高速鐵路簡支拱橋監控技術

黃松貴

摘 要：高鐵的建設為人們的出行提供了便利，還為人們節省了更多的時間，在進行高速鐵路建設過程中，科學合理的設計方案以及施工技術的使用是提升高速鐵路質量、增加列車行駛效率等具有重要的影響。簡支拱橋施工技術是目前我國進行高鐵建設中最為常用的一種施工方式，其可以提升整體結構的穩定性，降低因外力影響而造成的變形等現象，最大程度的提升高速鐵路的實際功效。而簡支拱橋監控技術在實際的高鐵建設中，其主要的作用就是對整體工程施工進行全方位、實時的狀態監控，并對施工中各個環節的質量進行科學的管理，做到及時發現施工中存在的問題，制定解決方案，降低問題的影響，保證高鐵整體建設過程中的質量和安全，提升施工的效率。

關鍵詞：高速鐵路；簡支拱橋；監控技術

1 引言

在高鐵工程建設中使用簡支拱橋設計，可以提升結構的穩定性，提升土地資源的利用率，縮短人們出行的時間。不過在實際的建設過程中，由于工程量加大，導致其影響因素較多，很容易造成簡支拱橋承壓能力以及結構出現相應的問題，而監控技術的合理應用可以有效的減少或避免上述問題發生的概率，對簡支拱橋的質量起到一定的保護作用。

2 簡述施工控制分析的方法

首先，在進行施工控制計算的過程中，其需要考慮的主要內容有方案的內容、施工中各部件之間的承壓能力、混凝土的質量以及施工進度等。其采用的具體分析方法為正裝分析法，其主要的目的就是對簡支拱橋結構的荷載和變形情況進行合理的分析，從而保證簡支拱橋結構的穩定性。其分析方法的優勢在于，可以全面的掌握簡支拱橋施工中的具體情況，對施工中各個部位的荷載情況進行統一管理，從而提升建筑拱橋的施工質量，保證其承壓能力符合實際的建設需求，同時通過計算所得的相應數據，還可以為后期施工提供數據支持，保證高鐵工程建設的質量。另外，通過科學的計算方式，還可以對施工中影響施工材料質量的因素進行嚴格的管控，保證結構的穩固性。具體而言，施工控制分析的操作方式主要為以下幾點：

（1）根據工程建設圖紙的相關內容對其進行初期的計算工作。（2）按照施工階段各環節的具體內容進行合理的計算。同時在計算過程中，要將施梁段的自重、預應力以及混凝土質量等因素進行綜合的考量，從而保證結構的質量。（3）在進行分析過程中，一定要將前后關系進行有效的結合，以上一部分的分析結果作為支撐，來進行后續的分析工作。從而將結構位移情況受力情況進行合理的規劃。（4）為了保證梁斷結構的質量，在分析完每個階段的具體情況之后，還要倒退分析原有的形態特征，以確保結果的準確性。（5）其次，為了保證簡支拱橋設計結構符合實際的施工需求，需要對各梁段的標高進行合理的規劃和設計，從而保證整體結構的平滑性。為此，在實際的施工中，要對立模標高進行合理的管控，使其符合建設的具體要求，同時還要對影響立模標高的因素進行嚴格的控制，保證立模標高的質量，從而保證設計結構的美觀性。

如果在施工中，對其控制力度不佳，就會使得橋面的線形與設計之間存在較大的差異，從而影響簡支拱橋的質量。另外，在簡支拱橋立模標高的規劃中，還要對其預拋高度進行科學設計，從而降低簡支拱橋變形等情況的發生。最后，進行誤差分析時，可以按照自適應控制思路，采用最小二乘法進行參數識別。此方法主要用在結構測量數據與模型計算數據出現偏差的過程中。主要目的就是提升相應數值的準確性，對存在的誤差進行合理的調節，從而保證施工中各環節之間參數的精確性，提升施工的質量。另外，為了減少誤差值的產生，要將參數識別方法與實驗測試進行有機的結合，提升數值的準確率，保證施工各環節的質量。

3 高鐵簡支拱橋監控技術的具體應用

3.1 線形監控測點布置

線形監控測點布置工作主要可以分為兩個部分，一是系梁線形監控測點；另一個是拱肋線形監控測點。其中系梁線形監控測點主要是利用撓度觀測資料進行合理控制。其工作原理為：從橋跨中心斷面開始逐漸的向兩側進行測試斷面以及測試點的設置，并對測試斷面的距離進行嚴格的管控，保證測試工作的準確性。另外，還要在各階段內設置高程觀測的基準點，進行標高的設置。且在材料的選用上，要采用Φ16圓鋼，圓鋼筋頂部磨平，露出頂板1～2cm。

除此之外，在設置撓度變形觀測點時，要按照相應的標準要求對其進行位置埋設工作，同時要保證各點之間的埋設距離誤差上下不得超過±10mm。還要保證測點鋼筋必須與箱梁頂板的上、下層鋼筋焊接牢固，其底端要抵緊底板的底模板。在混凝土施工中嚴禁踩踏、碰撞，并用紅油漆作標記。而在進行拱肋線形監控測點的布置時，要對測點的坐標進行嚴格的控制工作，保證測點坐標與理論計算坐標的誤差滿足精度要求，并通過工廠制作拱肋時設置預拱度，使得成橋變形穩定后實際拱軸線與理論拱軸線的誤差滿足精度要求。

3.2 應力和索力監控測點布置

（1）應力測點布置工作主要是在拱橋結構的上部控制截面上安裝振弦式應變計，從而對截面的應力變化以及分布情況進行合理的監控工作，全面的掌握結構的承壓能力，為后期的施工中承壓能力的調整帶來相應的便利。另外測點的位置規劃還分為主拱肋應力測點和應力測點兩種，其中應力測點的位置主要有拱腳、梁體墩頂根部截面、1/4跨截面、跨中截面。而主拱肋應力測點的位置則為拱腳、L/4拱肋、拱頂截面。

（2）索力監控測點主要是針對吊桿部位的，其對安裝中吊桿的索力情況進行合理的監控，從而保證各部位之間吊桿索力與施工設計的要求相統一。同時還應采用振動頻譜分析法，檢測索力的承壓情況，確保檢測的準確性。

（3）檢測時間的設定。除了撓度觀測具有嚴格的時間要求外，其余各部位變形檢測時間都需以實際的建設情況進行準確的設置。而撓度的檢測時間大多都會選在早晨進行，以免因溫度變化影響檢測數據的準確性。

（4）解決箱梁撓度變形因素的方式。首先合理的利用支架。在施工前，要對支架進行靜載試驗工作，明確支架的變形情況；其次，對混凝土的性能進行合理的管控；最后對磨損管道的預應力進行相應的測評工作。

（5）箱梁溫度測試。在實際的施工中，溫度是影響拱橋質量最為重要的因素，需要對其進行嚴格的測試工作，以免造成各部位之間變形現象的產生，進而影響拱橋的承壓能力和質量。通過觀測大氣溫度變化和測箱梁混凝土在硬化過程，來合理的控制變形以及裂縫等情況的發生。結合以往控制的具體情況來看，由于日照溫度場不易在有限元計算中進行模擬，所以實踐中以采用根據實測數據進行實時修正的方法為主；選擇有代表性的節段在典型天氣時對箱梁進行全面的測量，找出箱梁變位與測量時間之間的關系，從而進行合理的調整工作。

（6）簡支拱橋監控技術的具體要求。首先，要對施工中的臨時荷載情況進行嚴格的管理和控制，保證拱橋的質量；其次，對施工材料要進行合理的擺放和存管工作，保證材料的性能；再次，要貴施工各個環節進行嚴格的檢測工作，保證施工的質量，提升檢測的準確性，同時為下一環節的施工提供數據支持；最后，在進行檢測工作后，要對測量的數據進行相應的匯總和分析，提升監控的水平，保證高鐵簡支拱橋的施工質量和效率。

4 結束語

綜上所述，簡支拱橋的監控技術可以有效的對施工中各個環節的質量進行合理的監控，并及時的發現其中存在的問題，之后再通過合理的方式對其進行調整工作，以此來保證拱橋的整體質量，為高鐵的后期通車使用奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 田學民，李喬，張清華.高速鐵路大跨提籃拱橋的靜力剛度及模型試驗研究[J].橋梁建設，2002（4）.