橋梁施工監(jiān)控與控制是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分,它以設計成橋狀態(tài)為實現(xiàn)目標,在整個施工過程中,通過實時監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)和環(huán)境狀況,獲得橋梁實際狀態(tài)與理想狀態(tài)之間的差異(誤差),運用現(xiàn)代控制理論,對誤差進行識別、調(diào)整、預測,使橋梁狀態(tài)最大限度地接近理想狀態(tài),從而保證橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全,最終達到橋梁結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài)滿足設計和施工規(guī)范要求。
隨著橋梁施工技術(shù)的發(fā)展,橋梁施工監(jiān)控的重要性逐漸被人們所認識。以往,在橋梁施工技術(shù)中并未突出施工監(jiān)控的內(nèi)容,甚至沒有提到“施工監(jiān)控”。而事實上,施工監(jiān)控是施工技術(shù)的重要組成部分,并始終貫穿于橋梁施工中。施工監(jiān)控在施工技術(shù)中未被重視主要是因為過去所建橋梁一般跨徑不大,規(guī)模較小,影響因素少等,因為施工監(jiān)控不力而產(chǎn)生的不良后果也就不明顯,從而造成人們忽略了它的重要性。
隨著交通事業(yè)發(fā)展的需要,大量的公路需要建設,橋梁作為公路的咽喉工程,其建設任務更加艱巨。從過去十年我國的交通建設中就可以看出橋梁建設的艱辛。事實上,任何橋梁施工,特別是大跨徑橋梁的施工,都是一個系統(tǒng)工程。在該系統(tǒng)中,設計圖只是目標,而在自開工到竣工整個為實現(xiàn)設計目標而必須經(jīng)歷的過程中,將受到許許多多確定和不確定因素的影響,包括設計計算、橋用材料性能、施工精度、荷載、大氣溫度等諸多方面在理想狀態(tài)和實際狀態(tài)之間存在的差異,施工中如何從各種受誤差影響而失真的參數(shù)中找出相對真實的數(shù)值,對施工狀態(tài)進行實時識別(監(jiān)測)、調(diào)整(糾偏)、預測,對設計目標的實現(xiàn)是至關(guān)重要的。
在近年來的橋梁建設中,人們已普遍認知到施工監(jiān)控在施工技術(shù)中的重要地位與作用。實際上,橋梁施工監(jiān)控早在以前的施工過程中就已被采用,如在施工中為了保證橋梁建成時的線性符合設計要求,在有支架施工時總是要在支架上設置預拱度;在懸臂施工中總是要使施工節(jié)段的立模(或安裝)標高高于設計標高一定數(shù)值,這實質(zhì)上就是在對橋梁施工實施監(jiān)控,這些處理的好壞常常被看作是施工技術(shù)水平高低的體現(xiàn)。
橋梁施工監(jiān)控不僅是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分,而且也是實施難度相對較大的部分。對不同體系、不同施工方法、不同材料等的橋梁,其施工監(jiān)控技術(shù)要求也不一樣。以鋼桁梁的懸臂假設為例,為使最終滿足其設計標高,通常采用預設拱度的方法來解決,即將先架設的節(jié)點預先抬高來考慮后架設節(jié)段的影響。
橋梁施工監(jiān)控是確保橋梁施工宏觀質(zhì)量的關(guān)鍵。衡量一座橋梁的施工宏觀質(zhì)量標準就是其成橋狀態(tài)的線形以及受力情況符合設計要求。對于橋梁的下部結(jié)構(gòu),只要基礎(chǔ)埋置深度和尺寸以及墩臺尺寸準確就能達到標準要求,且容易檢查和控制。
橋梁施工監(jiān)控又是橋梁建設的安全保證。為了安全可靠地建好每座橋,施工監(jiān)控就變得非常重要。因為每種體系的橋梁所采用的施工方法均按預定的程序進行,施工中的每一階段,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形是可以預計的,同時可通過監(jiān)測得到的施工節(jié)段結(jié)構(gòu)的實際內(nèi)力和變形,從而完全可以跟蹤掌握施工進程和發(fā)展狀況。
橋梁施工監(jiān)控不僅是橋梁建設中的安全系統(tǒng),也是橋梁運營中安全性和耐久性的綜合監(jiān)測系統(tǒng)。隨著交通事業(yè)的發(fā)展,荷載等級、交通流量、行車速度等必然提高,還有一些不可預測的自然破壞力也將會危及橋梁的安全。若在建設橋梁時進行了施工監(jiān)控,并預留長期觀測點,將會給橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測的條件,從而給橋梁運營階段的養(yǎng)護工作提供科學的、可靠的數(shù)據(jù),給橋梁安全使用提供可靠保證。
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