分析監(jiān)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)在橋梁施工中的作用
2015-05-21
隨著我國(guó)交通運(yùn)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(lái)，我國(guó)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(duì)推動(dòng)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(cè)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(cè)與監(jiān)控技術(shù)是指，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中主要環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)與控制，確保橋梁結(jié)構(gòu)在整個(gè)施工過(guò)程中始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)依照結(jié)構(gòu)實(shí)際的受力狀態(tài)對(duì)通過(guò)測(cè)試與檢驗(yàn)取得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，并予以及時(shí)修正計(jì)算，進(jìn)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(gè)施工過(guò)程，確保橋梁的線形與內(nèi)力能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。大量的工程實(shí)踐表明，在施工過(guò)程中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的物理、力學(xué)及線形監(jiān)測(cè)與控制，是簡(jiǎn)化施工流程、優(yōu)化施工工藝、保證合攏精度，進(jìn)而順利完成施工任務(wù)的關(guān)鍵，同時(shí)也可向其他同類型橋梁的研究、設(shè)計(jì)與施工提供詳實(shí)有用的參考數(shù)據(jù)。
一． 橋梁施工中監(jiān)測(cè)與監(jiān)控的目的及內(nèi)容
1. 橋梁施工監(jiān)測(cè)與監(jiān)控的目的
第一，通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)取得的參數(shù)及數(shù)據(jù)進(jìn)行橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)的理論分析與結(jié)構(gòu)驗(yàn)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(shí)校核設(shè)計(jì)及施工的可靠性，積累以后的橋梁研究、設(shè)計(jì)及施工的數(shù)據(jù)資料；第二，通過(guò)埋設(shè)在控制斷面的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試元件，對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在避免意外發(fā)生的同時(shí)始終對(duì)結(jié)構(gòu)受力與變形進(jìn)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(jì)的要求。
2. 監(jiān)測(cè)與監(jiān)控的內(nèi)容
?。?） 物理監(jiān)測(cè)與監(jiān)控
物理監(jiān)控與監(jiān)測(cè)是指對(duì)時(shí)間、溫度等因素進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與監(jiān)測(cè)?；炷恋氖湛s徐變計(jì)算受到各施工工序完成時(shí)間的影響，在設(shè)計(jì)中通常按照技術(shù)水平對(duì)各工序完成時(shí)間進(jìn)行估算，對(duì)于施工出現(xiàn)較長(zhǎng)停頓的狀況，應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(huì)影響標(biāo)高控制與測(cè)量精度，環(huán)境溫度一般按常規(guī)測(cè)溫法進(jìn)行監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)與監(jiān)控則需預(yù)埋測(cè)試元件。
?。?） 力學(xué)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控
力學(xué)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控是指對(duì)混凝土應(yīng)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。測(cè)定各施工階段混凝土的應(yīng)力，并結(jié)合其他監(jiān)測(cè)結(jié)果，便可全面判定橋梁內(nèi)力狀態(tài)，形成一個(gè)預(yù)警機(jī)制，進(jìn)而保證橋梁施工的安全可靠。力學(xué)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控可通過(guò)在控制斷面埋設(shè)適當(dāng)?shù)膽?yīng)力測(cè)試原件進(jìn)行，主要工作包括安裝調(diào)試測(cè)試原件，采集數(shù)據(jù)、整理分析數(shù)據(jù)及總結(jié)測(cè)試結(jié)果。
（3） 線形監(jiān)測(cè)與監(jiān)控
線形監(jiān)測(cè)與監(jiān)控是指對(duì)橋梁高程及梁縱軸線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，從而對(duì)施工中橋梁撓度變化及梁段扭曲程度進(jìn)行控制。通過(guò)橋梁高程測(cè)量得出各施工階段梁段的標(biāo)高，然后通過(guò)前后階段梁段標(biāo)高的比較確定主梁實(shí)際豎向撓度，以便參照設(shè)計(jì)撓度及時(shí)調(diào)整偏差；通過(guò)測(cè)量橋梁縱軸線可確定施工中梁段實(shí)際軸線與設(shè)計(jì)值的偏差，防止偏差過(guò)大影響合攏段的順利施工。
二． 監(jiān)測(cè)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(cè)與監(jiān)控技術(shù)的運(yùn)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(cè)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(shí)也是影響其后續(xù)使用安全性的重要因素。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確采集與及時(shí)傳遞，是橋梁施工監(jiān)測(cè)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(cè)與監(jiān)控體系，組織體系負(fù)責(zé)組織施工的進(jìn)行，技術(shù)體系通過(guò)對(duì)施工中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，做出施工誤差評(píng)價(jià)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(zhǔn)確性、時(shí)效性及暢通性。在監(jiān)測(cè)與監(jiān)控體系的作用下，通過(guò)具體的監(jiān)測(cè)手段可獲得施工每個(gè)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(jìn)度及發(fā)展。若在施工中發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)值與設(shè)計(jì)值存在較大誤差是，應(yīng)該立即停工，同時(shí)進(jìn)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(cè)與監(jiān)控技術(shù)不僅是橋梁施工中的安全保障，同時(shí)也是橋梁使用過(guò)程中安全性、可靠性及耐久性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。荷載等級(jí)、交通流量和行車(chē)速度的提高，以及無(wú)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(shí)期對(duì)橋梁施工進(jìn)行監(jiān)控與控制，并預(yù)留長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為養(yǎng)護(hù)與維修工作提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)，才能保證橋梁運(yùn)營(yíng)期的長(zhǎng)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(yùn)用監(jiān)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)，同時(shí)對(duì)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(shí)、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(jìn)行鋼筋混凝土拱橋施工時(shí)，由于主橋拱上結(jié)構(gòu)受力體系需進(jìn)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(jì)時(shí)會(huì)對(duì)施工可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行考慮，但卻很難預(yù)先精確地估計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，所以必須在鋼管合攏后對(duì)其上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，并通過(guò)監(jiān)測(cè)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(duì)下一階段施工進(jìn)行調(diào)整，以保證結(jié)構(gòu)線性順滑。同時(shí)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)力分布進(jìn)行監(jiān)控，可保證拱橋處在偏安全的受力范圍之內(nèi)?？梢?jiàn)，橋梁施工中監(jiān)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)是十分重要的，通過(guò)監(jiān)測(cè)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(yàn)
結(jié)合多次施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，積累監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計(jì)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(shí)際施工會(huì)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(jì)劃的制定提供有力依據(jù)。同時(shí)利用監(jiān)控與監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)調(diào)整原施工計(jì)劃，并在后續(xù)施工中積累監(jiān)測(cè)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(yàn)。
三． 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)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(zhǎng)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(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)的建立是大型橋梁施工項(xiàng)目的有效的數(shù)據(jù)保障，是施工安全及橋梁營(yíng)運(yùn)中使用安全的保證。監(jiān)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)能夠有效預(yù)防施工過(guò)程中的安全隱患，在施工過(guò)程中及時(shí)修訂設(shè)計(jì)中的缺陷，并為修正提供依據(jù)。因此，相關(guān)部門(mén)及工程人員應(yīng)增強(qiáng)安全意識(shí)，重視監(jiān)測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)的建立，同時(shí)監(jiān)控人員也要做到高度認(rèn)真負(fù)責(zé)，關(guān)注監(jiān)測(cè)與監(jiān)控中所有細(xì)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(cè)技術(shù)正被逐漸廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)當(dāng)中，對(duì)其應(yīng)用也成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
