中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(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，所以人們對它沒有引起足夠的重視。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，施工中任何一個細(xì)小的誤差就有可能為今后的運(yùn)營留下巨大的隱患。傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù)沒有現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)，施工的監(jiān)控力度也較小，但在我國的建筑史上還是有很多杰出的建筑，這主要在于當(dāng)時橋梁施工的跨度小，后期營運(yùn)符合也較小，因此橋梁能夠滿足道路運(yùn)營需求?，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程中，按照實(shí)際的施工情況對橋梁的內(nèi)應(yīng)力、線型等指標(biāo)進(jìn)行測量分析，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，其中的每一個施工階段都是緊密相連的，為了使整個橋梁結(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)格的測量與分析，及時進(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)，橋梁施工會不可避免的出現(xiàn)許多問題，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，或者是施工中有測量誤差、觀測誤差等導(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)控也就是一個施工―測量―分析―調(diào)整―施工的循環(huán)過程，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)控主要分為三個部分：成橋狀態(tài)的確定、施工狀態(tài)的確定、施工適時控制分析。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；施工適時控制則是指按照施工理想狀態(tài)對施工中的誤差進(jìn)行及時調(diào)整通過對主要影響參數(shù)的分析對主要設(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階段的預(yù)拋高值，得出施工階段各時期的預(yù)計(jì)標(biāo)高；最后通過卡爾曼濾波器的分析，預(yù)測出各施工階段的實(shí)際狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際的觀測數(shù)據(jù)對施工方案進(jìn)行及時調(diào)整，完成整個施工的監(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)控單位就是通過不斷改變橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)來進(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)控單位就需要通過施工控制來調(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)。同時橋梁施工各階段的撓度是施工參數(shù)的函數(shù)，也就是說施工參數(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)測也有著重要的意義，環(huán)境監(jiān)測是保障橋梁施工順利完成的重要工序，它也為橋梁后期營運(yùn)中的保養(yǎng)與維護(hù)提供了基本信息。環(huán)境監(jiān)測主要是溫度、濕度等測試，溫度變化對橋梁結(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)是一天中的一個特定溫度，在施工中進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控可以將環(huán)境對橋梁結(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，對于這座大橋的修建來說，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)力會隨著施工的進(jìn)行不斷改變。施工單位需要適時對橋梁進(jìn)行監(jiān)控，來確保大橋的質(zhì)量，并保證其能夠按照設(shè)計(jì)要求正常合攏，施工單位通過招標(biāo)選擇了南京交通科學(xué)研究院對大橋的施工進(jìn)行監(jiān)控。
2.2 該施工項(xiàng)目監(jiān)控應(yīng)有有效性分析
對于懸臂施工的大跨徑剛構(gòu)橋梁，施工監(jiān)控主要有兩個目的：通過檢測橋梁關(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；通過測量及調(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)這兩個監(jiān)控目標(biāo)，南京交通科學(xué)研究院需要將現(xiàn)場測量數(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)，第一時間了解橋梁施工的情況并采取及時的調(diào)整措施，確保大橋的質(zhì)量。
2.2.1 橋梁安全的過程控制，通過對重要截面的應(yīng)力與變形分析，監(jiān)控單位能夠及時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)，對于混泥土鋼構(gòu)橋梁來說，應(yīng)力的傳遞需要一段時間，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小時或預(yù)應(yīng)力張拉后6小時收集應(yīng)變計(jì)上的數(shù)據(jù)。
2.2.2 橋梁線型的過程控制，為了最大限度的降低施工誤差，監(jiān)控方需要對實(shí)際測量數(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)控能夠及時準(zhǔn)確的為施工方提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)與預(yù)測數(shù)據(jù)，并且及時指出工程中的問題，根據(jù)監(jiān)控單位的反饋信息及建議，監(jiān)理部門及時組織相關(guān)單位開展專題會議，提出問題解決方案，可以說橋梁施工監(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)部門對其進(jìn)行了檢測，結(jié)果顯示該橋主梁線形良好，各個截面都滿足符合需求，邊跨合攏的測量數(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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