分析監(jiān)測與監(jiān)控技術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，我國在橋梁抗風與抗震領域取得的科研成果及新工藝和新材料的應用對推動大跨度橋梁的建設起到了積極作用。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，確保橋梁結構在整個施工過程中始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，同時依照結構實際的受力狀態(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)施工各階段的標高及相應內力反饋數(shù)據(jù)，用以指導和控制整個施工過程，確保橋梁的線形與內力能夠滿足設計的要求。大量的工程實踐表明，在施工過程中對橋梁結構進行嚴格的物理、力學及線形監(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的關鍵，同時也可向其他同類型橋梁的研究、設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)進行橋跨結構實時的理論分析與結構驗算，參照分析演算結果確定工程后續(xù)施工的控制參數(shù)，同時校核設計及施工的可靠性，積累以后的橋梁研究、設計及施工的數(shù)據(jù)資料；第二，通過埋設在控制斷面的應力應變測試元件，對結構應力的變化情況進行實時監(jiān)控，在避免意外發(fā)生的同時始終對結構受力與變形進行控制，從而保證橋梁的結構內力與線性符合設計的要求。
2. 監(jiān)測與監(jiān)控的內容
?。?） 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。混凝土的收縮徐變計算受到各施工工序完成時間的影響，在設計中通常按照技術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，應進行實時監(jiān)測以重新分析施工控制；結構體系的內力分布通常受到環(huán)境溫度及日照溫差的影響，結構溫度變化也會影響標高控制與測量精度，環(huán)境溫度一般按常規(guī)測溫法進行監(jiān)測與監(jiān)控，結構溫度監(jiān)測與監(jiān)控則需預埋測試元件。
?。?） 力學監(jiān)測與監(jiān)控
力學監(jiān)測與監(jiān)控是指對混凝土應力的實時監(jiān)測與監(jiān)控。測定各施工階段混凝土的應力，并結合其他監(jiān)測結果，便可全面判定橋梁內力狀態(tài)，形成一個預警機制，進而保證橋梁施工的安全可靠。力學監(jiān)測與監(jiān)控可通過在控制斷面埋設適當?shù)膽y試原件進行，主要工作包括安裝調試測試原件，采集數(shù)據(jù)、整理分析數(shù)據(jù)及總結測試結果。
?。?） 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高，然后通過前后階段梁段標高的比較確定主梁實際豎向撓度，以便參照設計撓度及時調整偏差；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)控技術在橋梁施工中的作用
1. 保證橋梁施工安全，預防橋梁事故發(fā)生
監(jiān)測與監(jiān)控技術的運用是保證橋梁建設施工安全的關鍵。橋梁施工的監(jiān)測與監(jiān)控體系建立的質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，應在施工前建立包括組織體系、技術體系及協(xié)調體系在內的監(jiān)測與監(jiān)控體系，組織體系負責組織施工的進行，技術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整誤差與控制精度的具體措施，協(xié)調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構的內力及變形，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)測值與設計值存在較大誤差是，應該立即停工，同時進行相應檢查與原因分析，以防止事故出現(xiàn)而導致的不必要損失。
監(jiān)測與監(jiān)控技術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，以及無法預知的自然災害都危及著橋梁的安全，只有在建設時期對橋梁施工進行監(jiān)控與控制，并預留長期監(jiān)測點，為養(yǎng)護與維修工作提供科學可靠的數(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可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)
在橋梁建設施工中運用監(jiān)測與監(jiān)控技術，同時對施工方案與加荷程序做一定調整，為施工安全與工程質量提供真實、可靠、科學的數(shù)據(jù)，是保證安全施工的關鍵。例如，在進行鋼筋混凝土拱橋施工時，由于主橋拱上結構受力體系需進行多次變換，拱肋受力變化狀況較為復雜，因此施工難度也相應較大。雖然設計時會對施工可能出現(xiàn)的情況進行考慮，但卻很難預先精確地估計橋梁結構的實際狀況，所以必須在鋼管合攏后對其上部結構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)測所得結果相應調整施工中的控制參數(shù)，如果已建結構確已偏離控制目標，則應迅速對下一階段施工進行調整，以保證結構線性順滑。同時，對橋梁結構實際內力分布進行監(jiān)控，可保證拱橋處在偏安全的受力范圍之內?？梢姡瑯蛄菏┕ぶ斜O(jiān)測與監(jiān)控技術是十分重要的，通過監(jiān)測與監(jiān)控取得的科學、可靠的數(shù)據(jù)，是橋梁質量與施工安全的重要保障。
3. 積累更多的技術資料與施工經驗
結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)，結合設計之初的預估數(shù)據(jù)，可逐漸積累特定地形條件及相關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)偏差的調整積累了經驗。
三． 結束語
隨著我國國民經濟的快速發(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、工藝技術復雜、耗資巨大的大跨度等高難度橋梁建設也處于其中。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)控技術能夠有效預防施工過程中的安全隱患，在施工過程中及時修訂設計中的缺陷，并為修正提供依據(jù)。因此，相關部門及工程人員應增強安全意識，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，關注監(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)測技術正被逐漸廣泛應用于橋梁建設當中，對其應用也成為現(xiàn)代橋梁建設的必然發(fā)展趨勢。
