自锚式悬索桥的施工监控
独塔自锚式混凝土悬索桥的施工控制
图 ３ 计 算模型简图
２ ． １ 初 始 状 态 的 工 程 控 制
图 １ 施 工 中的 迎 宾 桥
２． １ ． １ 成桥状态下 主缆线形
成桥状 态下主缆线形是主缆设 计 的 目标 和基 础 ， 主缆 无应 力
２ 施 工控 制 要点
混凝 土 自锚式悬索桥是 由主缆 、 主梁 、 主塔 、 吊杆等构 件组成 长度 、 主缆的空缆线 形 、 索鞍 的预偏量 、 索 夹 的安装 位置 、 吊索 的
工控 制提供 参考及借鉴 。
关键 词 ： 悬 索桥 ， 成桥状态主缆线形 ， 吊杆张拉 ， 施工控制 中图分 类号 ： Ｕ ４ ４ ５ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引言
设 主缆 、 安装索夹 和 吊杆 ， 最 后 张拉 吊杆 ， 完成 整个 体 系 的转换 。
为 了保证 自锚式悬 索桥竣 工后 结构 的受 力 和变形 尽量 与理 其 中 吊杆 张拉次 序和 每次 张拉力 的大小决 定 了最 终 的桥 面线 形 吊杆 内力值 是否 到量 ， 同时 主缆 线形 、 主梁应 力 、 桥 塔 想 的设计状 态一致 ， 施工 过程 中的监控 工作显得 尤为 重要 。一般 是否到位 ，
由于计算 方法和细节 的不 同， 设 计方 与施工控 制方对 于成 桥
作为施 工控 制 单位 ， 索鞍预 偏 量 、 索 夹安装位 置、 吊杆 无 应 力 长 度 等 的计 算 和 确 主缆线形 的计算 结果 往往 会有 细微 的 出入 ， 必 须与 设计 方进 行 详细 的沟 通 ， 以确定 最为 准确 的成 桥 主缆 线 定 － 。
第３ ９卷 第 １ ０期 ２ ０ １ ３ 年 ４ 月
山 西 建 筑
某自锚式悬索桥温度场监控分析
某自锚式悬索桥温度场监控分析摘要以监控某自锚式悬索桥温度场为基础，建立了ansys有限元分析模型，进行索塔截面的温度分布分析，同时采用实测温度值进行有限元分析中等效温度荷载的设定，得出主塔截面中心區域内温度变化规律、沿主塔高度方向的温度梯度分布。
分析结果表明：采用试验获得温差变化与长导线间的关系可以消除后期数据处理中长导线的影响。
采用计算得到温度梯度表达式进行塔顶偏位预测得到边测点与中心测点温度差值越大，夜间测点温差较为稳定，因此在夜间进行索塔放样来确定跨径较好。
关键词悬索桥；温度场；塔顶偏位；有限元前言悬索桥的几何形状受温度影响较大，因此施工过程及成桥中需重点考虑温度场的影响，往往将温度场作为一个敏感因素考虑到施工过程及成桥状态中，进而进行相应的修正。
索塔在整个主缆架设及加劲梁吊装阶段均要受到外界日照、雨水等引起的温差作用，从而产生温差变形，因而对塔的轴线线形、塔顶高程均是有影响的，需要进行及时的修正[1，2]，使整个成桥过程最大限度地与设计内力、线性相近。
塔顶偏位随着日照角度的变化而变化，本文依托某悬索桥施工项目主要进行索塔温度变化的温度场规律性研究，方便进行主缆施工线性的计算[3，4]。
1 工程概况及温度偏位监测1.1 工程概况某独塔双索面自锚式混凝土悬索桥桥梁主跨为70m，边跨为25m，主缆中心距32m，吊索沿顺桥向间距4m。
索塔采用欧式塔形，塔结构总高34米，桥面以上塔结构高24.5米。
桥梁横断面宽43米，上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系，纵梁高度采用2.3米，横梁高度采用2米。
下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩，主跨桥台采用钻孔灌注桩，小边跨桥台采用半整体式重力桥台。
1.2 裸塔状态下的温度监测本自锚式悬索桥沿主跨到边跨处于东西方向，上午日照下，东侧塔温度高于西侧，引起东侧混凝土膨胀，西侧混凝土收缩，从而产生温度作用偏位。
主要进行索塔温度变化的规律性研究。
（1）监测点设置。
独塔非对称自锚式悬索桥主缆施工的监控测量调整
悬索桥按工艺划分，主要分为土 建施工及悬索系统安装两大版块，而 悬索系统安装又包括两大要点，一是 主缆架设施工，二是体系转换。主缆 施工又可分为主缆架设及主缆调节， 因桥梁结构受力特点及施工工况不同 有所差异，待主梁及锚碇、锚箱施工 完成后，一般采用PPWS法结合临时结 构施工步道(俗称猫道)架设施工， 采用温度测试仪结合精密测量仪器进 行主缆调节施工。非对称悬索桥主缆 调节，因主边跨受力情况差异，如何 尽可能的贴合设计空缆线型，是主缆 施工成功的关键。
因其非对称特点，在主缆架设及调 节过程中应分别对主边跨进行施工。
2主缆施匚的特点
2.1主要结构
施工步道作为悬索桥上部构造
施工时重要的高空工作通道和临时作
业场地，线型按平行于主缆空缆线型
布置。在整个上部施工期间，施工步
道作为索股牵引、索股调整、主缆紧
固、索夹及吊索安装、主缆缠丝防护
等施工的作业平台。主要由承重索、
2.2结构形式 主缆采用PPWS法施工，工厂预
制平行钢丝索股，现场在施工步道上 逐股安装架设。每根主缆采用37根通 长索股，每根索股由127丝5.0mm的 髙强镀锌平行钢丝组成。紧缆后主缆 为圆形，索夹内直径为378.5mm （空 隙率18% ）,索夹外直径为382.2mm （孔隙率为20% ）,在主梁两侧辅助 墩位置，主缆发散为37个索股，接 近似正六边形排列锚固在铸钢锚面上 （见图3 ）。主缆锚固在混凝土加劲 梁上，为承受主缆产生的巨大水平分 力和竖向分力。 2.3主缆施工前准备
Equipment & unit 总第331 期
自锚式悬索桥施工控制
大跨度悬索桥主缆控制大跨度悬索桥主缆的受力图式可简化为受沿索长分布的均布荷载和吊索处的集中荷载作用的柔性索，主缆的计算即可转化为求理想索结构的线形和内力问题。
主缆线形是以吊点为分段点的分段悬链线，通过分段悬链线解析计算理论可以求得主缆在荷载作用下的线形和内力。
在对设计成桥状态精确计算的前提下，为了使竣工后的主缆线形符合设计要求，还需要在施工过程中对主缆的线形进行控制。
其方法是事先计算出各施工阶段的超前控制值，并在施工过程中不断进行跟踪分析和调整。
大跨度悬索桥的结构线形主要受主缆线形和吊索长度的控制，主缆一旦架设完成，其线形将不能进行调整;吊索长度根据主缆完成线形提出，一般也不预留太大的调整长度。
因此主缆施工阶段的控制是整个施工过程中最重要的部分。
精确计算出主缆初始安装位置和吊索制作长度等超前控制值非常关键，是保证悬索桥成桥后几何线形满足设计的必要条件。
5.1主缆系统施工控制计算的基本原理5.1.1成桥主缆线形计算原理悬索桥的成桥主缆线形是主缆设计的目标和基础，主缆索股下料长度计算、索股架设线形计算、索鞍的预偏量计算、空缆索夹安装位置计算、吊索的下料长度计算等均与成桥主缆线形有关，因此精确地计算成桥主缆线形是完成施工控制的前提。
悬索桥的成桥理想设计状态为:①恒载状态下中跨的线形满足设计矢跨比;②索塔塔顶在恒载状态下没有偏位，塔根不存在弯矩;③恒载由主缆承担，加劲梁在恒载状态下不产生弯矩。
其中，状态③通常不易达到，跟主梁施工方法、顺序有关。
对于大跨度悬索桥，事先只知道设计成桥状态结构的控制性几何形状参数，如主缆理论顶点、垂度、主缆跨径中点位置、桥面竖曲线、索夹水平位置、鞍座中心位置等，而主缆的精确线形和结构内力都是未知的，无法通过倒拆法精确计算架设参数。
根据设计给定的控制性几何形状参数，如给定主缆理论顶点和锚固点，则相当于悬索的几何约束边界条件已知。
通过下列条件可确定主缆的成桥线形:①主缆上吊点的水平位置已知;②索夹上作用的集中荷载已知(吊索内力可以通过基于有限位移理论的非线性有限元法求得):③主缆通过给定点，如跨中的标高己知;④相邻两跨主缆在塔顶或索鞍处的平衡条件已知。
自锚式悬索桥施工监控技术研究
自锚式悬索桥施工监控技术研究1前言自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥，是一种新兴的适用于城市地区的新桥型。
它的主缆直接锚固在加劲梁的梁端，由主梁直接承受主缆中的水平拉力，不需要浩大的锚碇，这给不便利建筑锚碇的地方修建悬索桥供应了一种解决方法。
1915年德国就修建了第一座自锚式悬索桥，日本1990年建成的北港桥，韩国1999年建成的永宗大桥堪称是自锚式悬索桥的代表。
自锚式悬索桥有如下特点：(1)在形状结构上，取消了其它悬索桥两端大体积锚锭混凝土，节约了占地面积。
(2)在受力结构上，利用桥梁桥面系来平衡主缆的水平拉力，悬索部分和钢桁梁自成体系形式，上部结构中的恒载和活载通过自锚体系传力至索塔，再传至索塔基础，最终传力至地基[1]。
(3)在施工步骤上，其它悬索桥先施工主缆，然后再进行梁体的安装或浇筑，而自锚式悬索桥由于主缆锚固在主梁两端，故先进行钢桁梁的施工，再安装主缆。
(4)在施工监测监控上，自锚式悬索桥要求精度较其它悬索桥高，钢梁拼装、主缆安装调整、索夹和吊杆的安装调整、索塔的偏位变形等都应在监控之下，使桥梁时刻处在良好的施工掌握状态和操作状态。
总之，自锚式悬索桥保留了传统悬索桥的形状,桥梁造型美观,在地基很差或锚碇修建困难的地区也可采用，是城市中小跨径桥梁设计方案的抱负选择[2]。
2桥梁施工监控桥梁施工监控是一个“施工—测量—计算分析—修正—预报”的循环过程，即通过事先在塔、梁和拉索等主要部位埋设数种性能各异的的传感器和相关的测试仪器获得大量的数据，包括几何参量和力学参量;并利用高效计算机程序，对数据进行分析处理，并确定一个阶段的施工参数。
通过二者的有机结合，调整掌握桥梁的内力和线形，实现桥跨结构的内力和线形同时达到设计预期值，确保桥梁施工安全和正常运营，并保证其具有美丽的外观外形。
自锚式柔性悬索钢桁梁桥的主缆锚固在桥梁两端的铺锭横梁上，加劲钢桁梁的两端也分别埋入两端的锚锭横梁中，锚固梁通过板式橡胶支座支撑在桥台上，主缆水平力与加劲梁水平力平衡，如主缆张拉力过大则简单引起加劲钢桁梁内力超限，造成加劲梁局部失稳，甚至全桥垮塌，主缆鞍座偏心过大，造成主塔弯曲拉应力过大，形成施工过程的担心全。
自锚式悬索桥施工控制技术(图文并茂)--113页
• 早在1859年，奥地利工程师约瑟夫·郎金就写出了悬索桥“自锚”的 设想，美国工程师查理斯·本德在1867年申请了自锚式悬索桥构思的 专利。
• 1915年德国建成主跨185m的科隆-迪兹桥，它是采用木脚手架先架钢 梁，后挂主缆的。选择这种桥式的主要理由除美观外，是担心地质 条件不允许修建锚碇。
到各种因素的限制，如吊索长度、吊索承载力、张拉设 备的能力和数量、索塔受力、主梁受力等，需要对吊索 进行多次反复张拉，才能使主梁安全脱离支架。为了尽 量减少吊索反复张拉次数、减少张拉接长杆的数量和长 度、降低吊索的最大张拉力，并结合吊索和主梁的承载 力，初步拟定张拉过程中采用8套张拉设备，吊索的最 大拉力不超过300t，在此基础上，计算和实验表明，通 过对全桥吊索进行四次张拉，然后对中跨的部分吊索进 行调整，可以使主梁脱离支架。
2、施工监控的意义
自锚式吊桥为高次超静定结构，主缆和吊杆为主梁的主要承重结 构，主缆线形和吊杆拉力决定着主梁和塔柱的受力状态以及桥面线 形，主缆和吊杆必需严格按照一定的安装和张拉顺序、张拉力进行 施工，才能实现设计状态。但是施工必然存在误差，因此施工需要 专门的施工控制，施工控制人员在现场对主缆线形、吊杆索力、主 梁应力、主梁线形、塔柱变形、塔柱应力和索鞍偏位等进行量测和 计算分析，给出施工必需的各项控制数据，对该桥施工过程进行严 格、科学的监测和控制，及时调整由于各种不定因素引起的索力和 线形的偏差，避免误差的积累，使成桥状态的结构内力和主梁、主 缆线形满足设计要求，保证施工期间结构的安全。
• 基于同样理由，德国在1929年建成主跨315m当时欧洲跨度最大的科 隆-米尔海姆自锚式悬索桥。后来的发展，除了因为它没有锚碇，还 因为它按弹性理论假定进行设计比较简单。
自锚式悬索桥结构线形监控测量研究
自锚式悬索桥结构线形监控测量研究摘要：自锚式悬索桥由于结构造型美观，对地形和地质状况适应性强，不需要庞大的地锚，且保持了传统地锚式悬索桥桥型优美轻便等特点，近些年在我国得到了较快的发展，成为中小跨径桥梁中极具竞争力的桥型。
但自锚式悬索桥传力路径特殊，设计与施工难度大。
尤其是上部结构的线形控制非常关键。
本文就自锚式悬索桥结构线形控制技术进行研究，着重从实际施工监控测量方面对线型控制进行阐述。
关键词：自锚式悬索桥线形控制监控测量Abstract: the self-anchored suspension bridge because structure modeling handsome, topographical and geological conditions of adaptability is strong, do not need huge uplift, and keep the traditional uplift of self-anchored suspension Bridges characteristics such as portable beautiful bridge, in our country in recent years has seen rapid development, and become the bridge models of competitive bridge. But the self-anchored suspension bridge special force transmission path, design and construction difficulty. Especially the upper structure of the linear control is critical. This paper self-anchored suspension bridge structure the linear control technology, emphatically from the actual construction of monitoring measurement line type control in this paper.Keywords: self-anchored suspension bridge the linear control monitoring measurement0 引言上部结构施工阶段是悬索桥结构线形控制的关键时期，需要进行大量的施工测量及监控测量。
独塔自锚式悬索桥施工控制
独塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制山东东方路桥建设总公司摘要：迎宾悬索桥位于临沂市柳清河上，是山东省第一座独塔自锚式钢筋混凝土悬索桥。
2007年3月开工建设，2008年11月竣工通车。
由于桥面较宽，按10车道进行设计，两跨又极端不对称，结构内部受力复杂，施工控制困难。
自锚式悬索桥在国内尚不多见，本文仅对挂索施工及复杂的索力调整等关键工序进行了系统的介绍。
关键词：独塔自锚式悬索桥；缆索架设安装；受力体系转换1工程概况桥梁结构方案采用独塔双索面自锚式钢筋混凝土悬索桥形式，桥梁主跨为70m，边跨为25m，主缆中心距32m，顺桥向吊索间距4m。
索塔采用欧式塔型，塔结构总高34米，桥面以上塔结构高24.5米,桥梁横断面宽43米，上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系，纵横梁高度采用2.3米，其间设置现浇钢筋混凝土桥面板，桥面铺装采用7cm厚沥青混凝土。
下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩，主跨桥台采用φ120cm钻孔灌注桩，边跨桥台采用半整体式重力桥台。
纵横梁、主塔、桥面板均采用C55混凝土。
本桥图纸由临沂市公路局设计院设计，上海同济大学进行审核，大连理工大学进行施工监控，山东东方路桥建设总公司进行施工。
由于本桥土建部分为普通钢筋混凝土施工工艺，在此不再赘述，本文仅就上部缆索系统施工工艺作以介绍。
2 缆索系统施工本桥主缆及采用φ5.25x127平行钢丝成品索(不带外护套)，标准强度σb=1770MPa，每根主缆37股；吊杆共34根（带PE护套），标准强度σb=1670MPa，规格为四种：φ7x73、φ7x121、φ7x163及φ7x223。
另外边跨桥台内设置可更换的锚固张拉杆104根（带PE护套），连接纵梁及台身。
缆索体系施工方案主要包括：预埋件、主索鞍及散索套安装；主缆架设及线形调整；猫道架设；紧缆；索夹及吊杆索安装；悬索受力体系转换；主缆缠丝；体系防腐。
2.1 预埋件、主索鞍及散索套安装定位全桥共有索股锚固钢箱四个，吊杆孔预埋钢管34套,索鞍两个，散索套四个，全部在专业生产厂家定做。
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第1题施工监测一般要求什么时间进行
A.早晨日岀之前
B.晚上太阳落山之后
C.没有要求随时都可以测
D.根据施工的进度确定答案:A
您的答案：A
题目分数：6
此题得分：6.0
批注：
第2题关于自锚式悬索桥的施工，说法错误的是？
A.自锚式悬索桥是先施工加劲梁再施工主缆
B.鞍座施工时要先预偏，然后再顶推
C.自锚式悬索桥的吊杆在施工中无需张拉
D.施工应进行施工过程控制，应使成桥线形和内力符合设计要求。
答案:C
您的答案：C
题目分数：6
此题得分：6.0
批注：
第3题
自锚式悬索桥的施工中鞍座一般顶推几次？
A.一次
B.两次
C.根据设计图纸上的要求确定
D.根据施工监控的计算分析确定
E.三次答案:D
您的答案：D
题目分数：6
此题得分：6.0
批注：
第4题
主缆的无应力索长如何确定？
A.设计单位给定
B.监控单位给定
C.监控单位计算出无应力索长后请设计单位确认后给定
D.监控单位和施工单位共同商定答案:C
您的答案：C
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第5题
监控单位的施工监控指令下发给谁？
A.业主单位
B.监理单位
C.设计单位
D.施工单位
答案:B
您的答案：B
题目分数：7
批注：
第6题
桥梁施工监控工作开展过程中需要和哪些单位联系
A.建设单位
B.设计单位
C.监理单位
D.施工单位
E.质监站
答案:A,B,C,D
您的答案：A,B,C,D
题目分数：6
此题得分：6.0
批注：
第7题
自锚式悬索桥施工监测的内容有哪些？
A.加劲梁、索塔和主缆的线形
B.吊杆、主缆的索力
C.加劲梁、索塔的应力
D.索夹的紧固力
E.温度监测
答案:A,B,C,E
您的答案：B,D
题目分数：7
第8题施工控制的工作内容有哪些？
A.有限元分析计算
B.通过立模指令指导现场施工
C.对施工监测数据进行分析，对现场的安全状况进行分析，及时预警
D.有异常情况时，及时组织各参建方共同商讨解决方案答案:A,B,C,D
您的答案：A,B,C,D
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第9题
自锚式悬索桥施工监控的原则有哪些？
A.稳定性控制
B.温度控制
C.线形控制
D.内力控制
答案:A,C,D
您的答案：A,C,D
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第10 题关于主缆线形监测，说法错误的有哪些？
A.基准索股的线形按绝对垂度控制，一般索股的线形按相对垂度控制
B.主缆受温度的影响较大，结果要考虑温度修正，测试的时机没有
特别要求
C.索夹放样不需要设置预偏
D.基准索股的架设精度要求极高，架设到位后要连续观测三天，结
果稳定且误差满足要求后方可进行一般索股的架设
答案:B,C
您的答案：B,D
题目分数：7
此题得分：0.0
批注：
第11 题
施工监控指令可以直接提供给施工单位。
答案: 错误
您的答案：错误
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第12 题
施工监测的工作量较大，可以和施工单位一起完成，比如线形的监
测可以交给施工单位实施
答案: 错误
您的答案：错误
题目分数：7
第13 题
自锚式悬索桥的施工和常规地锚式悬索桥相同
答案: 错误
您的答案：错误
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第14 题
桥梁施工监控就是在桥梁施工过程中开展的一项技术服务工作。
答案: 正确
您的答案：正确
题目分数：7
此题得分：7.0
批注：
第15 题
目前常用的振弦式应变传感器带有温度传感功能，可以同时采集温度数据从而对测试值进行相应的温度修正，所以应力的采集可以随时进行
答案: 错误
您的答案：错误
题目分数：6
试卷总得分：
试卷总批注：86. 0。