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【摘 要】交通运输的发展是国民经济发展的重要组成部分,桥梁施工技术的提高对于道路交通安全有着重要意义.随着桥梁施工技术的不断发展,桥梁施工监控的重要性逐渐被人们认识到,以前由于桥梁施工的跨径小,施工规模小,而且施工中的影响因素也较少,所以人们对它没有引起足够的重视.而目前的桥梁施工多为大跨径桥梁施工,施工监控不力产生的后果是相当严重的,桥梁施工监控就显得尤其重要.
【关 键 词】桥梁；施工；监控；有效性
桥梁施工监控是桥梁施工中的重要组成部分,并且始终贯穿于桥梁施工中,现在的桥梁施工影响因素较多,施工中任何一个细小的误差就有可能为今后的运营留下巨大的隐患.传统的桥梁施工技术没有现在这么发达,施工的监控力度也较小,但在我国的建筑史上还是有很多杰出的建筑,这主要在于当时桥梁施工的跨度小,后期营运符合也较小,因此桥梁能够满足道路运营需求.现如今,桥梁施工监控已经被看做是桥梁施工中最重要的组成部分,而且也是其中难度较大的一部分,桥梁施工监控的好坏通常被看作是施工技术水平高低的体现,对于不同的施工体系、施工方法、施工材料,桥梁施工监控的方法与技术要求也不一样.
1桥梁施工监控的主要内容
1.1桥梁施工监控的定义
桥梁施工监控是指在桥梁施工过程中,按照实际的施工情况对桥梁的内应力、线型等指标进行测量分析,然后再施工中逐步调整最后使施工尽量达到设计的预定目标.在大跨径悬索桥、斜拉桥、连续钢构桥等桥梁分施工中,后一快料是通过预应力筋及其它连接构建同前一快料相连接,其中的每一个施工阶段都是紧密相连的,为了使整个桥梁结构能够满足应力需求并且接近几何线型,施工中必须进行严格的测量与分析,及时进行调试与修改,避免一切可能出现的安全隐患.建桥材料的特征、施工误差等都不是确定的,桥梁的施工条件不可能达到理想状态,桥梁施工会不可避免的出现许多问题,因此保证上一快料的预拱度是相当重要的.虽然在施工中可以采用各种计算方法计算出各施工阶段的预抛高值、位移量、挠度,但是桥梁的结构变形却未必能够达到预期的效果,这主要是由于涉及中采用的弹性模数、材料自重、螺栓的弹性收缩系数、施工涉及参数等与实际施工所表现出的情况不一致,或者是施工中有测量误差、观测误差等导致,这种误差随着悬臂的不断延伸逐渐加大,如果不加以适当的调整与改进,最后桥梁的标高将偏离最初的设计目标,为桥梁的合拢创造困难.因此桥梁施工监控也就是一个施工―测量―分析―调整―施工的循环过程,其最终目标是保证桥梁施工结构的安全,保证桥梁的外形和内部应力满足设计需求.
1.2桥梁施工监控的主要内容
桥梁施工监控主要分为三个部分：成桥状态的确定、施工状态的确定、施工适时控制分析.成桥状态是指在恒定载荷下,桥梁整体结构的几何线型和受力情况；施工状态是指以成桥状态为基本要求,进行施工步骤的逆推,将从最终成型的桥梁结构中逐步拆去各个施工阶段,从而确定桥梁在施工初始状态的情况；施工适时控制则是指按照施工理想状态对施工中的误差进行及时调整通过对主要影响参数的分析对主要设计参数进行修改.桥梁施工监控的主要步骤如下：在确定了正确的施工模型和桥梁特性后,依据设计参数和控制参数,将桥梁的结构状态、施工情况、施工载荷等施工信息输入计算机的前进分析系统中,从前进系统的最终计算结果中我们可以得出桥梁施工各个阶段的内应力和挠度以及桥梁施工完成后各部分的内应力及挠度信息；接着就对桥梁进行逆向分析,将从前进分析系统中得出的数据输入倒退分析系统,由此可以得出施工各个阶段的预抛高值,得出施工阶段各时期的预计标高；最后通过卡尔曼滤波器的分析,预测出各施工阶段的实际状态,结合实际的观测数据对施工方案进行及时调整,完成整个施工的监控.
1.3桥梁施工监控应用的有效性
桥梁的结构参数是施工中的重要影响因素,结构参数的获取与调整对桥梁施工的监控有着重要意义,桥梁施工监控单位就是通过不断改变桥梁结构参数来进行施工模拟.桥梁施工中,实际的结构参数总是会与设计的结构参数有很大区别,监控单位就需要通过施工控制来调整这些误差,使最终的施工结果最接近与设计的结构参数.同时桥梁施工各阶段的挠度是施工参数的函数,也就是说施工参数的修改直接关系到挠度的修改,而使挠度产生误差的除了参数的误差外还有非参数性的误差,在分析计算中需要去除这些非参数性误差,因此桥梁结构参数的测量、分析、计算就显得尤为重要.在另一方面施工监控的中的环境监测也有着重要的意义,环境监测是保障桥梁施工顺利完成的重要工序,它也为桥梁后期营运中的保养与维护提供了基本信息.环境监测主要是温度、湿度等测试,温度变化对桥梁结构的变化有着较大的影响,不同温度下桥梁的结构应力是不同的,空气湿度对施工材料的性能有着较大的影响,通常施工的理想状态是一天中的一个特定温度,在施工中进行环境监控可以将环境对桥梁结构的影响降到最低.
2桥梁施工监控应用的实例
2.1施工项目介绍
绍兴市曹娥江闸前大桥的主桥采用的是四跨预应力混泥土连续钢构桥,其中四跨分别为88m、140m、140m、88m,施工工艺选择的是分阶段的悬臂施工方法,对于这座大桥的修建来说,在施工中不仅需要有悬臂浇筑梁段的阶段,还有边跨和中跨的合拢阶段,桥梁前主桥的标高与应力会随着施工的进行不断改变.施工单位需要适时对桥梁进行监控,来确保大桥的质量,并保证其能够按照设计要求正常合拢,施工单位通过招标选择了南京交通科学研究院对大桥的施工进行监控.
2.2该施工项目监控应有有效性分析
对于悬臂施工的大跨径刚构桥梁,施工监控主要有两个目的：通过检测桥梁关键部位截面的应力大小与变形度,为施工提供安全预警；通过测量及调整桥梁在施工阶段的立模标高,确保桥梁能够顺利合拢.为了实现这两个监控目标,南京交通科学研究院需要将现场测量数据与模拟仿真计算系统相结合,采用正确的监控技术,第一时间了解桥梁施工的情况并采取及时的调整措施,确保大桥的质量.
2.2.1桥梁安全的过程控制,通过对重要截面的应力与变形分析,监控单位能够及时了解桥梁的施工状态,为此监控单位需要在混泥土浇筑前在施工主截面预埋大量的混泥土应变计,对于混泥土钢构桥梁来说,应力的传递需要一段时间,为了确保数据的准确性监控方一般在浇筑完成后48小时或预应力张拉后6小时收集应变计上的数据.
2.2.2桥梁线型的过程控制,为了最大限度的降低施工误差,监控方需要对实际测量数据进行模拟仿真后,得出下一阶段的立模标高,确保成桥的线型接近设计方案.桥梁施工中,监控单位不仅对桥梁的立模标高进行了反复的审核,而且在混泥土浇筑后与预应力拉张后都进行了标高测量,为桥梁线型的控制提供了关键数据.
3总结
桥梁施工监控能够及时准确的为施工方提供准确的测量数据与预测数据,并且及时指出工程中的问题,根据监控单位的反馈信息及建议,监理部门及时组织相关单位开展专题会议,提出问题解决方案,可以说桥梁施工监控是确保桥梁施工顺利进行的关键部分.绍兴市曹娥江闸前大桥的建设进入收官阶段后,相关部门对其进行了检测,结果显示该桥主梁线形良好,各个截面都满足符合需求,边跨合拢的测量数据也十分理想,施工监控的有效性显著.