘应力下缘应力①起吊合拢段17-17②整体升温10℃18-18③顶底板温差30℃14-14④索梁温差10℃70-70105 ⑤一侧主梁抬高27mm10-10组合①+②+③+④+⑤129-129由表3.7.1可见，最不利组合下，合龙骨架上缘应力129MPa，下缘应力-129MPa，结构安全。计划HL梁段于晚上9：00左右就位，根据前面观测结果，最低气温比此时环境温度小5度左右，为避免降温引起的HL段与Z23梁段缝宽扩大，HL梁段就位后，在HL段两端以及Z23远塔端设置临时匹配件。临时匹配件的刚度要保证的HL段与Z23梁段缝宽不能过宽。当环境温度降低5度，若不设置临时匹配件，两塔Z23悬臂端相对纵向位移44mm；经过计算，当设置临时匹配件后，相对纵向位移减小至4mm，满足要求。临时匹配件的强度验算考虑了以下工况，并进行叠加得出最不利组合时的应力。表3.7.2临时匹配件强度验算工况计算工况上缘应力下缘应力①整体均匀降温5℃-21-79②解除塔架约束59③整体升温10℃99④顶板升温30℃54-35⑤整体索升温20℃30-18组合最不利工况相加98-132由表3.7.2可见，最不利组合下，临时匹配件上缘应力98MPa，下缘应力-132MPa，结构安全。1.1.1.1零号块位移分析中跨合拢时，零号块临时竖向约束受力：边跨（4根）-10511kN，压应力62.7MPa；中跨（4根）2928kN，拉应力-17.5MPa.。塔梁临时纵向约束受力：边跨（2根）-2968kN，压应力39.8MPa；中跨（2根）598kN，拉应力-8.0MPa.。拆除临时竖向约束后，Z1梁段支点处下挠112mm，B1梁段支点处下挠73mm，零号块位移较大，可能对拆除临时竖向约束带来安全隐患，所以将提前张拉0#斜拉索，以减小零号块位移。105 经过试算，将B0和Z0斜拉索的初张力分别定为2000kN和1780kN，拆除临时竖向约束时，B1梁段支点处上抬13mm，Z1梁段支点处下挠13mm，均在15mm以内，大大提高了拆除临时竖向约束的安全性。1.1.1合拢方案的关键技术1.1.1.1合拢骨架及拉杆箱布置合龙骨架作用有三点：①合龙段观测阶段对南北中跨梁段起横向以及竖向稳定性，②合龙段焊接阶段作为构件连接南北中跨23#梁段，③作为合龙段间走道。合龙骨架采用箱梁，长20m，箱梁断面尺寸为1200×500mm，单根重量8吨，合龙段骨对称布置在桥面外腹板处，具体布置见下图，合龙段骨架与北塔中跨23#梁段焊接固定，与南塔23#梁段设置双向约束，即固定横向以及竖向位移，保持纵向滑动，约束点设置两处，设置在横隔板处，见下图。图3.7.6合龙骨架布置图105 图3.7.7合龙骨架构造图中跨合龙采用降温合龙，合龙段匹配至临时约束拆除完之间，需考虑5度温差影起梁段收缩产生拉力。此部分拉力由合龙段与23#梁段之间设置的拉杆箱克服，合龙段拉杆箱布置见下图，每个拉杆箱设置两根φ32精扎螺纹钢筋，全断面共计20个拉杆箱。图3.7.8拉杆箱布置图1.1.1.1轴偏调整23#索二张完后，用汽车吊安装合龙段骨架。合龙骨架先与北塔中跨焊接，与南塔端自由。骨架固定前测量南北梁段轴线，若轴线有偏离需先调整。因风荷载作用，南北梁段轴线偏105 位可能出现2种情况，其一：南北梁段轴线同向偏离，其二，南北梁段轴线异向偏离（见下图3.7.9）。南北轴线同向偏离时通过拉压合龙骨架实现轴线调整（见下图3.7.10），南北轴线异向偏离时通过斜拉南北Z23#梁段实现轴线调整（见下图3.7.11）。图3.7.9梁段轴线偏离示意图图3.7.10梁段轴线同向偏离时调整示意图图3.7.11梁段轴线异向偏离时调整示意图105 1.1.1.1连续观测为了掌握一天内温度变化及合拢间隙变化的规律，在合拢前安排了36小时的连续观测。观测频率为20：00～8：00时段是一小时一次，其余时段为两小时一次。温度测量采用3种手段：1)采用温度计测量大气温度；2)采用点温计测量钢箱梁温度；3)采用埋置于SZ11＃、NZ11＃梁段的22个的数字温度计测点测量钢箱梁温度。合拢间隙测量在钢箱梁上共布置了20点以测量顶底板及腹板的合拢间隙。另外，施工单位负责南、塔Z23梁段测量工作。通过上述观测，我们确定23时为合拢段吊进的相似环境，根据该时间合拢间隙并考虑15mm的富余来确定合拢段配切长度。1.1.1.2塔梁临时约束解除塔梁临时约束承受横向剪力及竖向拉力，一方面由于横向剪力会使正在焊接的合龙口承受轴向冲击，另一方面临时约束无法承受白天日照所产生强大的温度应力，故塔下约束的解除选择在合龙段进入合龙口之后至第二天日出前（温度变化5度）。临时约束包括：竖向锚固、纵向锚固、横向锚固，临时墩横向锚固。临时约束在合龙骨架焊接完后的当天晚上解除，先解除竖向锚固，其它可以同时解除，临时墩横向锚固在第二日白天解除。竖向锚固解除：每个墩采用4把割刀同时进行，先解除中跨，后解除边跨。中跨受拉，总拉力约为300吨，边跨受压，总压力约为1000吨。解除时直接割断轨道梁上锚固桩。横向锚固解除：横向锚固解除时直接割断与钢箱梁连接的牛腿。割除时采用4把割刀同时进行，施工前需搭设操作平台。纵向锚固解除：纵向锚固解除与横向锚固解除同步进行，割除时采用4把割刀同时进行。因纵向锚固杆件重，且采用铰接结构，割除时利用塔顶卷扬机以及葫芦配合吊装。临时墩横向锚固解除：临时墩与10#梁底只有横向抗风限位，可在第二日白天解除，直接割除横向限位牛腿。105 1上海长江大桥施工控制实施的主要结果1.1悬臂施工过程控制结果1.1.1悬臂施工阶段的主梁标高及张拉索力的控制结果施工控制时根据线形误差状态及影响因素对下阶段的安装标高进行分析和调整。施工时安装标高的调整措施为微调拼接梁段的底板焊缝间隙。对线形的误差通过焊缝宽度调整不能完全消除时，通过下阶段的斜拉索张拉阶段张拉索力改变来实现标高及倾角的误差调整。下面选取了几个主要施工阶段各梁段的理论标高及实际施工控制结果列表如下，施工阶段中的标高误差结果满足要求。在斜拉索张拉阶段，由于存在各类施工误差，通过改变斜拉索张拉力进行误差调整是斜拉桥施工中的主要特色。在斜拉索张拉力调整时必须兼顾主梁标高误差、倾角误差、主梁内力等多方面的影响。因此斜拉桥施工控制通常按线形和索力双控原则进行调整。在进行张拉索力调整主梁线形时必须分析出线形误差产生的具体原因，并且应根据主梁的受力特点确定合理的索力的张拉误差容许度，同时根据应力预警体系的测试结果对索力调整后的内力状态和安全度进行分析。在施工控制操作时，我们根据施工控制计算预先提供各斜拉索张拉阶段的“张拉索力－悬臂端标高”及“张拉索力－悬臂端倾角”的影响曲线，以指导斜拉索的张拉实施过程。上海长江大桥的索力张拉采用两次张拉的方法，其中的索力第二次张拉为施工控制的关键阶段。下面选取了几个主要施工阶段各斜拉索的理论索力和实际张拉索力情况见列表如下，施工阶段中的索力误差结果满足要求。105 表4.1.1悬臂施工中主梁理论及实测标高（11#梁段拉索二次张拉）梁段编号上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差梁段编号上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差北侧TAB　62.53062.554－-0.023TAZ62.73062.72162.7540.009-0.029B062.31162.31362.334-0.002-0.022Z062.979－　－B161.97461.97561.997-0.001-0.022Z163.29063.29363.318-0.003-0.026B261.63161.63061.6540.001-0.024Z263.62363.63263.651-0.009-0.024B361.296　61.312－-0.016Z363.96263.973－　-0.011B460.95260.95560.970-0.003-0.017Z464.26264.26464.281-0.002-0.018B560.61560.61560.6270.000-0.012Z564.55664.56264.575-0.006-0.016B660.27760.26960.2820.008-0.009Z664.83264.83864.854-0.006-0.019B759.92659.91959.9330.007-0.010Z765.09165.08965.1190.002-0.029B859.57659.57659.5760.0000.000Z865.34165.33765.3710.004-0.032B959.22259.21759.2100.0050.009Z965.56665.57265.607-0.006-0.038B1058.84258.83858.8350.0040.005Z1065.80065.80165.833-0.001-0.032B1158.44958.44758.4490.002-0.001Z1166.03366.03266.0470.001-0.015TAB62.52362.52462.535-0.001-0.011TAZ62.724　62.735－-0.011南侧B062.30462.30362.3170.001-0.013Z062.956　62.962－-0.005B161.95861.95961.984-0.001-0.025Z163.282　63.304－-0.022B261.62561.61561.6450.010-0.025Z263.62063.62363.641-0.003-0.020B361.28661.27861.3060.008-0.024Z363.94763.94463.9670.003-0.021B460.95860.95260.9670.006-0.012Z464.26864.26364.2770.005-0.012B560.62760.62060.6250.007-0.002Z564.56464.55664.5740.008-0.014B660.27860.27660.2810.002-0.004Z664.83864.83864.8550.000-0.017B759.92259.91859.9330.004-0.013Z765.10865.10165.1190.007-0.014B80.000Z80.008105 59.55759.55759.578-0.02165.35865.35065.370-0.016B959.19459.19559.213-0.001-0.019Z965.59365.59065.6050.003-0.014B1058.82258.81858.8390.004-0.019Z1065.81765.81465.8270.003-0.011B1158.43858.44258.454-0.004-0.014Z1166.02766.02766.0380.000-0.011表4.1.2悬臂施工中拉索理论及实测索力（11#拉索二张时）梁段编号频率法实测索力（kN）　梁段编号频率法实测索力（kN）上游下游平均理论值误差上游下游平均理论值误差SB128332731278227082.7%SZ127352633268425923.6%SB22400229823492357-0.4%SZ220091907195819351.2%SB326692567261825622.2%SZ330012899295028463.7%SB424632361241223980.6%SZ426972595264625673.1%SB529452843289427814.0%SZ528312729278027301.8%SB626372535258625750.4%SZ630132911296228822.8%SB725192504251224930.8%SZ727182715271726881.1%SB831793175317731231.7%SZ831653174317031311.2%SB933063298330232701.0%SZ932493289326932590.3%SB1034723449346134360.7%SZ1034073399340333611.2%SB1139053896390138401.6%SZ1135863583358535281.6%NB12684258026322705-2.7%NZ126732569262125592.4%NB223282224227621774.6%NZ220801976202819354.8%NB32463235924112452-1.7%NZ325552451250324860.7%NB425982494254624543.7%NZ427912687273926503.4%NB529112807285927842.7%NZ526052501255325071.8%NB625682464251624622.2%NZ626902586263825722.5%105 NB727122709271126761.3%NZ728162821281927990.7%NB830413054304830111.2%NZ829232934292928821.6%NB932013189319531641.0%NZ933543376336533011.9%NB1035983576358735840.1%NZ1035873569357835101.9%NB1139563949395339200.8%NZ1136783685368236391.2%表4.1.3悬臂施工中主梁理论及实测标高（15#梁段匹配安装时）梁段编号控制测点标高（m）梁段编号控制测点标高（m）上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差北侧TAB－62.52362.555－-0.031TAZ62.722－62.756－-0.034B0－62.30962.334－-0.025Z0－62.9562.981－-0.03B161.97361.97361.9980-0.025Z163.2863.27963.3210.001-0.041B261.63361.63261.6550.001-0.023Z263.61363.61763.657-0.004-0.042B361.304－61.314－-0.01Z3－63.94763.982－-0.035B460.96560.96860.974-0.003-0.007Z464.25964.25464.2940.005-0.038B560.63660.63560.6330.0010.002Z564.5664.55764.5930.003-0.034B660.30460.29460.290.010.009Z664.8464.83964.8760.001-0.036B759.95259.94459.940.0080.008Z765.10465.09665.1390.008-0.039B859.59459.59459.57800.016Z865.35165.33965.3830.012-0.038B959.22159.21659.1970.0050.021Z965.56365.56465.601-0.001-0.038B1058.80558.80358.7910.0020.013Z1065.77165.76565.7930.006-0.025B1158.35458.3558.3530.004-0.001Z1165.95265.94565.9520.007-0.004B1257.87457.87157.8780.003-0.005Z1266.08466.07266.0810.012-0.003B1357.36957.36857.3650.0010.003Z1366.16766.16466.1810.003-0.016B1456.81956.8256.825-0.001-0.006Z1466.24166.24266.258-0.001-0.017B1556.28356.28156.2730.0020.009Z1566.32266.31766.3260.005-0.006南侧TAB－－62.534－－TAZ62.725－62.735－-0.01B0－62.29962.317－-0.018Z0－62.95262.961－-0.008B161.95761.95461.985-0.003-0.03Z163.283－63.304－-0.021B261.62561.60861.648-0.017-0.031Z263.62263.62363.6430.001-0.02B361.2961.2861.311-0.01-0.026Z363.95163.94563.972-0.006-0.024B460.96860.95860.975-0.01-0.012Z464.27864.26864.286-0.01-0.013B560.64460.6360.637-0.0140Z564.57864.56764.587-0.011-0.015B660.29760.29160.296-0.006-0.002Z664.85664.85464.871-0.002-0.016105 B759.94359.93559.947-0.008-0.008Z765.12765.11965.135-0.008-0.012B859.5759.56959.585-0.001-0.016Z865.37665.36465.378-0.012-0.008B959.18959.18959.2050-0.016Z965.59565.5965.595-0.005-0.002B1058.78558.7858.798-0.005-0.015Z1065.79365.78765.785-0.0060.005B1158.33758.33958.3580.002-0.02Z1165.95265.95165.943-0.0010.009B1257.86357.86457.8820.001-0.019Z1266.08166.08366.0670.0020.015B1357.35157.35757.3650.006-0.011Z1366.1766.16666.163-0.0040.005B1456.82256.82656.820.0040.004Z1466.22466.22466.2310-0.007B1556.27256.27356.2550.0010.017Z1566.28466.27666.282-0.008-0.002表4.1.4悬臂施工中拉索理论及实测索力（15#梁段匹配安装时）梁段编号频率法实测索力（kN）　梁段编号频率法实测索力（kN）上游下游平均理论值误差上游下游平均理论值误差SB42222217521982246-2.1%SZ423972361237923142.8%SB525972603260025930.3%SZ525492623258625471.5%SB62272235423132381-2.9%SZ62591262926102655-1.7%SB724412191231623030.5%SZ725312490251124602.1%SB829812950296629520.5%SZ829632973296829082.0%SB931993258322931602.2%SZ92993300429993061-2.0%SB1034823482348234201.8%SZ1032723248326032320.9%SB1139744166407038445.9%SZ1139193904391138760.9%SB1245024419446143941.5%SZ1245654565456544971.5%SB1350755075507549861.8%SZ1349975032501449102.1%SB1462626249625561721.3%SZ1458135781579757081.6%NB42265232222932325-1.4%NZ42575258125782600-0.8%NB525262568254725450.1%NZ524022396239923223.3%NB623062335232022732.1%NZ623932393239322327.2%NB726352516257624714.2%NZ726112611261125910.7%NB828722812284227921.8%NZ827482738274326941.8%NB931423142314229655.9%NZ93102304830753155-2.6%NB1036503663365634416.2%NZ103346344433953455-1.7%NB1139603888392438801.1%NZ1139033932391736856.3%105 NB1242984298429842082.1%NZ124361436143614409-1.1%NB135070503250515092-0.8%NZ1350795079507950211.2%NB146253627662646275-0.2%NZ1458565789582256712.7%表4.1.5悬臂施工中主梁理论及实测标高（20#梁段匹配安装时）梁段编号控制测点标高（m）梁段编号控制测点标高（m）上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差上游测点下游测点理论高程上下游偏差误差北侧TAB62.554TAZ62.72162.71562.7560.006-0.038B062.30162.331-0.03Z062.95162.983-0.032B161.95661.96161.984-0.005-0.026Z163.28863.28863.3280-0.04B261.60161.59961.6270.002-0.027Z263.62863.63463.668-0.006-0.037B361.25261.25461.266-0.002-0.013Z363.96363.97363.999-0.01-0.031B460.89660.90460.908-0.008-0.008Z464.29264.2964.3180.002-0.027B560.55260.55360.552-0.0010.001Z564.60564.60464.6260.001-0.021B660.21160.20360.1970.0080.01Z664.90364.90364.9210-0.018B759.86159.85559.8450.0060.013Z765.18865.18265.2040.006-0.019B859.51859.5259.493-0.0020.026Z865.4765.46265.4740.008-0.008B959.17959.17459.140.0050.037Z965.7365.73165.73-0.0010B1058.81858.81558.7830.0030.034Z1065.99865.99565.9720.0030.025B1158.44658.44258.4180.0040.026Z1166.25366.24966.2040.0040.047B1258.06458.0410.023Z1266.45266.4050.047B1357.68257.68257.64700.035Z1366.62866.63366.583-0.0050.047B1457.26157.2657.2320.0010.028Z1466.77166.78166.73-0.010.046B1556.82356.82356.79400.029Z1566.89366.89266.850.0010.043B1656.35356.35356.33600.017Z1666.95466.95866.918-0.0040.038B1755.87655.87255.8620.0040.012Z1766.99566.99666.953-0.0010.043B180.0020.008Z180.034105 55.38355.38155.37466.97966.98666.949-0.007B1954.86654.86854.874-0.002-0.007Z1966.92766.92766.90600.021B2054.38154.37554.3760.0060.002Z2066.86866.8766.855-0.0020.014南侧TAB62.534TAZ62.72562.736--0.011B062.29762.311-0.014Z062.95162.964--0.012B161.93761.968-61.937-0.031Z163.29163.28563.312-0.006-0.024B261.58461.57761.614-0.007-0.033Z263.63763.63463.657-0.003-0.021B361.23161.2261.259-0.011-0.033Z363.97363.96563.992-0.008-0.023B460.8960.87860.904-0.012-0.02Z464.3164.29864.315-0.012-0.011B560.54860.53360.549-0.015-0.008Z564.62464.60864.625-0.016-0.009B660.1960.18460.196-0.006-0.009Z664.91864.91364.923-0.005-0.008B759.83659.82659.844-0.01-0.013Z765.21765.20565.207-0.0120.004B859.47859.47359.493-0.005-0.017Z865.49865.48765.479-0.0110.013B959.12959.12759.14-0.002-0.012Z965.76865.75965.736-0.0090.027B1058.77858.77158.783-0.007-0.008Z1066.02666.01865.978-0.0080.044B1158.41758.41558.418-0.002-0.002Z1166.25166.24766.21-0.0040.039B1258.05158.04758.042-0.0040.007Z1266.45566.45566.41100.044B1357.6757.66257.648-0.0080.018Z1366.63466.63166.587-0.0030.046B1457.27557.2757.233-0.0050.039Z1466.77566.76666.73-0.0090.04B1556.83956.82856.794-0.0110.039Z1566.88266.88566.8390.0030.044B1656.36856.36256.336-0.0060.029Z1666.95366.9566.908-0.0030.043B1755.88555.8755.862-0.0150.015Z1766.95566.96166.9250.0060.033B1855.37955.36755.372-0.0120.001Z1866.9266.9366.9120.010.013B1954.86554.869-0.004Z1966.86266.87166.8660.0090.001B2054.36454.36554.360.0010.004Z2066.80366.80866.7930.0050.013表4.1.6悬臂施工中拉索理论及实测索力（20#梁段匹配安装时）105 梁段编号频率法实测索力（kN）　梁段编号频率法实测索力（kN）上游下游平均理论值误差上游下游平均理论值误差SB1－－－－－SZ126662658266225992.4%SB2－－－－－SZ219291917192318573.6%SB325482510252924841.8%SZ329002875288828610.9%SB424362361239923671.3%SZ425202466249324501.8%SB528272786280727641.5%SZ52610267026402668-1.0%SB62496254125192538-0.8%SZ627722796278427461.4%SB724102400240524000.2%SZ72456239224242477-2.1%SB82911286028862926-1.4%SZ82778274927642820-2.0%SB92865294229042943-1.3%SZ92760276027602817-2.0%SB1029603020299029571.1%SZ1028322821282728100.6%SB1131233210316730832.7%SZ113136311031233215-2.9%SB123208312131653260-2.9%SZ123452343634443478-1.0%SB133410334233763481-3.0%SZ1335663669361835940.7%SB1438523905387938440.9%SZ144214398340994118-0.5%SB1546514605462845731.2%SZ1543404317432942661.5%SB1653845363537352941.5%SZ164993496749805061-1.6%SB1760976097609760440.9%SZ1756145505556054721.6%SB1866396657664865681.2%SZ1860846128610660331.2%SB1972597234724771411.5%SZ1967536700672766720.8%NB423952455242524160.4%NZ427162716271627060.4%NB526942760272726831.6%NZ524372431243424041.3%NB624442459245223942.4%NZ62288224322662271-0.2%NB725802570257525271.9%NZ726162592260425581.8%NB827922752277227132.2%NZ826102555258325511.2%NB927612728274526852.2%NZ92787272427562851-3.4%NB1029662966296628972.4%NZ102842294628942972-2.6%NB1130593033304630131.1%NZ1130463107307729803.3%NB122891298729392949-0.3%NZ123260321432373340-3.1%NB133367330533363409-2.1%NZ1336793679367936570.6%NB1438883964392639190.2%NZ1442244166419540383.9%NB154431447744544461-0.2%NZ1543304359434543220.5%NB1654545431544353391.9%NZ1648424939489148890.0%105 NB1761856245621561041.8%NZ1754895475548252684.1%NB186512653765256577-0.8%NZ1860276052604059591.3%NB1971107119711570261.3%NZ1968336903686866752.9%105 1.1.1主梁焊缝控制结果从理论上来讲，根据制作几何要素加工出来的钢箱梁在胎架拼装时顶、底板止推板间隙为零，现场拼装时也应保持顶、底板止推板间隙都为零（顺拼），并且新加梁段的前点标高与理论值吻合。但是由于钢箱梁加工的误差、以及索力和梁重等参数实际上与计算主梁制作几何要素时不同等因素引起的误差，使得钢箱梁吊装匹配时需要调整顶、底板焊缝的宽度，从而调整新加梁段的前点标高。当顶底板焊缝宽度差过大时，不仅会给焊接带来困难，也会使主梁线形出现局部折角。假设底板张口(底板焊缝宽度比顶板大，反之称为顶板张口)5mm的话，顶板止推板间隙为零，那么顶板焊缝宽度应小于10mm，这样底板焊缝宽度应小于15mm。并且主梁长度:高度=15:4=3.75，所以顶底板焊缝宽度差调整1mm，梁端高程变化3.75mm，这样底板张口5mm，比梁段顺拼时新加梁段前点标高变化不超过19mm，线形满足平顺要求。本桥监控时将顶底板焊缝宽度差调整上限定为5mm。制造线形最终体现在梁段间连接时的顶底板缝宽上，因此制造线形的现场控制主要在于控制缝宽上。表及Error!Referencesourcenotfound.所示为主梁梁段的理论缝宽和实测缝宽。表4.1.7理论缝宽与实测缝宽梁段号理论张口实测张口梁段号理论张口实测张口SB25.05.0NB22.03.0SZ25.05.0NZ23.03.0SB30.00.0NB33.03.0SZ30.00.0NZ34.04.0SB44.04.0NB43.04.0SZ45.05.0NZ43.05.0SB50.00.0NB55.05.0SZ50.00.0NZ55.05.0SB60.00.0NB65.04.0SZ65.05.0NZ64.03.0SB70.00.0NB74.03.0SZ73.53.0NZ73.02.0SB84.04.0NB84.04.0SZ84.04.0NZ84.03.0SB94.03.0NB93.53.0SZ90.00.0NZ93.54.0SB103.00.0NB102.50.0SZ102.03.0NZ104.04.0SB114.02.0NB112.00.0SZ113.55.0NZ115.02.0105 SB124.05.0NB124.03.0SZ125.05.0NZ120.02.0SB135.05.0NB130.02.0SZ133.04.0NZ134.04.0SB144.03.0NB140.01.0SZ145.05.0NZ145.05.0SB15-4.0-2.0NB155.05.0SZ155.04.0NZ155.05.0SB16--NB16--SZ161.02.0NZ165.05.0SB17--NB17--SZ174.03.0NZ172.03.0SB184.03.0NB184.05.0SZ185.04.0NZ180.01.0SB194.05.0NB190.01.0SZ195.05.0NZ194.05.0SB205.05.0NB204.04.0SZ205.05.0NZ205.05.0SB215.04.0NB215.04.0SZ211.02.0NZ212.03.0SB225.05.0NB225.04.0SZ225.05.0NZ224.04.0SB23--NB23--SZ235.05.0NZ235.05.0(a)南侧(b)北侧105 图4.1.1理论缝宽与实测缝宽由于本桥监控时从主梁制造阶段就开始介入、通过计算分析给出了主梁的制造几何要素，并根据同类桥梁监控经验，对于钢箱梁的总拼以及现场匹配过程中容易遇到的问题提出了对策，所以焊缝宽度的控制取得了良好的效果。1.1.1主梁应力控制结果图4.1.、图4.1.所示为1#梁段～11#梁段施工过程中各工况时B1、Z1断面上下缘应力的理论值与实测值。图4.1.21#~11#梁段施工阶段B1断面上下缘平均应力105 图4.1.31#~11#梁段施工阶段Z1断面上下缘平均应力图4.1.~图4.1.所示为12#梁段～20#梁段施工过程中匹配阶段B1、Z1和Z10断面上下缘应力的理论值与实测值。105 图4.1.412#~20#梁段匹配时B1断面上下缘平均应力图4.1.512#~20#梁段匹配时Z1断面上下缘平均应力105 图4.1.612#~20#梁段匹配时Z10断面上下缘平均应力由上述应力测点的理论值和实测值的对比可见，理论值与实测值吻合的较好，且各测点处的应力值均在应力安全范围内。1.1主桥合龙后的控制结果下面列出了主梁线形和斜拉索索力在中跨合龙后的实际测量结果。从表中数据可以看出，中跨合龙后的主梁线形平顺，实测标高与理论标高的差值均在设计容许范围之内。各索索力也在预定的误差范围之内，不需要后期调索。1.1.1索力监控成果中跨合龙后全桥索力通测结果见下表。105 表4.2.1合龙后通测索力（kN）编号上游下游平均理论值误差编号上游下游平均理论值误差NB165736573657364781.47%SB165736573657364741.52%NB265166602655963822.78%SB265596559655963812.79%NB364896530650961894.18%SB365396556654761844.87%NB455175568554253443.71%SB453535556545453292.36%NB552745203523951032.65%SB553775539545851604.77%NB649785243511149982.24%SB651435194516849344.75%NB74627462746274898-4.54%SB750005000500047834.53%NB846954687469144964.34%SB846694542460543944.80%NB93933391139223991-1.73%SB941954173418440433.48%NB1037423779376137091.38%SB1036483629363835831.55%NB113298331433063378-2.14%SB113235323532353401-4.90%NB122983298329833028-1.50%SB123229321432223293-2.17%NB1332133186320031671.05%SB133213316031873189-0.09%NB1432343234323430934.54%SB1431813194318831082.57%NB1530833106309430003.15%SB153083312931063117-0.36%NB1630563034304529333.80%SB1631423174315831081.62%NB1728242833282927273.73%SB1726862623265525613.64%NB1827052713270925804.50%SB182601260126012693-3.43%NB1928752883287928760.12%SB1930143009301229272.90%NB2027282722272526084.49%SB2026862654267025294.56%NB2124262402241423910.97%SB2127712795278326744.08%NB2223702351236122634.31%SB2225222532252724094.94%NB2325932575258424784.28%SB2327222741273126762.06%NZ124732459246624251.69%SZ124552450245323126.07%NZ217571756175616943.67%SZ216991633166616063.70%NZ325092503250623974.56%SZ327522752275226703.08%NZ428032797280026804.47%SZ424352453244423533.86%NZ525432529253624314.34%SZ527182738272826463.11%NZ626032609260625482.27%SZ629102927291827854.79%NZ728052821281326714.32%SZ726882680268425574.96%NZ828642864286426904.48%SZ830333013302329313.12%NZ930823093308730072.68%SZ930703048305929404.06%105 NZ103105309330993112-0.41%SZ1030543079306629145.22%NZ1132323141318730813.43%SZ1132913305329832810.50%NZ1234433474345933792.36%SZ1235543522353834692.01%NZ1336793696368835882.79%SZ133351335133513469-3.41%NZ1438923873388238161.73%SZ1440453798392138312.35%NZ153678374037093888-4.59%SZ1537603906383337562.06%NZ164176417641764186-0.23%SZ164095410841014258-3.69%NZ1745044545452442954.33%SZ1744414386441442753.25%NZ1846724728470044924.62%SZ1846134657463544294.65%NZ1948204851483647302.24%SZ1947894751477045614.58%NZ204976491249444952-0.16%SZ205137516951535242-1.69%NZ2159415941594157133.99%SZ2158896034596257473.74%NZ2264976526651161944.13%SZ2264696456646362443.50%NZ2367087029686866473.33%SZ2370296618682365434.29%1.1.1线形监控成果中跨合龙后全桥标高通测结果见下表。表4.2.2合龙后主梁实测标高与理论值梁段编号61#墩控制测点标高（m）上游测点下游测点平均理论高程上下游偏差误差B23　　　53.952　　B2254.20454.20954.20754.191-0.0050.016B2154.44754.44554.44654.4440.0020.002B2054.81554.81554.81554.8090.0000.006B1955.18855.18255.18555.1840.0060.001B1855.56455.55655.56055.5610.008-0.001B1755.94955.93855.94455.9370.0110.007B1656.33656.33356.33556.3160.0030.019B1556.72956.72556.72756.6950.0040.032B1457.11157.11257.11257.075-0.0010.037B1357.47357.47057.47257.4550.0030.017B1257.83757.83557.83657.8330.0020.003B1158.20058.20058.20058.2090.000-0.009B1058.56958.56258.56658.5820.007-0.016105 B958.93558.93258.93458.9550.003-0.021B859.30259.29859.30059.3270.004-0.027B759.67959.66859.67459.6980.011-0.024B660.05260.04660.04960.0700.006-0.021B560.42960.41460.42260.4410.015-0.020B460.78960.77460.78260.8140.015-0.032B361.14461.13261.13861.1860.012-0.048B261.51361.49561.50461.5580.018-0.054B161.879　61.87961.93161.879-0.052B062.25862.25462.25662.2990.004-0.043TAB62.507　62.50762.54162.507-0.034TAZ　　　62.760　　Z062.97062.96362.96763.0020.007-0.035Z163.318　63.31863.36263.318-0.044Z263.67863.67863.67863.7140.000-0.036Z364.02764.02164.02464.0540.006-0.030Z464.37364.36464.36964.3800.009-0.011Z564.69664.68664.69164.6930.010-0.002Z664.99964.99664.99864.9950.0030.003Z765.30565.29565.30065.2840.0100.016Z865.59265.58465.58865.5610.0080.027Z965.86765.86365.86565.8270.0040.038Z1066.13466.13266.13366.0810.0020.052Z1166.38566.38866.38766.328-0.0030.059Z1266.62366.63166.62766.563-0.0080.064Z1366.84666.85166.84966.785-0.0050.064Z1467.04567.05367.04966.987-0.0080.062Z1567.23367.23167.23267.1710.0020.061Z1667.38867.39067.38967.336-0.0020.053Z1767.51767.52767.52267.486-0.0100.036Z1867.62967.64267.63667.616-0.0130.020Z1967.72267.73067.72667.720-0.0080.006Z2067.79267.79867.79567.800-0.006-0.005Z2167.84567.84567.84567.8570.000-0.012Z2267.88467.88067.88267.8930.004-0.011Z2367.90767.91467.91167.907-0.0070.003塔顶偏位（顺桥向）：m理论值差值偏岸侧0.2080.237-0.02962#墩控制测点标高（m）105 梁段编号上游测点下游测点平均理论高程上下游偏差误差B2353.952　　B2254.19754.20354.20054.191-0.0060.009B2154.43854.44754.44354.444-0.009-0.001B2054.80454.79654.80054.8080.008-0.008B1955.18355.18355.18355.1850.000-0.002B1855.56455.55955.56255.5610.0050.001B1755.94355.93255.93855.9370.0110.001B1656.32556.32056.32356.3150.0050.007B1556.73056.72356.72756.6950.0070.031B1457.11957.11357.11657.0760.0060.040B1357.50557.50257.50457.4570.0030.047B12　57.86657.86657.835　0.031B1158.24658.24358.24558.2110.0030.034B1058.62658.62558.62658.5850.0010.041B958.99958.99758.99858.9580.0020.040B859.35459.35759.35659.329-0.0030.027B759.71259.70859.71059.7010.0040.009B660.08060.07560.07860.0740.0050.004B560.43760.44360.44060.446-0.006-0.006B460.80060.81060.80560.820-0.010-0.015B361.16961.17661.17361.194-0.007-0.021B261.53061.53861.53461.568-0.008-0.034B161.90261.91261.90761.942-0.010-0.035B062.26762.28262.27562.311-0.015-0.037TAB　　　62.552　　TAZ　62.72762.72762.769　-0.042Z0　62.97262.97263.008　-0.036Z163.31663.31963.31863.366-0.003-0.048Z263.66463.67563.67063.714-0.011-0.045Z364.00864.01964.01464.052-0.011-0.039Z464.34264.34364.34364.378-0.001-0.035Z564.65964.66464.66264.690-0.005-0.029Z664.96064.96764.96464.992-0.007-0.028Z765.25165.25065.25165.2790.001-0.028Z865.53865.53565.53765.5560.003-0.020Z965.80565.81765.81165.821-0.012-0.010105 Z1066.08466.09066.08766.075-0.0060.012Z1166.35966.36366.36166.317-0.0040.044Z12　66.60466.60466.552　0.052Z1366.81766.83066.82466.773-0.0130.051Z1467.02867.04367.03666.980-0.0150.056Z1567.22367.23867.23167.171-0.0150.060Z1667.39767.40667.40267.341-0.0090.061Z1767.54367.55867.55167.490-0.0150.061Z1867.66067.67567.66867.610-0.0150.058Z1967.74967.75867.75467.709-0.0090.045Z2067.82467.83767.83167.787-0.0130.043Z2167.86167.87467.86867.842-0.0130.025Z2267.88967.90467.89767.875-0.0150.022Z2367.90367.91867.91167.889-0.0150.021塔顶偏位（顺桥向）：m理论值差值偏岸侧0.2740.2630.0111.1成桥状态的控制实现结果1.1.1索力监控成果铺装前全桥索力通测结果见下表。从表中数据可以看出，索力误差在5%以内，满足要求。表4.3.1成桥后通测索力（kN）梁段编号实测索力（kN）梁段编号实测索力（kN）上游下游平均理论值误差上游下游平均理论值误差南侧SB030343029303129024.5%SZ031203067309329574.6%SB121252161214321230.9%SZ120042034201919682.6%SB222742283227921824.4%SZ215611713163715863.2%SB324242579250224771.0%SZ32439255324962523-1.1%SB426212627262425443.1%SZ425542482251824054.7%SB530012962298128494.7%SZ52610263026202648-1.1%SB62546255425502675-4.7%SZ628552815283528100.9%SB72569SZ72588105 254525022523-1.8%2602259425980.4%SB83026302630263110-2.7%SZ82922292229222962-1.3%SB92946295729513101-4.8%SZ92967295629622968-0.2%SB103025302530253080-1.8%SZ1031013115310829844.2%SB113026297530003141-4.5%SZ113206324632263292-2.0%SB123118310331113219-3.4%SZ1235263542353434632.0%SB133107310731073264-4.8%SZ133381338133813443-1.8%SB1435023484349334561.1%SZ143576354035583678-3.3%SB1540264047403738814.0%SZ153588372836583672-0.4%SB1644794430445542534.7%SZ163853387538644032-4.2%SB1748194819481946064.6%SZ1743294205426741024.0%SB1849284956494247224.7%SZ1844504461445642514.8%SB1950915103509748724.6%SZ1943904590449042964.5%SB2052255323527451093.2%SZ204582461345974765-3.5%SB2160255873594958491.7%SZ215211514251775358-3.4%SB225950599159716140-2.8%SZ2258525973591358081.8%SB235994624761216243-2.0%SZ2360746203613861050.5%北侧NB028902885288727893.5%NZ029703063301729312.9%NB121892147216821003.2%NZ120962138211720204.8%NB221282267219821263.4%NZ216321623162715634.1%NB324072418241323582.3%NZ324222428242523801.9%NB425962603259925621.5%NZ427002688269426133.1%NB52774277427742879-3.7%NZ525502537254424324.6%NB626162616261626100.2%NZ62605262826162693-2.9%27682741105 NB72818283628272.1%NZ72787273627620.8%NB82954292329382977-1.3%NZ827872787278727740.5%NB930133024301829342.9%NZ93000298929953101-3.4%NB1032593297327831534.0%NZ103084306230733197-3.9%NB113130307831043164-1.9%NZ1132593219323931482.9%NB122893290729002998-3.3%NZ123355337033623426-1.8%NB133199321432073314-3.2%NZ1336833700369136012.5%NB1436483666365736001.6%NZ143793377537843792-0.2%NB153794381538043835-0.8%NZ153688363836633818-4.1%NB1645294332443142903.3%NZ163963398539744065-2.2%NB174625457245994663-1.4%NZ1742544204422941152.8%NB1848575028494247623.8%NZ1843874413440042653.2%NB1950915122510748724.8%NZ1945774606459244433.4%NB2053895389538952003.6%NZ204522446344924613-2.6%NB2158366063594959430.1%NZ2154955495549553093.5%NB2261556114613461350.0%NZ2260356019602758393.2%NB236162620561836243-1.0%NZ2363326507641961873.7%根据当前阶段的实测索力，对运营阶段的斜拉索安全度进行评估，在计算拉索安全系数时，考虑了远期轻轨活载以及远期轻轨的轨道恒载，运营阶段拉索应力及安全系数详见下表。表4.3.2南塔索力安全度评估（计入远期恒载）拉索铺装前实测索力铺装后索力增量预测恒载索力活载合计远期恒载组合索力拉索面积(mm2)拉索应力安全系数B236121151176311823106310517157406682.5B225971152474951865105810418157406622.5B21594914617410179294410146145866962.4105 B2052741324659816859399222134316872.4B1950971294639118149569161134316822.4B1849421291623318229569011129696952.4B1748191315613418999668999129696942.4B1644551341579518789988671129696692.5B1540371309534616579707973120466622.5B1434931235472813467766850108916292.7B133107114742541081758609397376262.7B123111115742671139775618197376352.6B113000112741271110776601392756482.6B103025112041451220779614492756622.5B92951111340641291781613692756622.5B83026109841241338772623492756722.5B7252397034931282699547485826382.6B6255090734571251646535481206592.5B5298188238631263628575481207092.4B4262475133751133548505671977032.4B3250271832191138536489371976802.5B222795932872995462432962736902.4B121435322675914432402158116922.4B0303168637171224591553281206812.5Z0309364837411225568553481206822.5Z120194972515912431385858116642.5Z216375432180995458363362735792.9Z3249667931751133529483771976722.5Z4251871532331125533489171976802.5Z5262075633751111546503271976992.4Z6283587937141240623557781206872.4Z7259889834951237640537281206622.5Z8292298339051309688590285826882.4Z92962108040421404757620392756692.5Z103108109342011409768637892756882.4Z113226117043961485805668697376872.4Z1235341318485216198917362108916762.5Z1333811328470916089117228108916642.5Z1435581392495016099487507108916892.4Z15365814345092175310117856120466522.6Z16386415175381173010518162120466782.5Z17426715405807180811018716129696722.5Z18445615225977176111078845129696822.4Z19449014895979177711128868134316602.5Z20459715436140172710838950134316662.5Z21517715706746182210679635145866612.5105 Z225913155374651901103810404157406612.5Z23613814457583197598710545157406702.5图4.3.1南塔运营阶段索力安全系数表4.3.3北塔索力安全度评估（计入远期恒载）拉索铺装前实测索力铺装后索力增量预测恒载索力活载合计远期恒载组合索力拉索面积(mm2)拉索应力安全系数B236183159177741823106310660157406772.5B226134160877421865105810665157406782.5B215949663661217929449348145866412.6B2053891424681316859399437134317032.4B1951071421652818149569298134316922.4B1849421434637618229569154129697062.4B1745991452605118999668916129696872.4B1644311428585818789988734129696732.5B1538041319512316579707750120466432.6B1436571239489513467767017108916442.6B133207111343201081758615997376332.6B122900108039801139775589497376052.8B113104108341871110776607392756552.6B103278108043581220779635792756852.4B93018106640841291781615692756642.5B82938106740051338772611592756592.5B7282796937961282699577785826732.5B6261690335181251646541581206672.5B5277488836621263628555381206842.4B4259976533641133548504571977012.4105 B3241373231451138536481971976702.5B221986112809995462426662736802.5B121685522720914432406658117002.4B0288773136181224591543381206692.5Z0301769637131225568550681206782.5Z121175472664912431400758116902.4Z216275952222995458367562735862.9Z3242571831431133529480571976682.5Z4269474234361125533509471977082.4Z5254475632991111546495671976892.4Z6261684834641240623532781206562.5Z7276287536361237640551381206792.5Z8278792837151309688571285826662.5Z92995103440281404757618992756672.5Z103073105941321409768630992756802.5Z113239110143401485805663097376812.5Z1233621260462216198917132108916552.6Z1336911312500316089117522108916912.4Z1437841363514716099487704108917072.4Z15366314395101175310117865120466532.6Z16397414865459173010518240120466842.4Z17422915025731180811018640129696662.5Z18440015245924176111078792129696782.5Z19459215216112177711129001134316702.5Z20449214815973172710838783134316542.6Z21549515667061182210679950145866822.4Z226027155275791901103810518157406682.5Z23641914667885197598710847157406892.4图4.3.2北塔运营阶段索力安全系数105 由表和图可见，考虑了远期轻轨活载以及远期轻轨的轨道恒载，运营阶段拉索安全系数均大于2.4，满足设计要求。1.1.1线形监控成果1.1.1.1主梁标高监控成果全桥铺装前主梁标高通测情况详见表4.3.4和表4.3.5，标高误差曲线见图4.3.3。由实测结果可见主梁铺装前所有控制测点处的实测标高与理论标高的误差均小于L/10000=±73mm，在监控细则允许范围内。表4.3.4南塔铺装前主梁理论及实测标高梁段编号控制测点标高（m）上游测点下游测点平均理论高程上下游偏差误差TAB62.55562.52462.54062.5790.031-0.040B062.29962.27362.28662.3310.026-0.045B161.90361.88161.89261.9580.022-0.066B261.51461.48061.49761.5600.034-0.063B361.13061.10461.11761.1750.026-0.058B460.76260.73760.75060.8040.025-0.055B560.39560.36960.38260.4240.026-0.042B660.01659.99660.00660.0450.020-0.039B759.63759.61659.62759.6680.021-0.041B859.25759.24359.25059.2930.014-0.043B958.89158.87958.88558.9190.012-0.034B1058.52858.51258.52058.5470.016-0.027B1158.16358.15558.15958.1760.008-0.017B1257.80757.79657.80257.8050.011-0.003B1357.45057.43957.44557.4330.0110.012B1457.09757.09057.09457.0610.0070.033B1556.72156.71256.71756.6880.0090.029B1656.33056.32356.32756.3130.0070.014B1755.94355.93155.93755.9410.012-0.004B1855.56155.55055.55655.5660.011-0.010B1955.18755.17955.18355.1930.008-0.010B2054.81554.81354.81454.8170.002-0.003B2154.44954.44554.44754.4500.004-0.003105 B2254.20354.20354.20354.1940.0000.009B23　　　53.951　　TAZ62.77962.75162.76562.8080.028-0.043Z063.01862.98863.00363.0470.030-0.043Z163.35963.33463.34763.3980.025-0.052Z263.71663.69763.70763.7430.019-0.037Z364.05864.03364.04664.0800.025-0.034Z464.40064.37664.38864.4050.024-0.017Z564.72364.69664.71064.7200.027-0.011Z665.02865.01065.01965.0250.018-0.006Z765.33665.31565.32665.3180.0210.007Z865.63165.60665.61965.6020.0250.017Z965.91265.89565.90465.8750.0170.029Z1066.18866.17266.18066.1360.0160.044Z1166.44866.43666.44266.3870.0120.055Z1266.69966.69266.69666.6300.0070.066Z1366.93566.92566.93066.8630.0100.067Z1467.15367.14667.15067.0820.0070.068Z1567.36267.34867.35567.2910.0140.064Z1667.54467.53367.53967.4850.0110.054Z1767.70467.70067.70267.6620.0040.040Z1867.85367.85067.85267.8200.0030.031Z1967.98367.97667.98067.9580.0070.021Z2068.09368.08468.08968.0710.0090.018Z2168.18368.16868.17668.1590.0150.017Z2268.25268.23368.24368.2180.0190.024Z2368.28868.27868.28368.2480.0100.035表4.3.5北塔铺装前主梁理论及实测标高梁段编号控制测点标高（m）上游测点下游测点平均理论高程上下游偏差误差TAB--------62.54662.54662.594---------0.048B062.29162.29862.29562.347-0.007-0.053B161.91361.91661.91561.966-0.003-0.051B261.53261.53061.53161.5780.002-0.047B361.16061.15761.15961.1910.003-0.033B460.78560.78760.78660.807-0.002-0.021105 B560.42060.41760.41960.4260.003-0.007B660.05960.04660.05360.0460.0130.006B759.68859.67759.68359.6700.0110.013B859.32759.32259.32559.2940.0050.031B958.97158.96058.96658.9190.0110.047B1058.59858.58858.59358.5450.0100.048B1158.22158.20958.21558.1730.0120.042B12--------57.83657.83657.801--------0.035B1357.49057.47657.48357.4290.0140.054B1457.10757.09657.10257.0570.0110.044B1556.72456.71656.72056.6860.0080.034B1656.32356.31656.32056.3130.0070.007B1755.94355.93355.93855.9410.010-0.003B1855.56755.56455.56655.5680.003-0.002B1955.18655.19055.18855.193-0.004-0.005B2054.80954.80254.80654.8180.007-0.012B2154.44254.44954.44654.450-0.007-0.004B2254.19754.19854.19854.194-0.0010.004B23　　　53.952　　TAZ62.76262.75662.75962.8110.006-0.052Z062.99662.99862.99763.050-0.002-0.052Z163.34263.34263.34263.4020.000-0.060Z263.68763.68463.68663.7470.003-0.062Z364.02364.02464.02464.082-0.001-0.058Z464.35364.34564.34964.4050.008-0.056Z564.67164.66464.66864.7190.007-0.051Z664.97264.96664.96965.0200.006-0.051Z765.26565.25265.25965.3100.013-0.052Z865.55465.53865.54665.5910.016-0.045Z965.82665.82065.82365.8610.006-0.038Z1066.11066.10166.10666.1220.009-0.017Z1166.39366.38266.38866.3730.0110.014Z1266.64766.63566.64166.6150.0120.026Z1366.87466.87366.87466.8480.0010.026Z1467.10467.11167.10867.069-0.0070.039Z1567.32367.32767.32567.277-0.0040.048Z1667.52467.53567.53067.472-0.0110.057105 Z1767.70367.70867.70667.650-0.0050.056Z1867.85867.86367.86167.809-0.0050.052Z1967.99067.99067.99067.9460.0000.044Z2068.10668.11168.10968.059-0.0050.050Z2168.18768.19368.19068.148-0.0060.042Z2268.25068.25568.25368.207-0.0050.046Z2368.28368.28968.28668.235-0.0060.051在此需要说明的是，由于施工需要，目前桥面堆放了一些发电机、卷扬机和集装箱，有些放置在上游梁段、有些在下游梁段。这些偏载会引起该梁段的上下游标高的偏差，当这些荷载拆除后，上下游标高偏差会减小。下表中列出主桥合龙后通测时的上下游偏差，由于当时不存在上述偏载，所以更能反映真实上下游偏差情况。由下表可见，合龙后通测时的梁段上下游偏差均小于20mm，在监控细则允许范围之内。表4.3.6合龙后主梁实测上下游标高偏差南塔主梁标高上下游偏差北塔主梁标高上下游偏差梁段编号上游测点下游测点上下游偏差梁段编号上游测点下游测点上下游偏差B23---B23---B2254.20454.209-0.005B2254.19754.203-0.006B2154.44754.4450.002B2154.43854.447-0.009B2054.81554.8150.000B2054.80454.7960.008B1955.18855.1820.006B1955.18355.1830.000B1855.56455.5560.008B1855.56455.5590.005B1755.94955.9380.011B1755.94355.9320.011B1656.33656.3330.003B1656.32556.3200.005B1556.72956.7250.004B1556.73056.7230.007B1457.11157.112-0.001B1457.11957.1130.006B1357.47357.4700.003B1357.50557.5020.003B1257.83757.8350.002B12　-57.866-　B1158.20058.2000.000B1158.24658.2430.003B1058.56958.5620.007B1058.62658.6250.001B958.93558.9320.003B958.99958.9970.002105 B859.30259.2980.004B859.35459.357-0.003B759.67959.6680.011B759.71259.7080.004B660.05260.0460.006B660.08060.0750.005B560.42960.4140.015B560.43760.443-0.006B460.78960.7740.015B460.80060.810-0.010B361.14461.1320.012B361.16961.176-0.007B261.51361.4950.018B261.53061.538-0.008B161.879-　-B161.90261.912-0.010B062.25862.2540.004B062.26762.282-0.015TAB62.507　--TAB-　　--　TAZ　-　--　TAZ-　62.727-　Z062.97062.9630.007Z0-　62.972-　Z163.318-　-Z163.31663.319-0.003Z263.67863.6780.000Z263.66463.675-0.011Z364.02764.0210.006Z364.00864.019-0.011Z464.37364.3640.009Z464.34264.343-0.001Z564.69664.6860.010Z564.65964.664-0.005Z664.99964.9960.003Z664.96064.967-0.007Z765.30565.2950.010Z765.25165.2500.001Z865.59265.5840.008Z865.53865.5350.003Z965.86765.8630.004Z965.80565.817-0.012Z1066.13466.1320.002Z1066.08466.090-0.006Z1166.38566.388-0.003Z1166.35966.363-0.004Z1266.62366.631-0.008Z12-　66.604-　Z1366.84666.851-0.005Z1366.81766.830-0.013Z1467.04567.053-0.008Z1467.02867.043-0.015Z1567.23367.2310.002Z1567.22367.238-0.015Z1667.38867.390-0.002Z1667.39767.406-0.009Z1767.51767.527-0.010Z1767.54367.558-0.015Z1867.62967.642-0.013Z1867.66067.675-0.015Z1967.72267.730-0.008Z1967.74967.758-0.009Z2067.79267.798-0.006Z2067.82467.837-0.013Z2167.84567.8450.000Z2167.86167.874-0.013Z2267.88467.8800.004Z2267.88967.904-0.015Z2367.90767.914-0.007Z2367.90367.918-0.015105 图4.3.3铺装前主梁理论及实测标高105 1.1.1.1主梁轴线监控成果监控细则中钢箱梁轴线偏位的允许值为L/20000=37mm，实测主梁最大轴偏为12mm，满足要求，详见表。表4.3.7主梁轴线偏位实测值61号墩钢箱梁轴线62号墩钢箱梁轴线实测值(m)差值(mm)实测值(m)差值(mm)SB2310000.0044NB239999.995-5SB2210000.0055NB229999.996-4SB2110000.0077NB219999.994-6SB2010000.01010NB209999.991-9SB1910000.0055NB199999.992-8SB1810000.0044NB189999.996-4SB1710000.0044NB1710000.0011SB1610000.0033NB1610000.0022SB1510000.0022NB159999.995-5SB1410000.0011NB149999.992-8SB139999.992-8NB1310000.0000SB129999.998-2NB1210000.0022SB119999.999-1NB119999.997-3SB109999.999-1NB1010000.0011SB910000.0011NB99999.995-5SB89999.997-3NB810000.0055SB79999.994-6NB710000.0055SB69999.995-5NB610000.0044SB510000.0011NB510000.0055SB49999.998-2NB410000.0011SB39999.998-2NB310000.0022SB29999.998-2NB210000.0022SB19999.998-2NB19999.999-1SB09999.999-1NB09999.999-1TAB9999.998-2TAB10000.0000TAZ9999.999-1TAZ9999.999-1SZ010000.0022NZ010000.0000SZ110000.0033NZ19999.996-4SZ210000.0011NZ29999.996-4SZ39999.998-2NZ39999.994-6SZ410000.0022NZ49999.995-5SZ510000.0022NZ59999.996-4SZ610000.0066NZ69999.997-3SZ710000.0066NZ79999.997-3SZ810000.0011NZ89999.999-1105 SZ910000.0077NZ910000.0055SZ1010000.0044NZ1010000.01212SZ1110000.0044NZ1110000.01212SZ1210000.0044NZ1210000.01010SZ1310000.0088NZ1310000.0044SZ1410000.0044NZ1410000.0088SZ1510000.0033NZ1510000.0099SZ1610000.0033NZ169999.993-7SZ1710000.0022NZ179999.998-2SZ1810000.0044NZ189999.995-5SZ1910000.0022NZ199999.992-8SZ209999.998-2NZ209999.996-4SZ2110000.0000NZ219999.998-2SZ2210000.0022NZ2210000.0022SZ2310000.0033NZ2310000.0044说明：轴线理论值为10000.000m，差值为负值表示钢箱梁偏上游。1.1.1.1主梁里程监控成果南塔和北塔边跨23#梁段里程实测值和理论值见下表。SB23主梁里程比理论里程长107mm，NB23主梁里程比理论里程长140mm。考虑到铺装后主梁梁端里程将缩短28mm，并且测量温度为28度，当温度等于20度时，主梁梁端里程会缩短68mm，两者之和为96mm。扣除这部分里程变化量后，SB23主梁里程比理论里程长11mm，NB23主梁里程比理论里程长44mm，满足规范要求。表4.3.8主梁里程实测值（温度：28度，单位：m）梁段　上游里程下游里程理论值差值修正后差值SB2314558.26814558.26814558.375-0.107-0.011NB2315987.75815987.77215987.6250.1400.0441.1.1.2索塔偏位监控成果南塔和北塔塔顶偏位实测值和理论值见下表。两塔塔顶均偏岸侧，南塔塔顶纵向偏位324mm，北塔塔顶纵向偏位292mm，与理论值差值均在30mm以内，满足监控细则要求。表4.3.9塔顶纵向偏位（单位：m）南塔塔顶纵向偏位0.324理论偏位0.295差值0.029北塔塔顶纵向偏位0.292理论偏位0.309差值-0.017105 说明：塔顶纵向偏位为负值表示塔顶偏向岸侧。1.1.1主梁纵向伸缩量为了检验主梁支座是否能够正常工作，保证全桥处于全漂浮体系，以及为了考察南塔、北塔主梁纵向位移的对称性，监控组对TA段横向支座处、B23段支座处主梁纵向伸缩量进行连续观测，观测时间为7：00~17：00，同时记录当时的梁顶板温度，详见表4.3.10、表4.3.11，伸缩量-温度变化曲线见图4.3.4和图4.3.5。表4.3.10塔梁横向支座处主梁纵向伸缩量（正值表示伸长）时间梁顶板温度（℃）温度增量（℃）NTA主梁偏离塔中心距离（mm）STA主梁偏离塔中心距离（mm）7:0028.2---8:0030.42.21249:0033.65.418810:0042.414.2332411:0047.219474412:0053.825.6586513:0053.225637414:0052.424.2796415:0044.816.6644616:0042.113.9483517:0031.63.4144图4.3.4塔梁横向支座处主梁纵向位移与温度增量曲线（单位：mm）表4.3.11B23支座处主梁纵向伸缩量（正值表示伸长）时间梁顶板温度（℃）温度增量（℃）NB23主梁偏离支座中心距离（mm）SB23主梁偏离支座中心距离（mm）105 7:0028.2---8:0030.42.215179:0033.65.4333410:0042.814.6656411:0048.22010010012:0055.827.614915013:0055.22716816614:0048.820.614314315:0044.21612112416:0040.612.410911417:0039.411.29498图4.3.5B23支座处主梁纵向位移与温度增量曲线通过上图可以看出，南塔、北塔TA和B23处主梁相对于支座的纵向位移变化曲线与主梁顶板温度变化趋势基本一致，不过伸缩量曲线拐点相对于温度曲线的拐点有所滞后。从监测结果还可以看出，南、北塔对称位置处主梁伸缩量变化曲线基本吻合，说明主梁对称性良好。1.1.1主梁应力监控成果105 表4.3.12南塔铺装前主梁应力（MPa）105 表4.3.13北塔铺装前主梁应力（MPa）由上述应力测点的理论值和实测值的对比可见，理论值与实测值吻合的较好，且各测点断面处的应力值均在应力安全范围内。105 1结论及建议从结合上海长江大桥施工监控的项目研究和具体的工程实践中可以得到以下几点结论和建议：(1)大跨度斜拉桥的施工中进行相应的施工控制研究是对其施工安全、可靠进行的重要保障，是提高施工质量的重要技术手段。(2)针对上海长江大桥的设计、施工具体特点研究而建立的施工控制技术体系由施工控制的现场测试、实时测量、实时计算等子系统构成，其中涉及了线形测量、索力测量、应力监测预警、温度测量等实际施工控制中重要内容。经过本桥施工控制实践证明该系统工作性能完善、运行可靠，适应大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制的技术要求。(3)监控组对于钢箱梁斜拉桥吊装梁段现场精确定位方法及钢箱梁的焊接工艺提出要求并对其执行进行监督，对焊缝收缩进行了抽样监测。并且通过监测几个梁段其松钩前后的标高误差变化，发现匹配误差为-15mm左右，且一直比较稳定。所以监控组通过在每个梁段精匹配时悬臂端预抬15mm，使得每个梁段施工完毕后，主梁悬臂端标高误差尽可能的减小，提高了主梁线形监控的精度。(4)通过给出钢箱梁的制造线形，使相邻钢箱梁间的转角关系在钢箱梁工厂组拼完后就固定下来，避免了在钢箱梁现场拼装时容易出现的两个问题：局部出现不可消除的折角，焊缝宽度过大。(5)监控组通过事先对已成梁段与被吊梁段间错台问题进行的分析计算，提出了解决措施指导施工，经现场验证，该方法减少了梁段匹配时的难度，取得了良好的效果。(6)监控组设计并实施了一套实用、精确的主梁动态称重系统，对主梁进行精确称重，经实际应用发现：这是一种有效地误差识别手段，可以帮助形成更为准确的计算模型，从而减小主梁线形控制的误差。(7)通过对比现有的斜拉桥索力测试设备的性能，监控组认为电阻应变式压力环是最适合的，本桥共配备8台锚索计对张拉索进行索力测试。由于采用了这种高精度索力传感器，确保张拉时索力测量的高精度，从而减小了斜拉索索力和主梁线形控制的误差。105 (1)在上海长江大桥的施工控制中，通过确立合理的施工误差容许度指标体系，实现对主梁线形、索力、索塔偏位、主梁轴线偏位、梁段焊接条件等多元目标的合理控制，达到了实现线形平顺、消除多次调索及减少施工周期的预期目标，成桥阶段结构的内力和线形与设计预期基本吻合。本桥施工监控技术的研究，对解决大跨度斜拉桥的施工和施工控制等关键性问题发挥了巨大作用，对类似工程有较好的很好的推广价值。105