第一部分 嘉悦大桥概况
1．桥梁结构概况
重庆市嘉悦大桥横跨嘉陵江，是连接重庆市北碚区与渝北区的重要城市桥梁，起点为重庆市北碚区灯塔镇垭口村嘉陵江右岸，东岸连接重庆市渝北区悦来镇宝山寺，路线全长3970.599米。
嘉悦大桥为跨江特大桥，采用双塔双索面矮塔斜拉桥+连续刚构+连续梁组合结构体系，跨径布置为66+75+75+145+250+145 米，桥梁全长768.5 米。本桥总体布置示意见图1。主跨结构支撑体系采用塔梁固结方式，0、6桥台及1 号桥墩墩顶设置滑动支座，其余均固结。
大桥桥面标准宽度为28 米，横向布置为：1.5（拉索区）+12.0（车行道）+1.0（分隔带）+12.0（车行道）+1.5（拉索区）；下层人行道单侧宽度：3.5m；双向六车道设计。
4、5 号桥塔桥面以上采用C60 混凝土，桥面以下采用C50 混凝土，主塔外观正立面呈Y 型，4 号塔高约126.5m，5 号塔高约120m，其中上塔柱(桥面标高以上部分)约高32.5m；主塔横向分左右两肢，依靠上、下横梁连接，并于桥面以下约35m 处向上外倾斜，与竖直方向成22°夹角；塔底截面横桥向宽17m，纵桥向宽8m，塔顶每肢横桥向宽度为3m，纵桥向宽6m，塔底截面每肢横桥向宽4.5m，纵桥向宽8m，均为单箱单室箱型结构形式。两桥塔外形保持一致。主塔截面形式分为三部分，即上塔柱有索区、上塔柱无索区、下塔柱。上塔柱有索区横桥向壁厚0.4m，顺桥向壁厚0.8m；上塔柱无索区横桥向壁厚0.9m，顺桥向壁厚1.4m；下塔柱横桥向壁厚0.9m，顺桥向壁厚1.4m。桥塔采用桩基础，桩基均采用直径为2.5m 的钻孔灌注桩，平面布置为4x4根。承台为19x23.5x5.5 米。桩基以微、弱风化基岩作桩基础持力层。桩基及承台混凝土采用C30。
主桥箱梁统一采用C60 混凝土，标准截面梁顶全宽28m，每侧箱梁翼缘宽度为8.0m（全桥统一）。梁顶设置1.5%的横坡，箱梁在中心线处梁高5m，箱梁顶板厚度为0.32m，底板为0.30m，腹板为0.50m。箱梁每隔5m 在纵向同一位置设横隔一道，横隔板厚在无索区统一为0.4m，有索区板厚统一为0.7m。
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嘉悦大桥主桥共6 跨，根据施工方式及施工顺序的不同可分为0 号1 号现浇梁、2 号悬臂梁、3 号悬臂梁、4 号悬臂梁、5 号悬臂梁及6 号现浇梁五部分。
嘉悦大桥为双索面矮塔斜拉桥，斜拉索在梁上锚固于箱梁两侧横肋的边缘位置。全桥共52 对斜拉索，梁上的顺桥向标准间距为5m，塔上的竖向间距为1.5m。斜拉索采用单端张拉，在塔上设置钢锚箱，作为斜拉索的锚固端；在梁上的斜拉索锚固位置处设置混凝土锚块，并将拉索的张拉端设置于此。为了实现斜拉索的张拉及后期换索的方便，要求选用可实现单根张拉和单根更换的钢绞线作斜拉索，钢绞线强度fpk=1860MPa。斜拉索外包HDPE 外套管，外套管的颜色根据景观要求确定。
钢锚箱作为斜拉索锚固结构，设置在上塔柱中。每塔共13 个节段，编号与斜拉索一一对应，每个节段在工厂分段制造，安装时栓接在一起。钢锚箱为箱体结构，箱宽1600mm，长4400mm，高1618.7mm，主要结构由侧拉板、端部侧压板、锚垫板、临时施工平台肋、外围剪力钉等组成。其中侧面拉板主要承担斜拉索水平拉力，板厚50mm；端部侧压板与侧拉板一起构成箱体框架，板厚40mm；剪力钉主要将斜拉索的力传递到锚箱上。锚垫板厚50mm，斜拉索安装单位可根据需要再增加活动锚垫板。钢锚箱与混凝土索塔之间连接的主要依靠剪力钉与贯穿钢筋完成。
该桥具体设计标准为： ? 道路等级：城市快速路；
? 荷载等级：设计城－A，检算公路－1级 ? 设计速度：80km/h； ? 桥梁设计基准期：100 年；
? 桥梁纵坡：最大2%，斜拉桥部分为平坡； ? 桥面横坡：双向1.5%（车行道）；
? 标准桥面宽度：1.5m（拉索区）+12m（车行道）+1.0m（中分带）+12m（车
行
? 道）+1.5m（拉索区）=28m；
? 人行道：桥面以下，每侧各3.5m 宽； ? 人行道最小净空高度：2.5m；
? 设计洪水频率按照规范规定为300 年一遇（0.33％）
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图1-1 全桥总体布置示意图
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第二部分 嘉悦大桥监控方案
1．施工方案及流程概述
根据设计图纸，主桥主体结构主要施工方案如下：
本桥4 号桥塔基础采用土（混凝土）围堰，根据实际地质情况采用钻（挖孔）施工。1、2、3、5 号墩基础，根据实际地质情况采用钻（挖孔）施工。1、6 号桥台采用机械明挖施工。桥墩及桥塔墩身采用爬模（翻模）施工。节段划分由施工单位决定，但每次砼浇筑高度不小于4m。
主梁0、1 号现浇梁及6 号现浇梁在落地支架上浇筑完成。
主梁2、3、4、5 号悬臂梁墩顶0 号节段拟在墩顶预埋牛腿支撑的托架上施工，考虑到施工现场实际情况，主梁4 号、5 号墩顶0 号节段的混凝土的施工可分两次浇筑完成。
悬臂施工箱梁悬臂施工块件施工采用挂篮悬臂对称浇筑。 全桥箱梁合龙顺序：
除6 号现浇梁与5 号悬臂梁合龙段在支架上进行，其它跨合龙段拟采用吊模架、劲性骨架进行施工。具体顺序如下： (a) 0、1 号现浇梁与2 号悬臂梁合龙； (b) 2 号悬臂梁与3 号悬臂梁合龙；
(c) 3 号悬臂梁与4 号悬臂梁合龙，同时6 号现浇梁与5 号悬臂梁合龙； (d) 4 号悬臂梁与5 号悬臂梁合龙（主跨合龙）。 2．施工监控的必要性与目的
斜拉桥属高次超静定结构，成桥后主梁的线形及内力状态与施工方法和安装顺序有密切的关系，且施工中的每个工况的结构体系及荷载条件都不尽相同，结构的内力和变形也随之不断变化。同时由于桥梁结构的实际参数（如材料属性等）与设计值存在一些差异，加上现场施工荷载及环境变化的不确定性将会使结构的应力状态和线形偏离设计值，这种偏离不仅影响桥梁的合龙，还会危及施工过程中结构的安全。对斜拉桥而言，斜拉索的索力是最灵活、最关键的因素，它直接影响主梁和
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主塔的内力和线形。因此，不仅要在施工之前对斜拉桥的每一施工工况进行详尽的分析和验算，从理论上保证结构在施工及运营阶段的安全，还要在施工过程中，对结构的反应进行跟踪监测，并不断调整，以保证斜拉桥在施工过程中结构的受力及变形状态始终处于设计所要求的范围之内，实现顺利合龙，同时成桥后的主梁内力和线形达到设计期望值。
嘉悦大桥结构形式新颖，结构复杂，为确保本桥安全优质建成，必须进行施工监控工作。施工监控的目的主要有：
（1）确保大桥施工过程中的安全、顺利、高精度合龙； （2）使成桥后结构内力尽量逼近最优状态； （3）使成桥线形尽量逼近设计线形。 3．本桥施工控制的重点和难点
随着桥梁建设的快速发展，悬臂浇筑法已成为大跨度预应力混凝土箱形连续刚构桥广泛采用的施工方法。在施工过程，由于受混凝土浇筑、挂篮移动、施工荷载、预应力张拉、混凝土收缩及徐变、温度等诸多因素的影响，往往会出现悬浇梁段的合龙误差较大和成桥线型与设计目标不相吻合，这些是施工中必须认真解决的关键技术问题。
本桥的施工监控难点和关键点包括： (1)结构复杂
本桥是矮塔斜拉桥+连续刚构+连续梁组合结构体系，结构复杂。矮塔斜拉桥是近年来国内外新兴的一种介于连续梁和斜拉桥之间的过渡桥型, 具有梁体刚度大、塔矮、索倾角小、无索区段大的特点。由于斜拉索倾角小, 斜拉索的水平分力大而竖向分力小, 斜拉索对主梁的体外预应力的作用更明显, 而其竖向分力对主梁的弹性支撑作用则减弱, 所以部分斜拉桥呈现更多连续梁桥的受力特点, 其施工方法也更接近于连续梁桥。矮塔斜拉桥与连续刚构、连续梁结合在一起，使得结构更加复杂化，增加了施工控制的难度。
另外，本桥采用了宽翼缘箱梁，斜拉索锚固于箱梁两侧横肋的边缘位置。刚度相对较弱的翼缘板和横肋不但要传递巨大的顺桥向水平力，还需要承担较大的横向弯矩，是一个关键的受力部位，需要在施工监控中进行重点监测。
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（2）倾斜索塔的控制
主塔横向于桥面以下约35m 处向上外倾斜，与竖直方向成22°夹角，在重力作用下对塔根部产生一个较大的横向弯矩，在施工过程中需通过横向预偏量的设置保证最终达到理想线型是索塔控制的一个重点，另如何保持索塔的稳定和受力安全是施工监控的难点之一。
（3）高墩的控制
本桥2、3号墩高达58和74米，并和主梁固接，施工过程具有高墩大跨刚构桥的特点，结构（尤其是大悬臂状态）受温度影响较大。在日照作用下，主墩左右、主梁上下将产生温差，由于结构为超静定结构，会使结构产生较大的变形和温度次应力。因此在施工过程中必须重视温度对结构的影响，加强控制。
（4） 塔墩梁固结处应力控制
塔墩梁固结处构造复杂、受力特殊，在复杂应力作用和施工缺陷情况下容易出现裂缝，若控制不当将会对结构造成危害。
（5）宽翼缘箱梁的应力监测与控制
箱梁施工过程中剪力滞效应本身比较复杂，加之本桥箱梁翼缘宽度大8.0m，在国内少见，因此在施工应把宽翼缘箱梁的应力监测与控制作为施工控制的重点工作之一。
（6）挂篮变形的影响
悬臂施工箱梁采用挂篮悬臂对称浇注，施工过程中挂篮的变形直接影响到主梁线形。确定立模标高时必须考虑挂篮在浇注混凝土时发生的弹性变形和非弹性变形，但受现场各种因素的影响要确定挂篮的准确变形几乎是不可能的。一般在挂篮刚安装好后进行静载试验，消除部分非弹性变形，得出一组弹性变形的实测数据，作为施工监控立模的依据。然后在施工过程中根据挂篮的实测变形进行调整。
另外，混凝土浇注过程中挂篮的变形会对本节段正在浇注的混凝土会有一定的扰动，当扰动较大时容易产生裂缝。因此，应采用流动性好、初凝时间较长的混凝土配合比，还需要控制挂篮变形不能太大。
（7）斜拉索张拉索力控制
斜拉索的张拉索力的大小直接影响到结构的内力和变形，是斜拉桥的最重要的
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控制参数之一。斜拉索张拉力控制的原则是在保证结构安全的前提下，优化张拉索力和顺序，减少拉索的张拉次数，尽量简化施工，节约施工成本和时间。
（8）结构状态估计、预测和优化调整
由于测量误差、气温、计算误差等原因，实测数据会与理论值有一定差异。需要采用滤波的方法估计结构的真实线形、索力、内力状态，并对后续施工节段进行预测，并对已有的偏差进行优化调整。
（9）合龙工艺的制定
合龙的精度是桥梁架设精度的一个重要指标，是评价施工控制效果的一个关键点，需要特别重视。另外，由于本桥合龙段较多，整个合龙过程还需要进行多次体系转换。国内外已有多座桥梁是因为合龙工艺考虑不周，而导致了较大的质量和安全事故。不同的合龙顺序和合龙束的张拉过程会对成桥内力和线型产生较大的影响，因此需要对合龙工艺进行细致的分析，制定一套完善的合龙顺序和实施方案，并在实施过程中严格控制。
（10）现浇支架的模拟和变形控制
本桥主梁0、1 号现浇梁及6 号现浇梁在落地支架上浇筑完成，如何准确模拟施工支架对结构产生的影响，对于控制主梁受力和变形是一个重要内容。施工支架属于临时结构，虽然可以通过计算确定和预压等措施可以基本确定其变形，但往往不够准确，因此在立模时如何考虑支架的影响是保证现浇部分主梁线型的关键。
（11） 预应力的影响
预加应力是预应力混凝土结构内力和变形控制考虑的重要结构参数，但预应力值的大小受很多因素的影响，包括张拉设备、管道摩阻、弹性模量等，施工控制中要对其取值误差做出合理估计。
竖向预应力损失会影响梁体的抗剪能力，导致腹板裂缝产生。本桥竖向预应力采用精轧螺纹钢，长度短，预应力损失相对较大，在施工监控中应进行重点监测其效应和损失量。
（12） 混凝土的收缩徐变
对混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于施工中混凝土普遍存在加载龄期短、各阶段龄期相差较大等引起的，施
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工监控中要予以认真研究，以期采用合理的符合实际的徐变参数和计算模型。
（13）不确定因素影响的分析
施工过程中存在许多事先无法精确考虑的因素，包括实际梁段的重量、温度场的分布、混凝土材料的弹模和徐变收缩系数等。因此需要针对各种因素进行影响性分析，把握其对结构内力和线形的影响量，并提前做好调整处理措施，才能尽量减小这些不确定因素对施工控制精度的影响。 4. 施工控制依据
(1）《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) （2）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) （4）《公路工程技术标准》(JTG B01—2003) （5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85） （6）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002） （7）《城市人行天桥和人行地道技术规范》（CJJ69-95） （8）《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93） （9）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89） （10）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98） （11）《公路斜拉桥设计规范》（试行）（JTJ 027-96） （12） 重庆嘉悦大桥施工设计图 5. 施工控制理念
控制理论是桥梁施工控制的核心问题，它要解决的主要问题是如何考虑与处理结构的实际状态与理想目标状态之间的偏差。这种偏差不仅包括线形、还包括内力和应力状态。
施工中结构偏离目标的原因主要可分为三种：设计参数误差；测量误差；施工误差。
设计参数误差是指斜拉桥施工过程中存在着许多在设计阶段不能完全确定的影响参数，如材料的弹模、主梁节段重量、结构的刚度、混凝土的收缩徐变、施工荷载等，由于计算模型中这些参数与其实际值不符，导致了通过计算所得到的理想
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状态以及施工控制参数（张拉索力、安装标高等）不正确。因此，在施工控制阶段，为了保证计算模型能正确的反映实际结构，需要根据实测的状态变量值（位移、索力等）与相应的理论值之间的差异对影响参数进行识别，从而获得正确计算分析参数。
测量误差则是指由于仪器精度、测试手段、环境因素、操作人员等的影响，使得测试值与真实值之间存在差别。为了消除这类误差的影响，需要采用滤波的方法，从被污染的数据中得到结构的真实状态。
施工误差是指由于施工技术水平的限制，或施工操作的误差而导致结构偏离所要求的状态，主要包括定位误差、索力张拉误差等。这部分误差需要采取一定的控制手段进行调整，以使实际的结构状态与理想状态的偏差为最小。
为了达到最优施工控制，实现监控状态施工偏差最小，合理的控制理论应该能充分考虑各种偏差的影响，要求具备三大基本功能：
① 校正功能。校正计算模型，以减小设计参数误差的影响；
② 滤波功能。通过滤波得出结构的真实状态并预测未来以考虑测量误差； ③ 调整功能。调节施工误差和其它已有偏差。
本桥将采用的控制理论融合自适应控制和预测控制优点，以使施工偏差最小为目标。其流程图见图2-1。
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结构前期计算 实时监测 参数识别 误差分析 重新生成施工阶段和成桥目标状态 滤波及预测 计算最优控制 图2-1 最小偏差施工控制理论流程
6. 施工控制精度及原则
参照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）和《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2004）的规定，结合目前测试仪器的精度范围，控制精度初定如下：
监控项目 主梁各施工控制节段中轴线标高误差 主梁横桥向两侧对称点标高误差 合龙段两侧梁段容许高差 主梁成桥标高 斜拉索索力误差 限差 ±10mm ±10mm ±10mm ±20mm ±5% 10
索塔倾斜度误差 索塔斜拉索锚固点 索塔塔顶高程容许偏差 H/3000 ±10mm ±10mm 由于本桥主梁为混凝土梁，主梁自重较大，主梁刚度较大，斜拉索索力的变化所引起梁体挠度变化较小，因此在梁段施工阶段为确保主梁线型平顺、正确，施工中以标高控制为主，并兼顾索力控制，使主梁弯矩较为合理，但当结构应力状态与线型控制发生矛盾时，应以结构安全为主，控制结构应力，并采用相应手段来保证现有线型符合预期目标值，主塔弯矩控制在理想及安全范围内。二期恒载施工时为保证结构的整体内力和变形达到理想状态，拉索索力调整时以索力控制为主,同时对主梁和主塔弯矩及应力水平进行严格控制，实现成桥阶段理想内力状态。在调整主梁线型时，需要特别注意，确保主梁及结构安全。
7．施工监控组织、工作体系
施工监控是一个大型的系统工程，必须事先建立完善、有效的控制体系才能达到预期的控制目标。 7．1 组织体系
施工控制涉及到业主、设计、监理、施工承包人等多个部门与单位，这些单位都将在施工控制中起到不同程度的作用。施工控制是靠多方协作、共同努力来实现的一个系统工程。
为保证施工监控工作的顺利展开，将建立施工监控领导小组。施工监控领导小组由业主、设计、监理、施工、监控单位的相关人员组成。并明确各单位或部门的相互关系和分工如下：（暂定） 1）业主
协调参与施工监控各单位的工作，及时召开施工监控会议。 2）设计单位
①提供结构计算数据文件、图纸、结构最终索力和线型； ②会签施工监控指令；
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③讨论决定重大设计修正。 3）施工单位
①编制施工组织设计及进度安排； ②施工荷载的调查及控制；
③测量材料弹模、容重、结构实际尺寸等
④现场测试元（器）件的保护，并为现场测试提供便利条件； ⑤独立测量主梁线型、塔顶偏位等施工参数，与监控测试对比。 4）监理单位
①收集施工单位的数据和信息，并进行复测，而后交施工监控领导小组； ②向施工单位传达施工监控指令； 5）监控单位
①制定施工监控方案；
②对施工过程中的结构行为（主梁线型、塔顶偏位、索力、塔梁控制截面内力和温度场），进行独立测试；
③识别设计参数误差，并进行有效预测； ④优化调整分析；
⑤预告下阶段的控制参数，提交各梁段立模标高和初张拉索力和后期索力调整值及时机；
⑥发生重大修正及时向施工监控领导小组汇报并会同设计单位提出调整方案； ⑦竣工后提交施工监控报告。
本桥施工监控各相关单位之间的协作关系见图2-2。
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意见 监控监测单位 设计单位 意见 控控制制 协指反调 令馈意见 反馈
监督执行协调 监理单位 通报 领导小组 汇报 业主 指示 控制指令控制反馈协调 施工单位 图2-2 监控协作体系
8. 施工监控计算
桥梁的施工采用分阶段逐步完成的施工方法，结构的最终形成，需经历一个长期而复杂的施工与结构体系转换过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。
同时，为了能够确保施工过程中结构的安全，保证成桥状态最大程度的接近设计目标状态，必须采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形方面的理想状态，以便为施工提供中间目标状态，控制施工过程中每个阶段的结构行为和状态，使得其施工过程受力合理，而且最终的成桥线型和受力状态满足设计要求。
桥梁的施工控制计算分析方法不仅应能够对整个施工过程进行正确描述，反映整个施工过程结构的真实受力行为，而且也能确定结构各个阶段的理想状态，为施工提供中间阶段结构状态。 8.1 计算软件
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本桥施工全过程分析拟采用桥梁结构分析软件MIDAS/Civil和桥梁软件LUSAS/Bridge结合进行空间分析，两种软件的结果相互校核。
MIDAS/Civil不仅是通用的结构分析软件，而且还可以分析象预应力箱型桥梁、拱桥、悬索桥、斜拉桥等特殊的结构形式，并且可以做施工阶段分析、水化热分析，静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。作为一个国际化软件，其设计标准有美国、英国、韩国、中国等设计规范，最新版本按照中国《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004进行了补充修改。
图2-4 MIDAS软件界面图
LUSAS是一套英国开发的工程分析软件，以其桥梁软件而著称。源自1970年伦敦大学的“伦敦大学应力分析系统（London University Stress Analysis System）”。LUSAS/Bridge被广泛使用于各种类型桥梁设计, 分析和评估，包括简支梁桥、连续梁、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。计算功能包括静力分析、振型、频率、地震、动力、大变形、施工阶段分析、收缩徐变、先张/后张预应力、疲劳分析等。通过30多年
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的工程实践验证，LUSAS的可靠性和准确性已经被业内专业人士公认。著名的丹麦Storebaelt East桥（主跨1624米悬索桥）就采用LUSAS进行施工过程静力和动力计算，国内的江阴长江大桥也采用该软件进行过计算分析。
图2-5 LUSAS软件界面图
8.2 分析方法
桥梁结构施工控制分析中常结合采用倒拆计算与正装迭代计算两种方法。 对于本桥而言，可采用倒拆法来确定各阶段索力的大小、梁段的安装标高等。倒拆法也称倒退分析法，该法由成桥状态（即理想的恒载状态）出发，按照与实际施工步骤相反的顺序对结构进行倒拆，分析出每拆除一个施工工序对剩余结构的影响，从而推算出各施工阶段的变形和受力状态。该方法一般会遇到结构状态不闭合的问题，表现为：倒拆至最后一个梁段有剩余内力；按倒拆结果作正装计算与原成桥状态不一致。引起不闭合的主要原因是混凝土的收缩、徐变在倒拆计算中无法真实的考虑。因此，简单的倒拆法确定的施工状态并不理想。
正装迭代法的基本思路为：先按倒拆法得到一个初张拉索力，按正装计算得到
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一个成桥状态，将该成桥状态与事先定好的目标成桥状态比较，按最小二乘法原理使两个成桥状态相差最小，以此来修正张拉索力，再进行新的一轮正装计算，直到收敛为止。该方法克服了倒拆法的弊端,但因为没有对施工中的一些不利因素(如应力,变形)进行约束,当设计变量较多或假定的初始值不合理时,会出现迭代不收敛的现象。
对于本桥，首先以理想的成桥阶段时为初始状态，对结构进行倒拆分析，从倒拆分析中可初步得出各节段在施工过程中的位移及张拉索力。倒退分析由于模拟的不是实际的结构行为，在边界条件模拟、施工临时荷载状况、徐变收缩等问题的处理上与实际架设状态存在一定误差。然后，必须结合使用正装迭代分析，即利用倒拆分析所得的数据，按实际的施工过程对桥梁结构进行正装计算。若计算的成桥状态与理想状态的差别在允许范围之内则停止，否则，再采用最小二乘法等相关理论修正初始状态和其它相关参数进行迭代计算。 8.3监控计算基本内容
监控计算是施工控制的核心依据，利用三维空间结构分析程序计算分析施工全过程、成桥状态的内力及变形等，考虑结构空间的非线性效应对变形和内力的影响，划分施工阶段。监控计算的成果需要与设计计算结果比较分析，差别应在容许范围内。根据工程进展，监控计算工作主要包括以下内容： 1) 计算模型的建立
计算模型是施工监控计算的基础，一个好的计算模型首先应该尽可能真实模拟设计图纸的各个构造（包括截面和边界条件等），将结构离散；然后根据现场施工方案划分施工阶段，在划分施工阶段的时候应该区分一般施工工况和重点施工工况，为了简化计算模型，对于一般工况可以在施工阶段中不单独列出，但重点工况必需有单独的施工阶段。计算参数在施工计算前期可以结合规范和经验取值，在施工过程中应结合现场实际测试结构效应，进行参数的识别和修正。 2) 参数影响性分析和施工控制参数的确定
由于各种原因限制，实际结构的刚度、重量等参数可能会和最初拟定的参数有一定差别。利用计算模型计算分析采用不同的参数对施工控制目标的影响，掌握各种参数差别的影响。参数分析包括:斜拉索索长、斜拉索弹性模量、砼弹性模量、索
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塔刚度、主梁节段重量、温度场等。根据各参数影响量确定一个或几个施工控制参数，作为施工控制过程中参数识别和分析的重点。 3) 主塔施工过程计算
根据施工组织设计文件，模拟塔柱施工过程，计算塔柱施工过程的变形和内力变化，分析主塔施工过程的安全性。计算时应准确模拟现场各种施工荷载和边界支撑，充分考虑混凝土的收缩和徐变效应。通过施工过程计算，以设计目标状态为目标，考虑时间效应和温度效应，可得到各塔柱节段的立模坐标，为施工放样提供指导。
4) 主梁立模标高的确定
主梁立模标高是主梁线型的基础，一旦确定，主梁的线型就基本确定。因此立模标高是决定成桥线型的最重要的因素。成桥合理线型和施工过程中计算完成后，就可以确定主梁施工预拱度，从而可求得立模标高。
若某一节段前端的设计标高为H，成桥预拱度为Y1，主梁施工过程中此点的变形为Y2（向下为正），安装定位标高修正值为H修，则此点的安装定位标高H立模为:
H立模= H＋Y1一Y2＋H修
其中：成桥预拱度Y1包括成桥后主塔收缩徐变产生的位移和活载预拱度两部分。 5) 初拉索力和成桥索力的确定
尽管由于斜拉索倾角小，斜拉索的水平分力大而竖向分力小，斜拉索对主梁的体外预应力的作用更明显，但斜拉索索力仍是改变结构线形和受力的一个重要手段。因此在施工过程中确定一个合理的索力张拉方案既可以减少重复张拉的工作，又可以保证施工过程结构的安全；合理的成桥阶段斜拉索索力能使主梁、主塔均达到理想的内力状态，保证运营期间结构始终处于安全状态。因此斜拉索索力的确定是施工监控的一项重要内容。
6) 二期恒载施工完毕后调索计算
二期恒载施工完毕后，根据实测的索力、线型、温度场与设计成桥状态的差别，通过优化和迭代，确定调索方案。调索的目标是索力与线形双控，偏差控制在规范允许范围之内。
结合工程进度，监控计算可分为三个步骤：
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（1）前期施工仿真计算
是根据设计图纸和现场前期收集的资料和荷载等参数，进行施工过程和成桥状态计算，确定施工方案的可行性，得到初步的施工过程理论轨迹和架设前的主要施工控制参数。
（2） 施工过程跟踪计算
施工过程跟踪计算包括节段施工前的预测计算和节段施工后的较核和修正计算。
在节段施工之前，应对节段施工过程中结构的内力和变形进行预测，并作为节段施工过程控制的目标，在节段施工完毕之后，需要根据实际的测试和测量结果，得出一组消除各种误差因素后结构的实际状态数据，并与预测值进行对比分析，找出差值，对计算模型进行修正，并重新计算作为后续施工的依据。如果实测值与计算值有较大差异，需要采用最小偏差理论分析原因并在后续施工过程中考虑采取适当的调整措施。
（3） 成桥运营状态计算
根据各施工各阶段以及成桥状态的实测结果，利用非线性有限元程序，计算桥梁的成桥状态恒载内力和运营阶段荷载组合内力，并与设计成桥内力和线型比较，作出施工监控评价。 8．4 斜拉索非线性的考虑
斜拉索在自重作用下会产生的垂度而引起的非线性，索越长，索力越小，非线性就越明显。另外，因施工阶段斜拉索所受到的拉力比成桥阶段小，垂度较大，也使得索的非线性较明显。本桥在施工控制中采用Ernst公式修正拉索的弹性模量。
Eeq=E/[1+γ2le2E/(12σ3)] 式中:
Eeq — 拉索的等效弹性模量 γ — 拉索容重
E — 拉索材料的弹性模量 σ — 索中的拉应力 le =lcosβ—拉索的水平投影
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由于Eeq 是索力的函数，导致了索力与索端位移呈非线性。这是一种将几何非线性问题转化为材料非线性问题的近似方法。普遍认为Ernst公式用作施工控制时有足够的精度。
8.5 参数的估计、预测和调整
施工控制是全过程的控制，也就是每个施工阶段都要控制，这样才能避免误差的累积和确保施工安全，并顺利的实现合龙。
斜拉桥在施工过程各阶段及体系各部分相互关联，不论是在施工阶段之间还是结构内部都相互影响。由于存在各种各样的误差以及环境方面的影响，使得施工过程中实际结构与理论状态总会存在一定偏差，因此，需要根据理论计算数据和实测成果，采用控制理论分析方法来调节偏差，使整个施工过程结构状态始终在受控状态及结构处于控制范围内，并尽量接近设计和计算理论值。 1） 参数估计
首先，根据影响性分析确定需进行参数估计的计算量（如斜拉索弹模、砼弹模、塔柱刚度、主梁重量等）；然后根据大量的实测数据，采用最小二乘法确定最优估计值；最后。将最优估计值重新带入安装计算模型重新计算，得到一套进一步精确的理论数据。 2） 滤波和预测
通过参数估计，基本上消除的计算误差（系统误差），但实际施工中由于测量手段、施工工艺的限制，仍然会存在一定的偶然误差，这就需要进行滤波、预测和调整。
建立合适的状态方程，采用目前较成熟的卡尔曼滤波法进行滤波和预测，可以得到目前结构状态的滤波估计值，和下一步施工参数的预测估计值。根据合理的预测值可以及时采取措施，减小后续施工过程中结构偏差。 3） 优化调整
对于已存在的偏差，根据最小二乘法理论，采用适当手段（如索力）进行最优调整，做到既能最大化减小结构偏差，又方便施工。 9.施工监测
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施工监测就是通过在施工现场设立的实时测量体系，对施工过程中结构的内力、位移（线型）、索力和温度进行现场实时跟踪测量，为施工监控工作提供实测数据，以保证主梁施工过程结构的安全及为监控计算提供实测结构参数和核校。也就是说，通过对这些测量数据进行计算、分析和比较以判断结构是否符合设计的要求，结构的状态是否和监控的目标相一致，结构是否处于安全状态，并根据需要对结构的状态及监控目标作出必要的调整。 9.1 实际材料的物理力学参数 9.2 实际施工中的荷载参数 9.2.1恒载
1）主梁自重（一期恒载）：
2）二期恒载：根据设计资料与现场调查相结合，并采用现场测试的材料参数加以计算。
9.2.2 施工机具及临时荷载
根据施工组织设计资料，经现场核对，确定在主梁施工过程中施工机具荷载的大小及作用位置。临时荷载大小应从施工单位统计获得。主要包括：
——施工机具荷载的改变（如挂篮和主塔爬模设施等）； ——在主梁上堆放较长时间的机具、材料等； ——施工过程中对结构体系的临时约束。 9．3 几何测量
为保证桥梁线型符合设计要求，必须在主梁和主塔施工过程中进行几何测量和控制。根据大桥设计图纸和施工要求，结合实际，几何测量主要有以下内容：
a. 主梁高程测量 b. 主梁轴线偏位测量 c. 主塔顶空间坐标测量
参照国内其它桥梁施工监控的经验，几何测量工作需要由施工单位、监理单位、监控单位三方共同完成并互相校核，以保证数据的可靠性。 9．3.1测量方法与原理 a、主梁高程测量
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嘉悦大桥监控方案
