連續(xù)梁橋施工監(jiān)控實(shí)踐與研究

王平

（中鐵一局集團(tuán)有限公司，西安 710000）

1 引言

如今的橋梁建設(shè)施工過程中，橋梁跨度變大、橋型更為復(fù)雜，建設(shè)難度也變得更大，為更好地確保項(xiàng)目質(zhì)量與安全，施工監(jiān)控被大力推廣，主要對(duì)橋梁建設(shè)過程實(shí)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和控制，保證在工程建造中，無論是橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力還是變形，都處在合理的范圍，保證成橋狀態(tài)可以滿足設(shè)計(jì)要求[1-3]。

2 連續(xù)梁橋以及連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的重要性

2.1 連續(xù)梁橋概述

通常情況下，連續(xù)梁橋是指起碼超過兩跨且連續(xù)的橋梁，它是一種超靜定體系，通過恒荷載作用，會(huì)形成相應(yīng)的支點(diǎn)負(fù)彎矩，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，讓內(nèi)力狀態(tài)相對(duì)均勻，所以梁高能夠得以降低，使得橋下凈空變大，減少對(duì)材料的使用，并且剛度可觀，所存在的伸縮縫并不多。同時(shí)，由于彎矩變小，促使橋梁跨徑能夠變大[4]。

2.2 連續(xù)梁橋施工監(jiān)控的重要性

2.2.1 有利于提高工程參數(shù)的準(zhǔn)確性

在工程實(shí)施的過程中，如果未做好監(jiān)控工作，則很容易導(dǎo)致力學(xué)參數(shù)無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，與設(shè)計(jì)出現(xiàn)背離，從而影響橋梁施工質(zhì)量。做好監(jiān)控工作，則能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)受力狀態(tài)的異常變化，從而及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其與設(shè)計(jì)相符，保證工程質(zhì)量。由此可見，基于連續(xù)梁橋的優(yōu)勢(shì)以及其在力學(xué)方面的特征，有必要針對(duì)連續(xù)梁橋施工監(jiān)控方法進(jìn)行總結(jié)，從受力方面入手，為橋梁工程中力學(xué)參數(shù)準(zhǔn)確性的提升提供支持。

2.2.2 有利于提高橋梁工程的可靠性與安全性

橋梁工程的可靠性與安全性，與其本身的承載力存在聯(lián)系。承載力不足，則在車輛長(zhǎng)期通行的過程中，橋梁容易發(fā)生坍塌等風(fēng)險(xiǎn)。做好連續(xù)梁橋施工監(jiān)控工作，能夠在確保力學(xué)參數(shù)合理的情況下，確保橋梁的承載力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)橋梁可靠性與安全性的提升，具有重要作用，同樣有利于延長(zhǎng)工程壽命。

3 施工監(jiān)控實(shí)踐

3.1 工程概述

江浦路吳淞江大橋位于昆山市江浦路跨吳淞江處，地勢(shì)相對(duì)平坦，橋位處航道口寬大概有200 m，它的改建標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到3 級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)。江浦路吳淞江大橋的橋跨布置是8×22 m(采用預(yù)制空心板)+2×101 m(部分斜拉橋)+8×22 m(也選用預(yù)制空心板)。橋梁總寬約為33 m，以現(xiàn)狀車道來分析，它的設(shè)置為雙向4 車道，橋面布置為2×0.5 m(護(hù)欄)+2×2 m(人行道)+2×4 m 硬路肩+2×2×3.75 m(車道)+5 m 中間帶。橋梁在2005 年12 月竣工，修建所耗用的時(shí)間較短，橋梁外形美觀，使用狀況較為理想，僅橋下凈高沒有達(dá)到3 級(jí)航道要求。

在2015 年3 月，中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司檢測(cè)中心對(duì)江浦路吳淞江大橋進(jìn)行改造前橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)與全面評(píng)估，得出以下的結(jié)論：江浦路吳淞江橋梁主橋與南北引橋技術(shù)狀態(tài)級(jí)別均評(píng)定是二類，整體技術(shù)狀況良好，能夠開展改造利用，詳細(xì)內(nèi)容見《江浦路吳淞江大橋改造前橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)和綜合評(píng)估總體報(bào)告》。按照整治規(guī)劃要求，江浦路吳淞江大橋通航尺度并沒有達(dá)到通航凈空尺度標(biāo)準(zhǔn)。

以大橋通航現(xiàn)狀來分析，通航凈寬約為38 m，應(yīng)該調(diào)至60 m，凈高約為5 m，應(yīng)該調(diào)至7 m。所以需提升老橋標(biāo)高，對(duì)其開展改造處理。此次橋梁增高1.87 m。橋梁總體抬高。在每側(cè)引橋增加2 跨，每側(cè)引橋由當(dāng)前的8 跨調(diào)整為10 跨。增加橋跨，所以應(yīng)對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行改造處理。調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋臺(tái)處橋下主梁有被焚燒痕跡，對(duì)此，應(yīng)該拆除每側(cè)的橋臺(tái)處橋跨，每側(cè)新建引橋3 跨，最終每側(cè)引橋有13 跨。本次監(jiān)測(cè)針對(duì)江浦路吳淞江大橋全路段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的方法包括視頻監(jiān)測(cè)法、數(shù)字化監(jiān)測(cè)法兩種。

3.2 監(jiān)控原則

連續(xù)梁橋監(jiān)控需要遵循兩大原則，分別為準(zhǔn)確性原則、調(diào)整與控制原則。上述2 項(xiàng)原則都是針對(duì)主梁而言所提出的要求。

3.2.1 準(zhǔn)確性原則

在監(jiān)控的過程中，工程應(yīng)當(dāng)基于準(zhǔn)確性原則落實(shí)監(jiān)控工作，確保監(jiān)控的結(jié)果與橋梁本身的施工情況一致。對(duì)此，需要保證主梁線形滿足工程期望。簡(jiǎn)言之，應(yīng)當(dāng)使主梁的標(biāo)高以及平面參數(shù)與設(shè)計(jì)相符，確保各項(xiàng)參數(shù)誤差處于合理范圍內(nèi)。在監(jiān)控的過程中，需要保證主梁應(yīng)力處于合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)應(yīng)力不均或不達(dá)標(biāo)的情況，以免影響橋梁安全。

3.2.2 調(diào)整與控制原則

在監(jiān)控的過程中，工程同樣應(yīng)當(dāng)基于調(diào)整與控制的原則完成監(jiān)控工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與控制。對(duì)此，通過有限元分析的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)梁橋基本情況的分析及掌握，判斷其線形是否滿足工程要求，若不滿足則需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與控制。

3.3 監(jiān)控技術(shù)

3.3.1 視頻監(jiān)控技術(shù)

視頻監(jiān)控技術(shù)，指的是通過錄制視頻的方式，獲取工程中的實(shí)時(shí)畫面，從而根據(jù)上述畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程監(jiān)控的一種方法。該方法的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢(shì)。首先，視頻監(jiān)控具有較高的覆蓋面，能夠有效觀察到工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而達(dá)到監(jiān)控的目的。其次，視頻監(jiān)控能夠有效提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)可以被長(zhǎng)期存儲(chǔ)，便于未來對(duì)其進(jìn)行查找再利用。最后，視頻監(jiān)控同樣具有長(zhǎng)期性，符合橋梁長(zhǎng)期施工的要求。

在視頻監(jiān)控的過程中，工程可以觀察橋梁的主墩、主梁的施工過程。首先，可以對(duì)連續(xù)梁橋標(biāo)高進(jìn)行觀察。通常情況下，標(biāo)高控制通常按照結(jié)構(gòu)參數(shù)值而確定。通過打開攝像頭，在明確各階段標(biāo)高的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)工程施工過程的畫面進(jìn)行錄制，根據(jù)錄制所得到的畫面，來研究誤差，根據(jù)畫面有效調(diào)節(jié)立模標(biāo)高。以梁體中軸線為例，在視頻監(jiān)控的過程中，應(yīng)當(dāng)保證其允許誤差低于5 mm，高程偏差不超過10 mm。無論是橋面線形，還是內(nèi)力狀態(tài)，都需要保證監(jiān)控的準(zhǔn)確性，使其能夠確保滿足設(shè)置要求，如果監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際參數(shù)不符合上述誤差要求，則說明工程施工效果不達(dá)標(biāo)[5]。

在視頻監(jiān)控的過程中，相關(guān)工作人員都能夠?qū)σ曨l進(jìn)行觀看，通過觀看的方式，觀察工程中是否存在不規(guī)范操作等行為。就本工程而言，根據(jù)工程的要求，在施工過程中，應(yīng)當(dāng)保證預(yù)拱度介于0～2 cm。對(duì)于掛籃以及滿堂支架而言，在進(jìn)行預(yù)壓處理之后，前者的撓度為1.8 cm，后者的撓度為2 cm。上述兩個(gè)過程，對(duì)于施工人員的操作水平以及操作流程都具有較高的要求。在監(jiān)控的過程中，需要針對(duì)上述兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)觀察。如果在監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)異常操作，需要立即指出，避免施工人員繼續(xù)采用錯(cuò)誤的方式操作，導(dǎo)致工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[6]。

3.3.2 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，指的是利用數(shù)字化系統(tǒng)完成監(jiān)控過程，通過數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)可以對(duì)大橋的關(guān)鍵部位進(jìn)行觀察，實(shí)現(xiàn)可靠性分析，同時(shí)，該數(shù)字化系統(tǒng)具有預(yù)警功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大橋異常結(jié)構(gòu)以及相關(guān)部位可靠性的診斷。如果存在問題，則可以及時(shí)采取措施，對(duì)其進(jìn)行處理。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效讀取結(jié)構(gòu)應(yīng)力及溫度變化，因此，在混凝土箱橋梁中應(yīng)用較為廣泛[7，8]。

3.3.3 本工程受力監(jiān)控結(jié)果

通過對(duì)監(jiān)控結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，在本工程中，各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與設(shè)計(jì)基本相符，說明工程施工效果良好。截面監(jiān)控所得到的應(yīng)力值見表1，截面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)力值見表2。

表1 截面監(jiān)控所得到的應(yīng)力值MPa

表2 截面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)力值MPa

4 結(jié)語

綜上所述，視頻監(jiān)控技術(shù)與數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，在連續(xù)梁橋施工監(jiān)控過程中應(yīng)用效果較好，能夠有效發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，并及時(shí)預(yù)警，提醒施工人員對(duì)問題進(jìn)行解決，從而提高橋梁工程的整體質(zhì)量。未來，工程應(yīng)當(dāng)考慮將上述兩種監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到施工過程中，為工程質(zhì)量的提升，以及橋梁各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)準(zhǔn)確性的提高提供保證。