分析監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)在橋梁施工中的作用
2015-05-21
隨著我國交通運輸量的不斷增加，大跨度橋梁的需求量也在逐漸上升。近幾十年來，我國在橋梁抗風(fēng)與抗震領(lǐng)域取得的科研成果及新工藝和新材料的應(yīng)用對推動大跨度橋梁的建設(shè)起到了積極作用。為了保證耗資巨大的大跨度橋梁能夠安全耐久，分析監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)在施工中發(fā)揮的作用便顯得尤為重要。橋梁施工中的監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)是指，通過對施工過程中主要環(huán)節(jié)的監(jiān)測與控制，確保橋梁結(jié)構(gòu)在整個施工過程中始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，同時依照結(jié)構(gòu)實際的受力狀態(tài)對通過測試與檢驗取得的各種數(shù)據(jù)進行跟蹤分析，并予以及時修正計算，進而得出后續(xù)施工各階段的標(biāo)高及相應(yīng)內(nèi)力反饋數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)和控制整個施工過程，確保橋梁的線形與內(nèi)力能夠滿足設(shè)計的要求。大量的工程實踐表明，在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)進行嚴格的物理、力學(xué)及線形監(jiān)測與控制，是簡化施工流程、優(yōu)化施工工藝、保證合攏精度，進而順利完成施工任務(wù)的關(guān)鍵，同時也可向其他同類型橋梁的研究、設(shè)計與施工提供詳實有用的參考數(shù)據(jù)。
一． 橋梁施工中監(jiān)測與監(jiān)控的目的及內(nèi)容
1. 橋梁施工監(jiān)測與監(jiān)控的目的
第一，通過在施工現(xiàn)場取得的參數(shù)及數(shù)據(jù)進行橋跨結(jié)構(gòu)實時的理論分析與結(jié)構(gòu)驗算，參照分析演算結(jié)果確定工程后續(xù)施工的控制參數(shù)，同時校核設(shè)計及施工的可靠性，積累以后的橋梁研究、設(shè)計及施工的數(shù)據(jù)資料；第二，通過埋設(shè)在控制斷面的應(yīng)力應(yīng)變測試元件，對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化情況進行實時監(jiān)控，在避免意外發(fā)生的同時始終對結(jié)構(gòu)受力與變形進行控制，從而保證橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與線性符合設(shè)計的要求。
2. 監(jiān)測與監(jiān)控的內(nèi)容
?。?） 物理監(jiān)測與監(jiān)控
物理監(jiān)控與監(jiān)測是指對時間、溫度等因素進行實時的監(jiān)控與監(jiān)測?；炷恋氖湛s徐變計算受到各施工工序完成時間的影響，在設(shè)計中通常按照技術(shù)水平對各工序完成時間進行估算，對于施工出現(xiàn)較長停頓的狀況，應(yīng)進行實時監(jiān)測以重新分析施工控制；結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力分布通常受到環(huán)境溫度及日照溫差的影響，結(jié)構(gòu)溫度變化也會影響標(biāo)高控制與測量精度，環(huán)境溫度一般按常規(guī)測溫法進行監(jiān)測與監(jiān)控，結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測與監(jiān)控則需預(yù)埋測試元件。
?。?） 力學(xué)監(jiān)測與監(jiān)控
力學(xué)監(jiān)測與監(jiān)控是指對混凝土應(yīng)力的實時監(jiān)測與監(jiān)控。測定各施工階段混凝土的應(yīng)力，并結(jié)合其他監(jiān)測結(jié)果，便可全面判定橋梁內(nèi)力狀態(tài)，形成一個預(yù)警機制，進而保證橋梁施工的安全可靠。力學(xué)監(jiān)測與監(jiān)控可通過在控制斷面埋設(shè)適當(dāng)?shù)膽?yīng)力測試原件進行，主要工作包括安裝調(diào)試測試原件，采集數(shù)據(jù)、整理分析數(shù)據(jù)及總結(jié)測試結(jié)果。
?。?） 線形監(jiān)測與監(jiān)控
線形監(jiān)測與監(jiān)控是指對橋梁高程及梁縱軸線的實時監(jiān)測與監(jiān)控，從而對施工中橋梁撓度變化及梁段扭曲程度進行控制。通過橋梁高程測量得出各施工階段梁段的標(biāo)高，然后通過前后階段梁段標(biāo)高的比較確定主梁實際豎向撓度，以便參照設(shè)計撓度及時調(diào)整偏差；通過測量橋梁縱軸線可確定施工中梁段實際軸線與設(shè)計值的偏差，防止偏差過大影響合攏段的順利施工。
二． 監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)在橋梁施工中的作用
1. 保證橋梁施工安全，預(yù)防橋梁事故發(fā)生
監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)的運用是保證橋梁建設(shè)施工安全的關(guān)鍵。橋梁施工的監(jiān)測與監(jiān)控體系建立的質(zhì)量直接決定了橋梁在施工中的安全，同時也是影響其后續(xù)使用安全性的重要因素。對數(shù)據(jù)進行準確采集與及時傳遞，是橋梁施工監(jiān)測與監(jiān)控的重要保障，應(yīng)在施工前建立包括組織體系、技術(shù)體系及協(xié)調(diào)體系在內(nèi)的監(jiān)測與監(jiān)控體系，組織體系負責(zé)組織施工的進行，技術(shù)體系通過對施工中的各類數(shù)據(jù)進行實時分析，做出施工誤差評價并制定調(diào)整誤差與控制精度的具體措施，協(xié)調(diào)體系則保證信息傳遞的可靠性、準確性、時效性及暢通性。在監(jiān)測與監(jiān)控體系的作用下，通過具體的監(jiān)測手段可獲得施工每個階段橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，從而全面掌握施工的進度及發(fā)展。若在施工中發(fā)現(xiàn)監(jiān)測值與設(shè)計值存在較大誤差是，應(yīng)該立即停工，同時進行相應(yīng)檢查與原因分析，以防止事故出現(xiàn)而導(dǎo)致的不必要損失。
監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)不僅是橋梁施工中的安全保障，同時也是橋梁使用過程中安全性、可靠性及耐久性的監(jiān)測系統(tǒng)。荷載等級、交通流量和行車速度的提高，以及無法預(yù)知的自然災(zāi)害都危及著橋梁的安全，只有在建設(shè)時期對橋梁施工進行監(jiān)控與控制，并預(yù)留長期監(jiān)測點，為養(yǎng)護與維修工作提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)，才能保證橋梁運營期的長期安全。
2. 為橋梁的安全施工提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)
在橋梁建設(shè)施工中運用監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)，同時對施工方案與加荷程序做一定調(diào)整，為施工安全與工程質(zhì)量提供真實、可靠、科學(xué)的數(shù)據(jù)，是保證安全施工的關(guān)鍵。例如，在進行鋼筋混凝土拱橋施工時，由于主橋拱上結(jié)構(gòu)受力體系需進行多次變換，拱肋受力變化狀況較為復(fù)雜，因此施工難度也相應(yīng)較大。雖然設(shè)計時會對施工可能出現(xiàn)的情況進行考慮，但卻很難預(yù)先精確地估計橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀況，所以必須在鋼管合攏后對其上部結(jié)構(gòu)施工過程進行嚴格規(guī)范的現(xiàn)場監(jiān)測與監(jiān)控，并通過監(jiān)測所得結(jié)果相應(yīng)調(diào)整施工中的控制參數(shù)，如果已建結(jié)構(gòu)確已偏離控制目標(biāo)，則應(yīng)迅速對下一階段施工進行調(diào)整，以保證結(jié)構(gòu)線性順滑。同時，對橋梁結(jié)構(gòu)實際內(nèi)力分布進行監(jiān)控，可保證拱橋處在偏安全的受力范圍之內(nèi)?？梢姡瑯蛄菏┕ぶ斜O(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)是十分重要的，通過監(jiān)測與監(jiān)控取得的科學(xué)、可靠的數(shù)據(jù)，是橋梁質(zhì)量與施工安全的重要保障。
3. 積累更多的技術(shù)資料與施工經(jīng)驗
結(jié)合多次施工過程的監(jiān)測與監(jiān)控，積累監(jiān)測所得數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計之初的預(yù)估數(shù)據(jù)，可逐漸積累特定地形條件及相關(guān)因素干擾下實際施工會出現(xiàn)的具體反映，從而為下一次的類似施工環(huán)境施工計劃的制定提供有力依據(jù)。同時利用監(jiān)控與監(jiān)測所得數(shù)據(jù)調(diào)整原施工計劃，并在后續(xù)施工中積累監(jiān)測所得數(shù)據(jù)的偏差值，從而為施工方案出現(xiàn)偏差的調(diào)整積累了經(jīng)驗。
三． 結(jié)束語
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國交通事業(yè)隨之呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的景象，特別是高速公路與高速鐵路的建設(shè)量增長很快，逐漸增加的科技含量較高、施工難度較大、工藝技術(shù)復(fù)雜、耗資巨大的大跨度等高難度橋梁建設(shè)也處于其中。監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)的建立是大型橋梁施工項目的有效的數(shù)據(jù)保障，是施工安全及橋梁營運中使用安全的保證。監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)能夠有效預(yù)防施工過程中的安全隱患，在施工過程中及時修訂設(shè)計中的缺陷，并為修正提供依據(jù)。因此，相關(guān)部門及工程人員應(yīng)增強安全意識，重視監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)的建立，同時監(jiān)控人員也要做到高度認真負責(zé)，關(guān)注監(jiān)測與監(jiān)控中所有細微的數(shù)據(jù)變化，保證施工始終處于受控的狀態(tài)下。監(jiān)控與監(jiān)測技術(shù)正被逐漸廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)當(dāng)中，對其應(yīng)用也成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)的必然發(fā)展趨勢。
