橋梁工程施工監控應用有效性分析

【摘 要】交通運輸的發展是國民經濟發展的重要組成部分，橋梁施工技術的提高對于道路交通安全有著重要意義。隨著橋梁施工技術的不斷發展，橋梁施工監控的重要性逐漸被人們認識到，以前由于橋梁施工的跨徑小，施工規模小，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，施工監控不力產生的后果是相當嚴重的，橋梁施工監控就顯得尤其重要。

【關鍵詞】橋梁；施工；監控；有效性

橋梁施工監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，現在的橋梁施工影響因素較多，施工中任何一個細小的誤差就有可能為今后的運營留下巨大的隱患。傳統的橋梁施工技術沒有現在這么發達，施工的監控力度也較小，但在我國的建筑史上還是有很多杰出的建筑，這主要在于當時橋梁施工的跨度小，后期營運符合也較小，因此橋梁能夠滿足道路運營需求?，F如今，橋梁施工監控已經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，橋梁施工監控的好壞通常被看作是施工技術水平高低的體現，對于不同的施工體系、施工方法、施工材料，橋梁施工監控的方法與技術要求也不一樣。

1 橋梁施工監控的主要內容

1.1 橋梁施工監控的定義

橋梁施工監控是指在橋梁施工過程中，按照實際的施工情況對橋梁的內應力、線型等指標進行測量分析，然后再施工中逐步調整最后使施工盡量達到設計的預定目標。在大跨徑懸索橋、斜拉橋、連續鋼構橋等橋梁分施工中，后一快料是通過預應力筋及其它連接構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，為了使整個橋梁結構能夠滿足應力需求并且接近幾何線型，施工中必須進行嚴格的測量與分析，及時進行調試與修改，避免一切可能出現的安全隱患。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到理想狀態，橋梁施工會不可避免的出現許多問題，因此保證上一快料的預拱度是相當重要的。雖然在施工中可以采用各種計算方法計算出各施工階段的預拋高值、位移量、撓度，但是橋梁的結構變形卻未必能夠達到預期的效果，這主要是由于涉及中采用的彈性模數、材料自重、螺栓的彈性收縮系數、施工涉及參數等與實際施工所表現出的情況不一致，或者是施工中有測量誤差、觀測誤差等導致，這種誤差隨著懸臂的不斷延伸逐漸加大，如果不加以適當的調整與改進，最后橋梁的標高將偏離最初的設計目標，為橋梁的合攏創造困難。因此橋梁施工監控也就是一個施工—測量—分析—調整—施工的循環過程，其最終目標是保證橋梁施工結構的安全，保證橋梁的外形和內部應力滿足設計需求。

1.2 橋梁施工監控的主要內容

橋梁施工監控主要分為三個部分：成橋狀態的確定、施工狀態的確定、施工適時控制分析。成橋狀態是指在恒定載荷下，橋梁整體結構的幾何線型和受力情況；施工狀態是指以成橋狀態為基本要求，進行施工步驟的逆推，將從最終成型的橋梁結構中逐步拆去各個施工階段，從而確定橋梁在施工初始狀態的情況；施工適時控制則是指按照施工理想狀態對施工中的誤差進行及時調整通過對主要影響參數的分析對主要設計參數進行修改。橋梁施工監控的主要步驟如下：在確定了正確的施工模型和橋梁特性后，依據設計參數和控制參數，將橋梁的結構狀態、施工情況、施工載荷等施工信息輸入計算機的前進分析系統中，從前進系統的最終計算結果中我們可以得出橋梁施工各個階段的內應力和撓度以及橋梁施工完成后各部分的內應力及撓度信息；接著就對橋梁進行逆向分析，將從前進分析系統中得出的數據輸入倒退分析系統，由此可以得出施工各個階段的預拋高值，得出施工階段各時期的預計標高；最后通過卡爾曼濾波器的分析，預測出各施工階段的實際狀態，結合實際的觀測數據對施工方案進行及時調整，完成整個施工的監控。

1.3 橋梁施工監控應用的有效性

橋梁的結構參數是施工中的重要影響因素，結構參數的獲取與調整對橋梁施工的監控有著重要意義，橋梁施工監控單位就是通過不斷改變橋梁結構參數來進行施工模擬。橋梁施工中，實際的結構參數總是會與設計的結構參數有很大區別，監控單位就需要通過施工控制來調整這些誤差，使最終的施工結果最接近與設計的結構參數。同時橋梁施工各階段的撓度是施工參數的函數，也就是說施工參數的修改直接關系到撓度的修改，而使撓度產生誤差的除了參數的誤差外還有非參數性的誤差，在分析計算中需要去除這些非參數性誤差，因此橋梁結構參數的測量、分析、計算就顯得尤為重要。在另一方面施工監控的中的環境監測也有著重要的意義，環境監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中的保養與維護提供了基本信息。環境監測主要是溫度、濕度等測試，溫度變化對橋梁結構的變化有著較大的影響，不同溫度下橋梁的結構應力是不同的，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是一天中的一個特定溫度，在施工中進行環境監控可以將環境對橋梁結構的影響降到最低。

2 橋梁施工監控應用的實例

2.1 施工項目介紹

紹興市曹娥江閘前大橋的主橋采用的是四跨預應力混泥土連續鋼構橋，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，橋梁前主橋的標高與應力會隨著施工的進行不斷改變。施工單位需要適時對橋梁進行監控，來確保大橋的質量，并保證其能夠按照設計要求正常合攏，施工單位通過招標選擇了南京交通科學研究院對大橋的施工進行監控。

2.2 該施工項目監控應有有效性分析

對于懸臂施工的大跨徑剛構橋梁，施工監控主要有兩個目的：通過檢測橋梁關鍵部位截面的應力大小與變形度，為施工提供安全預警；通過測量及調整橋梁在施工階段的立模標高，確保橋梁能夠順利合攏。為了實現這兩個監控目標，南京交通科學研究院需要將現場測量數據與模擬仿真計算系統相結合，采用正確的監控技術，第一時間了解橋梁施工的情況并采取及時的調整措施，確保大橋的質量。

2.2.1 橋梁安全的過程控制，通過對重要截面的應力與變形分析，監控單位能夠及時了解橋梁的施工狀態，為此監控單位需要在混泥土澆筑前在施工主截面預埋大量的混泥土應變計，對于混泥土鋼構橋梁來說，應力的傳遞需要一段時間，為了確保數據的準確性監控方一般在澆筑完成后48小時或預應力張拉后6小時收集應變計上的數據。

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，監控方需要對實際測量數據進行模擬仿真后，得出下一階段的立模標高，確保成橋的線型接近設計方案。橋梁施工中，監控單位不僅對橋梁的立模標高進行了反復的審核，而且在混泥土澆筑后與預應力拉張后都進行了標高測量，為橋梁線型的控制提供了關鍵數據。

3 總結

橋梁施工監控能夠及時準確的為施工方提供準確的測量數據與預測數據，并且及時指出工程中的問題，根據監控單位的反饋信息及建議，監理部門及時組織相關單位開展專題會議，提出問題解決方案，可以說橋梁施工監控是確保橋梁施工順利進行的關鍵部分。紹興市曹娥江閘前大橋的建設進入收官階段后，相關部門對其進行了檢測，結果顯示該橋主梁線形良好，各個截面都滿足符合需求，邊跨合攏的測量數據也十分理想，施工監控的有效性顯著。

參考文獻：

[1]程新闖.曹娥江閘前大橋施工監控的意義[J].大閘通訊.2006（4）

[2]沈世成、邵文勇.橋梁施工控制作用分析[J].建筑工程.2010（1）