Journal of Oil and Gas Technology Vol. 42  No. 04 ( 2020 ), Article ID: 40224 , 6 pages 10.12677/JOGT.2020.424144

Suspension Bridge Construction Monitoring Technology

Zilu Shao1*, Fengdong Diao2, Zijian Ma3, Yang Shi1

1No.4 Branch Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd., Langfang Hebei

2China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd. International, Langfang Hebei

3No.1 Branch Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd., Langfang Hebei

Received: Oct. 19th, 2020; accepted: Nov. 30th, 2020; published: Dec. 15th, 2020

ABSTRACT

Suspension bridge can make full use of the strength of materials, and has the characteristics of material saving, light weight, often used in large span . In order to avoid the accumulation of errors in the construction process which will seriously affect the reliability and safety of suspension bridge structure, it is necessary to monitor the construction process.

Keywords:Suspension Bridge, Construction Monitoring, Monitoring Calculation

悬索桥施工监控技术

邵子璐1*，刁凤东2，马子健3，史洋1

1中国石油管道工程有限公司第四分公司，河北 廊坊

2中国石油管道局工程有限公司国际事业部，河北 廊坊

3中国石油管道工程有限公司第一分公司，河北 廊坊

收稿日期：2020年10月19日；录用日期：2020年11月30日；发布日期：2020年12月15日

摘 要

悬索桥能充分利用材料的强度，具有节省材料、重量轻的特点，经常被用于大型跨越中。为避免施工过程中各种误差的积累对悬索桥结构的可靠性及安全性带来严重影响，必须进行施工过程的监控。

关键词 :悬索桥，施工监控，监控计算

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1. 引言

近年来，对于能源安全的保护，国家全面加快石油和天然气管网建设，管道建设进入了一个大发展的时期。为应对我国山区沟壑、峡谷等复杂地形，常采用跨越的方式进行管线敷设 [1]。悬索桥是作为一种以缆索为主要承重构件的柔性桥梁，主要用于大型跨越中。

但对于大跨度的桥梁来说，桥梁最终产品结构的形成要经历一个漫长而复杂的过程，而且在施工期间桥梁结构分析体系也将随着建筑施工管理阶段的不同而不断发生变化 [2]。在施工过程中，为及时避免各种误差的积累对悬索桥结构的可靠性及安全性带来严重影响，需要在整个施工过程中严格控制。施工质量控制可以通过进行施工现场的结构状态测试，同步结构计算能力分析问题以及社会结构状态预测给出合理的反馈控制措施，为施工过程研究提供决策性技术依据，为结构行为控制提供相关理论基础数据，确保工程施工后成桥线形与受力状态符合设计要求 [3]。可以说，建设有效控制是跨径悬索桥施工成功的关键。

2. 悬索桥施工监控的主要内容

悬索桥施工控制的内容是校核主要的设计计算参数，根据实测材料参数调整合理成桥状态，提供施工管理阶段各理想状态线形及内力数据，对施工各状态控制系统数据实测值与理论值进行研究比较结果分析，进行经济结构优化设计技术参数识别与调整，对施工各阶段和成桥状态进行有效预测与反馈控制能力分析，对结构线形及内力(应力)进行环境监测，防止施工中出现过大位移和应力，确保工程施工工作顺利发展进行 [4]。

悬索桥施工监测，监测内容如下：

1) 主缆

主缆为主要承重结构，主缆架设状态直接影响全桥内力和变形。监控内容包括：

① 计算主缆索股无应力索长。

② 基准索股控制点的计算和标记。

③ 监测主缆温度。

④ 计算、监测基准索股线形、索力。

⑤ 计算、监测一般索股空缆线形、索力。

⑥ 计算、监测各施工阶段主缆索力、线形。

2) 主索鞍和散索套

监控内容：

① 计算、监测空缆时散索套位置。

② 计算、监测空缆时主索鞍位置(偏位)。

③ 计算、监测在施工过程中的位置(偏位)。

④ 计算主缆鞍顶的顶推量和顶推时间。

3) 索塔

① 裸塔状态塔顶高程及温度影响位置监测

② 计算监控空缆状态塔顶鞍座位置。

③ 计算和监控加劲梁架设过程中的塔顶鞍座位置。

④ 计算并监测桥塔控制截面应力。

4) 索夹

① 索夹定位和监测。

② 索夹紧固力的监测及调整。

5) 吊索

吊索长度直接影响桥面标高、受力均匀程度及其寿命。

① 计算吊索无应力长度。

② 计算、监测安装时吊索索力，监测吊索温度。

3. 施工监控计算

3.1. 分析计算软件

采用ANSYS有限元软件和MIDAS Civil土木专用程序对计算结果进行了对比分析，保证结构分析计算的准确性。ANSYS软件具有良好的非线性分析能力，非常适合于计算悬索桥大变位结构的几何非线性，计算精度高。MIDAS Civil软件能进行悬索桥空间非线性施工架设过程仿真分析，能充分发展考虑主塔砼收缩、徐变的影响，能考虑结构体系温差和环境整体温度影响。

3.2. 分析方法

悬索桥由于其主要承重结构主缆为柔性结构，在弹性范围内工作，其线形对外力、温度、塔偏等多种因素影响变化非常明显，为了能够准确反映主缆特定条件下的状态，悬索施工控制分析计算需针对对空缆及成桥两种状态。

悬索桥施工监控中关于结构的计算一般可分为正装分析法、倒拆分析法、无应力状态分析法。依据实际施工的需要，