中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
【摘 要】交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，橋梁施工技術(shù)的提高對(duì)于道路交通安全有著重要意義。隨著橋梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁施工監(jiān)控的重要性逐漸被人們認(rèn)識(shí)到，以前由于橋梁施工的跨徑小，施工規(guī)模小，而且施工中的影響因素也較少，所以人們對(duì)它沒(méi)有引起足夠的重視。而目前的橋梁施工多為大跨徑橋梁施工，施工監(jiān)控不力產(chǎn)生的后果是相當(dāng)嚴(yán)重的，橋梁施工監(jiān)控就顯得尤其重要。
【關(guān)鍵詞】橋梁；施工；監(jiān)控；有效性
橋梁施工監(jiān)控是橋梁施工中的重要組成部分，并且始終貫穿于橋梁施工中，現(xiàn)在的橋梁施工影響因素較多，施工中任何一個(gè)細(xì)小的誤差就有可能為今后的運(yùn)營(yíng)留下巨大的隱患。傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù)沒(méi)有現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)，施工的監(jiān)控力度也較小，但在我國(guó)的建筑史上還是有很多杰出的建筑，這主要在于當(dāng)時(shí)橋梁施工的跨度小，后期營(yíng)運(yùn)符合也較小，因此橋梁能夠滿足道路運(yùn)營(yíng)需求?，F(xiàn)如今，橋梁施工監(jiān)控已經(jīng)被看做是橋梁施工中最重要的組成部分，而且也是其中難度較大的一部分，橋梁施工監(jiān)控的好壞通常被看作是施工技術(shù)水平高低的體現(xiàn)，對(duì)于不同的施工體系、施工方法、施工材料，橋梁施工監(jiān)控的方法與技術(shù)要求也不一樣。
1 橋梁施工監(jiān)控的主要內(nèi)容
1.1 橋梁施工監(jiān)控的定義
橋梁施工監(jiān)控是指在橋梁施工過(guò)程中，按照實(shí)際的施工情況對(duì)橋梁的內(nèi)應(yīng)力、線型等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量分析，然后再施工中逐步調(diào)整最后使施工盡量達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)定目標(biāo)。在大跨徑懸索橋、斜拉橋、連續(xù)鋼構(gòu)橋等橋梁分施工中，后一快料是通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋及其它連接構(gòu)建同前一快料相連接，其中的每一個(gè)施工階段都是緊密相連的，為了使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)能夠滿足應(yīng)力需求并且接近幾何線型，施工中必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量與分析，及時(shí)進(jìn)行調(diào)試與修改，避免一切可能出現(xiàn)的安全隱患。建橋材料的特征、施工誤差等都不是確定的，橋梁的施工條件不可能達(dá)到理想狀態(tài)，橋梁施工會(huì)不可避免的出現(xiàn)許多問(wèn)題，因此保證上一快料的預(yù)拱度是相當(dāng)重要的。雖然在施工中可以采用各種計(jì)算方法計(jì)算出各施工階段的預(yù)拋高值、位移量、撓度，但是橋梁的結(jié)構(gòu)變形卻未必能夠達(dá)到預(yù)期的效果，這主要是由于涉及中采用的彈性模數(shù)、材料自重、螺栓的彈性收縮系數(shù)、施工涉及參數(shù)等與實(shí)際施工所表現(xiàn)出的情況不一致，或者是施工中有測(cè)量誤差、觀測(cè)誤差等導(dǎo)致，這種誤差隨著懸臂的不斷延伸逐漸加大，如果不加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與改進(jìn)，最后橋梁的標(biāo)高將偏離最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為橋梁的合攏創(chuàng)造困難。因此橋梁施工監(jiān)控也就是一個(gè)施工―測(cè)量―分析―調(diào)整―施工的循環(huán)過(guò)程，其最終目標(biāo)是保證橋梁施工結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁的外形和內(nèi)部應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)需求。
1.2 橋梁施工監(jiān)控的主要內(nèi)容
橋梁施工監(jiān)控主要分為三個(gè)部分：成橋狀態(tài)的確定、施工狀態(tài)的確定、施工適時(shí)控制分析。成橋狀態(tài)是指在恒定載荷下，橋梁整體結(jié)構(gòu)的幾何線型和受力情況；施工狀態(tài)是指以成橋狀態(tài)為基本要求，進(jìn)行施工步驟的逆推，將從最終成型的橋梁結(jié)構(gòu)中逐步拆去各個(gè)施工階段，從而確定橋梁在施工初始狀態(tài)的情況；施工適時(shí)控制則是指按照施工理想狀態(tài)對(duì)施工中的誤差進(jìn)行及時(shí)調(diào)整通過(guò)對(duì)主要影響參數(shù)的分析對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修改。橋梁施工監(jiān)控的主要步驟如下：在確定了正確的施工模型和橋梁特性后，依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)，將橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、施工情況、施工載荷等施工信息輸入計(jì)算機(jī)的前進(jìn)分析系統(tǒng)中，從前進(jìn)系統(tǒng)的最終計(jì)算結(jié)果中我們可以得出橋梁施工各個(gè)階段的內(nèi)應(yīng)力和撓度以及橋梁施工完成后各部分的內(nèi)應(yīng)力及撓度信息；接著就對(duì)橋梁進(jìn)行逆向分析，將從前進(jìn)分析系統(tǒng)中得出的數(shù)據(jù)輸入倒退分析系統(tǒng)，由此可以得出施工各個(gè)階段的預(yù)拋高值，得出施工階段各時(shí)期的預(yù)計(jì)標(biāo)高；最后通過(guò)卡爾曼濾波器的分析，預(yù)測(cè)出各施工階段的實(shí)際狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)施工方案進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，完成整個(gè)施工的監(jiān)控。
1.3 橋梁施工監(jiān)控應(yīng)用的有效性
橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)是施工中的重要影響因素，結(jié)構(gòu)參數(shù)的獲取與調(diào)整對(duì)橋梁施工的監(jiān)控有著重要意義，橋梁施工監(jiān)控單位就是通過(guò)不斷改變橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)進(jìn)行施工模擬。橋梁施工中，實(shí)際的結(jié)構(gòu)參數(shù)總是會(huì)與設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有很大區(qū)別，監(jiān)控單位就需要通過(guò)施工控制來(lái)調(diào)整這些誤差，使最終的施工結(jié)果最接近與設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時(shí)橋梁施工各階段的撓度是施工參數(shù)的函數(shù)，也就是說(shuō)施工參數(shù)的修改直接關(guān)系到撓度的修改，而使撓度產(chǎn)生誤差的除了參數(shù)的誤差外還有非參數(shù)性的誤差，在分析計(jì)算中需要去除這些非參數(shù)性誤差，因此橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)量、分析、計(jì)算就顯得尤為重要。在另一方面施工監(jiān)控的中的環(huán)境監(jiān)測(cè)也有著重要的意義，環(huán)境監(jiān)測(cè)是保障橋梁施工順利完成的重要工序，它也為橋梁后期營(yíng)運(yùn)中的保養(yǎng)與維護(hù)提供了基本信息。環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是溫度、濕度等測(cè)試，溫度變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變化有著較大的影響，不同溫度下橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力是不同的，空氣濕度對(duì)施工材料的性能有著較大的影響，通常施工的理想狀態(tài)是一天中的一個(gè)特定溫度，在施工中進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控可以將環(huán)境對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響降到最低。
2 橋梁施工監(jiān)控應(yīng)用的實(shí)例
2.1 施工項(xiàng)目介紹
紹興市曹娥江閘前大橋的主橋采用的是四跨預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)鋼構(gòu)橋，其中四跨分別為88m、140m、140m、88m，施工工藝選擇的是分階段的懸臂施工方法，對(duì)于這座大橋的修建來(lái)說(shuō)，在施工中不僅需要有懸臂澆筑梁段的階段，還有邊跨和中跨的合攏階段，橋梁前主橋的標(biāo)高與應(yīng)力會(huì)隨著施工的進(jìn)行不斷改變。施工單位需要適時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行監(jiān)控，來(lái)確保大橋的質(zhì)量，并保證其能夠按照設(shè)計(jì)要求正常合攏，施工單位通過(guò)招標(biāo)選擇了南京交通科學(xué)研究院對(duì)大橋的施工進(jìn)行監(jiān)控。
2.2 該施工項(xiàng)目監(jiān)控應(yīng)有有效性分析
對(duì)于懸臂施工的大跨徑剛構(gòu)橋梁，施工監(jiān)控主要有兩個(gè)目的：通過(guò)檢測(cè)橋梁關(guān)鍵部位截面的應(yīng)力大小與變形度，為施工提供安全預(yù)警；通過(guò)測(cè)量及調(diào)整橋梁在施工階段的立模標(biāo)高，確保橋梁能夠順利合攏。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)監(jiān)控目標(biāo)，南京交通科學(xué)研究院需要將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)與模擬仿真計(jì)算系統(tǒng)相結(jié)合，采用正確的監(jiān)控技術(shù)，第一時(shí)間了解橋梁施工的情況并采取及時(shí)的調(diào)整措施，確保大橋的質(zhì)量。
2.2.1 橋梁安全的過(guò)程控制，通過(guò)對(duì)重要截面的應(yīng)力與變形分析，監(jiān)控單位能夠及時(shí)了解橋梁的施工狀態(tài)，為此監(jiān)控單位需要在混泥土澆筑前在施工主截面預(yù)埋大量的混泥土應(yīng)變計(jì)，對(duì)于混泥土鋼構(gòu)橋梁來(lái)說(shuō)，應(yīng)力的傳遞需要一段時(shí)間，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性監(jiān)控方一般在澆筑完成后48小時(shí)或預(yù)應(yīng)力張拉后6小時(shí)收集應(yīng)變計(jì)上的數(shù)據(jù)。
2.2.2 橋梁線型的過(guò)程控制，為了最大限度的降低施工誤差，監(jiān)控方需要對(duì)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真后，得出下一階段的立模標(biāo)高，確保成橋的線型接近設(shè)計(jì)方案。橋梁施工中，監(jiān)控單位不僅對(duì)橋梁的立模標(biāo)高進(jìn)行了反復(fù)的審核，而且在混泥土澆筑后與預(yù)應(yīng)力拉張后都進(jìn)行了標(biāo)高測(cè)量，為橋梁線型的控制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
3 總結(jié)
橋梁施工監(jiān)控能夠及時(shí)準(zhǔn)確的為施工方提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并且及時(shí)指出工程中的問(wèn)題，根據(jù)監(jiān)控單位的反饋信息及建議，監(jiān)理部門及時(shí)組織相關(guān)單位開(kāi)展專題會(huì)議，提出問(wèn)題解決方案，可以說(shuō)橋梁施工監(jiān)控是確保橋梁施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵部分。紹興市曹娥江閘前大橋的建設(shè)進(jìn)入收官階段后，相關(guān)部門對(duì)其進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示該橋主梁線形良好，各個(gè)截面都滿足符合需求，邊跨合攏的測(cè)量數(shù)據(jù)也十分理想，施工監(jiān)控的有效性顯著。
參考文獻(xiàn)：
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