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摘要:桥梁施工监控是为整个施工过程的安全提供了保障,因此它的重要性虽然近些年才逐渐被人们所认识,但对于桥梁的可靠建设是必不可少的。而本文着重对桥梁施工控制的重要性及其影响因素进行了研究。
关键词:道路;桥梁;常见问题
Abstract: Monitoring of bridge construction is to provide security for the safety of construction process, therefore its importance although the recent years was gradually known by people, but reliable construction for the bridge is essential. This paper focuses on the importance and influence of bridge construction control is studied.
Key words: road; bridge; common problems
中图分类号:[TU997] 文献标识码:文章编号:
一、桥梁施工监控的发展现状
我国对于桥梁实施监控开始的还是较早的,1957年在武汉长江大桥和重庆长江大桥施工过程中所做的应力和标高的监测、分析,实际上就是桥梁施工监测和控制的内容。但是系统地在施工过程中实施桥梁监控的历史并不太长,最早的就要算日木了,他们首次系统地在桥梁施工过程中结合控制理论进行了施工监控。20世纪80年代初,日野混凝土连续梁桥施工时,日木就建立了相关监测系统对桥梁的应力、变形等进行监测,以及利用软件对监测实际数据进行分析处理,将处理后的实测数据送到施工控制室进行结构计算和分析,这些分析结果对现场的桥梁施工有指导性的意义,可以使实际施工状态尽可能接近理论状态,这就是国外传统的监测步骤。直到80年代末,在ChiChby斜拉桥和横滨海湾斜拉桥建造时,日木建立一个自动监控系统。这个系统是建立在计算机传输技术基础上的,用于调整斜拉桥拉索索力,它是通过自动采集数据,然后在对参数精度分析,这样在分析结果时就更准确接近理想状态,这样就可以加快监测数据和理论值之间比较的速度,为更安全、按期完成桥梁的施工起到重要作用,但由于计算机分析必须要在控制室进行的,这样就受到架设电缆成本较高的影响,使其难以受用。不久,日木又研制出一套施工双控系统,这一系统的最大特点是在上述监测系统的基础上另外增加了测量参数和计算参数数据库两个数据库。这样的话,因为这套系统在现场有计算所用的微机,监测人员就可以在施工现场完成测试和分析,然后当场反馈给施工单位信息,还可以对施工各个阶段进行结构状态的预测。
虽然我们上世纪50年代就已经认识到对施工过程中的内力和标高调控,但在现代桥梁监控技术方面相对来说起步较晚,但是发展速度还是很快的。80年代开始,计算机进入到各类型工程建设中,这对桥梁施工监控技术的发展起到了革命性的意义。这样监测人员就可以尽快将计算分析结果反馈到施工过程中,加快了施工进度,同时也保证桥梁施工的安全性。
进入二十一世纪,各发达国家在监控系统方面又作出了重大突破。不仅在桥梁建造时实施监控,而且在桥梁中留下长期监测点,为运营阶段桥梁的养护提供监测数据,使单位可以尽早发现问题进行维修或维护。而国内许多桥梁还是依赖理论的试验计算对桥梁运行期间的结构状态观察,但是仅仅通过这些理论和观察对危机桥梁安全运营的因素根本法识别,也就不能作出预测了。不过随着桥梁建设的发展,人们逐渐意识到长期监测对桥梁安全运营的重大意义,近些年我国在很多桥梁建成后也实施长期监测,但由于起步较晚仍处于长期监测的初级阶段,还需要在监测理论、方法、设备方面进一步研究。
无论是在施工过程还是在桥梁运营阶段,监控系统的发展方向是智能化的监控分析。随着桥梁交通建设工程的快速发展,桥梁的跨度越来越大、结构越来越复杂、桥上荷载的多变都是无法通过一般的监测方法可以控制的,人们对控制精度的准确性也日益提高。这就催生了先进的传感器、信号传输技术和数据分析软件的研究,最后建立一套可靠、科学的桥梁智能监控系统。
二、桥梁施工控制的重要性
建成每座桥通常都要经过规划、可行性研究、勘测设计和施工四个阶段。施工过程是实现桥梁的设计思想和意图的一个具体过程,其最终目标是建设一个既满足了交通的具体需要,又可以作为一个空间艺术品(结构)存在于社会之中的工程实体,而施工技术无论是在设计时还是在施工过程中都起着相当重要的作用。
随着桥梁施工技术的不断更新和使用,人们逐渐意识到施工过程监控的重要性。施工监控在桥梁施工过程中是无时无刻不存在的,是施工技术的重要组成程序。由于以前桥梁的跨径不大,影响施工过程的因素少等,施工监控在当时一桥梁施工过程中没有得到人们足够的重视,就算施工过程中出现不好的情况也不是特别严重,所以容易忽视施工过程的状态监控了。
但是桥梁是基础公共设施的交通工程,随着大量交通事业建设发展的需求,责任非常大。桥梁的建设是一个巨大的系统,尤其是大型桥梁的工程。在建设桥梁时,设计理想状态是施工的最终目标。但是在施工过程中,周围环境和个人施工都会影响桥梁的施工状态,使桥梁实际状态和设计理想状态之间会有误差,在这个系统过程中,监测所得数据就容易偏离,从这些数据中得到相对接近理想的数值,对实际状态分析然后对未来状态预测,这对桥梁的施工进度和安全是非常重要的。所以,人们开始逐渐对施工过程中的桥梁监控投入更多的物力、人力、则.力来维持施工过程的安全可靠。其实,人们在以前做的有关桥梁施工的安全的项目也算是施工监控的内容,如在悬臂桥梁桥梁过程时,通过设置预拱度,.来保证成桥线形符合设计线形;在悬臂施工中,立模时的标高都是要比理论标高高的,这些都算是施工监控,而且处理这些监控内容也可以体现桥梁施工技术的水平。
桥梁施工监控不仅在在建桥梁中发挥重大作用,在已经建桥梁运行过程中也可以及时发现问题。现在社会高速发展,人们生活水平越来越高,交通工具的更新也是比较快的。桥梁是公路的咽喉工程,近些年路桥行车量增大、行车速度越来越快,另外再加上一些不可抗拒的自然界的破坏都将对一座桥梁的使用造成危害。如果在桥梁施工建设过程中进行施工监测,同时还留下桥梁运营时长期的监测仪器,这样就为桥梁建成后的使用阶段提供可靠监测数据,为以后桥梁的维护和维修建立了利一学依据。如果没有长期监测桥梁结构状态变化,就很容易发生重大事故。
三、影响桥梁施工控制的因素
桥梁施工监控的最终目标是使成桥状态满足理论计算要求。在施工过程中结构内力状态和线形是施工控制的目标。因为在施工过程中有很多因素都会影响施工控制的准确性和有效性,要实施监控的前提就是要对这些因素有全面性的分析。
3.1结构参数
结构参数在桥梁施工控制過程中是有很重要的作用。当利用软件对监测数据进行模拟分析时,参数的精确性将影响状态分析的正确性。理论上,实际状态分析和理论设计所用参数是相同的,但在实际施工过程中,结构参数会出现偏差。因此,在进行分析模拟、预测时要识别参数,从监测所得数据中分析出接近桥梁理论计算真实参数。这是保证实际结构状态的准确性的一首要任务。结构参数主要包括:
(1)构件的截面尺寸。各系桥梁在构件工厂制造或者现场浇筑时都会出现尺寸误差,只要将误差控制在允许范围内,是可以接受的。但这种尺寸误差会影响最终桥梁结构状态,使其偏离理想状态较多,所以在施工监控过程时要对构件尺寸误差进行分析。
(2)弹性模量。在桥梁建设高速发展的今天,桥梁结构越来越来复杂,尤其是超静定结构时,所用材料的弹性模量将影响状态分析。当使用混凝土时,尤见弹性模量对结构变形的影响,导致监测值与预计值相差较大。因此,在桥梁施工中必须要对桥用材料进行现场抽样,当材料弹性模量随着施工进度的进行出现较大变化时,要及时对监控系统中弹性模量进行修改。
(3)材料容重。施工所用材料的密度也可能会与理想模拟时采用的数值有误差。因为材料密度和结构状态变化有直接关系,我们在监控时要确保识别实际密度和理论值之间的差异。尤其是桥用材料是混凝土时,特别要注意这方面的影响。
四、结语
路桥施工作为我国经济建设中重要的项目施工,对社会发展建设有着重要意义。由于路桥施工的露天作业以及施工的复杂性,设计的不科学以及施工控制的不严格等因素都会在施工中产生多种病害,在施工中通过合理的施工设计以及对施工过程的严格控制等方法对施工中的病害进行处理和防御,不仅是保障路桥施工质量的必要手段,而且是积极推动社会基础性设施建设和我国城市化进程的重要内容。
关键词:道路;桥梁;常见问题
Abstract: Monitoring of bridge construction is to provide security for the safety of construction process, therefore its importance although the recent years was gradually known by people, but reliable construction for the bridge is essential. This paper focuses on the importance and influence of bridge construction control is studied.
Key words: road; bridge; common problems
中图分类号:[TU997] 文献标识码:文章编号:
一、桥梁施工监控的发展现状
我国对于桥梁实施监控开始的还是较早的,1957年在武汉长江大桥和重庆长江大桥施工过程中所做的应力和标高的监测、分析,实际上就是桥梁施工监测和控制的内容。但是系统地在施工过程中实施桥梁监控的历史并不太长,最早的就要算日木了,他们首次系统地在桥梁施工过程中结合控制理论进行了施工监控。20世纪80年代初,日野混凝土连续梁桥施工时,日木就建立了相关监测系统对桥梁的应力、变形等进行监测,以及利用软件对监测实际数据进行分析处理,将处理后的实测数据送到施工控制室进行结构计算和分析,这些分析结果对现场的桥梁施工有指导性的意义,可以使实际施工状态尽可能接近理论状态,这就是国外传统的监测步骤。直到80年代末,在ChiChby斜拉桥和横滨海湾斜拉桥建造时,日木建立一个自动监控系统。这个系统是建立在计算机传输技术基础上的,用于调整斜拉桥拉索索力,它是通过自动采集数据,然后在对参数精度分析,这样在分析结果时就更准确接近理想状态,这样就可以加快监测数据和理论值之间比较的速度,为更安全、按期完成桥梁的施工起到重要作用,但由于计算机分析必须要在控制室进行的,这样就受到架设电缆成本较高的影响,使其难以受用。不久,日木又研制出一套施工双控系统,这一系统的最大特点是在上述监测系统的基础上另外增加了测量参数和计算参数数据库两个数据库。这样的话,因为这套系统在现场有计算所用的微机,监测人员就可以在施工现场完成测试和分析,然后当场反馈给施工单位信息,还可以对施工各个阶段进行结构状态的预测。
虽然我们上世纪50年代就已经认识到对施工过程中的内力和标高调控,但在现代桥梁监控技术方面相对来说起步较晚,但是发展速度还是很快的。80年代开始,计算机进入到各类型工程建设中,这对桥梁施工监控技术的发展起到了革命性的意义。这样监测人员就可以尽快将计算分析结果反馈到施工过程中,加快了施工进度,同时也保证桥梁施工的安全性。
进入二十一世纪,各发达国家在监控系统方面又作出了重大突破。不仅在桥梁建造时实施监控,而且在桥梁中留下长期监测点,为运营阶段桥梁的养护提供监测数据,使单位可以尽早发现问题进行维修或维护。而国内许多桥梁还是依赖理论的试验计算对桥梁运行期间的结构状态观察,但是仅仅通过这些理论和观察对危机桥梁安全运营的因素根本法识别,也就不能作出预测了。不过随着桥梁建设的发展,人们逐渐意识到长期监测对桥梁安全运营的重大意义,近些年我国在很多桥梁建成后也实施长期监测,但由于起步较晚仍处于长期监测的初级阶段,还需要在监测理论、方法、设备方面进一步研究。
无论是在施工过程还是在桥梁运营阶段,监控系统的发展方向是智能化的监控分析。随着桥梁交通建设工程的快速发展,桥梁的跨度越来越大、结构越来越复杂、桥上荷载的多变都是无法通过一般的监测方法可以控制的,人们对控制精度的准确性也日益提高。这就催生了先进的传感器、信号传输技术和数据分析软件的研究,最后建立一套可靠、科学的桥梁智能监控系统。
二、桥梁施工控制的重要性
建成每座桥通常都要经过规划、可行性研究、勘测设计和施工四个阶段。施工过程是实现桥梁的设计思想和意图的一个具体过程,其最终目标是建设一个既满足了交通的具体需要,又可以作为一个空间艺术品(结构)存在于社会之中的工程实体,而施工技术无论是在设计时还是在施工过程中都起着相当重要的作用。
随着桥梁施工技术的不断更新和使用,人们逐渐意识到施工过程监控的重要性。施工监控在桥梁施工过程中是无时无刻不存在的,是施工技术的重要组成程序。由于以前桥梁的跨径不大,影响施工过程的因素少等,施工监控在当时一桥梁施工过程中没有得到人们足够的重视,就算施工过程中出现不好的情况也不是特别严重,所以容易忽视施工过程的状态监控了。
但是桥梁是基础公共设施的交通工程,随着大量交通事业建设发展的需求,责任非常大。桥梁的建设是一个巨大的系统,尤其是大型桥梁的工程。在建设桥梁时,设计理想状态是施工的最终目标。但是在施工过程中,周围环境和个人施工都会影响桥梁的施工状态,使桥梁实际状态和设计理想状态之间会有误差,在这个系统过程中,监测所得数据就容易偏离,从这些数据中得到相对接近理想的数值,对实际状态分析然后对未来状态预测,这对桥梁的施工进度和安全是非常重要的。所以,人们开始逐渐对施工过程中的桥梁监控投入更多的物力、人力、则.力来维持施工过程的安全可靠。其实,人们在以前做的有关桥梁施工的安全的项目也算是施工监控的内容,如在悬臂桥梁桥梁过程时,通过设置预拱度,.来保证成桥线形符合设计线形;在悬臂施工中,立模时的标高都是要比理论标高高的,这些都算是施工监控,而且处理这些监控内容也可以体现桥梁施工技术的水平。
桥梁施工监控不仅在在建桥梁中发挥重大作用,在已经建桥梁运行过程中也可以及时发现问题。现在社会高速发展,人们生活水平越来越高,交通工具的更新也是比较快的。桥梁是公路的咽喉工程,近些年路桥行车量增大、行车速度越来越快,另外再加上一些不可抗拒的自然界的破坏都将对一座桥梁的使用造成危害。如果在桥梁施工建设过程中进行施工监测,同时还留下桥梁运营时长期的监测仪器,这样就为桥梁建成后的使用阶段提供可靠监测数据,为以后桥梁的维护和维修建立了利一学依据。如果没有长期监测桥梁结构状态变化,就很容易发生重大事故。
三、影响桥梁施工控制的因素
桥梁施工监控的最终目标是使成桥状态满足理论计算要求。在施工过程中结构内力状态和线形是施工控制的目标。因为在施工过程中有很多因素都会影响施工控制的准确性和有效性,要实施监控的前提就是要对这些因素有全面性的分析。
3.1结构参数
结构参数在桥梁施工控制過程中是有很重要的作用。当利用软件对监测数据进行模拟分析时,参数的精确性将影响状态分析的正确性。理论上,实际状态分析和理论设计所用参数是相同的,但在实际施工过程中,结构参数会出现偏差。因此,在进行分析模拟、预测时要识别参数,从监测所得数据中分析出接近桥梁理论计算真实参数。这是保证实际结构状态的准确性的一首要任务。结构参数主要包括:
(1)构件的截面尺寸。各系桥梁在构件工厂制造或者现场浇筑时都会出现尺寸误差,只要将误差控制在允许范围内,是可以接受的。但这种尺寸误差会影响最终桥梁结构状态,使其偏离理想状态较多,所以在施工监控过程时要对构件尺寸误差进行分析。
(2)弹性模量。在桥梁建设高速发展的今天,桥梁结构越来越来复杂,尤其是超静定结构时,所用材料的弹性模量将影响状态分析。当使用混凝土时,尤见弹性模量对结构变形的影响,导致监测值与预计值相差较大。因此,在桥梁施工中必须要对桥用材料进行现场抽样,当材料弹性模量随着施工进度的进行出现较大变化时,要及时对监控系统中弹性模量进行修改。
(3)材料容重。施工所用材料的密度也可能会与理想模拟时采用的数值有误差。因为材料密度和结构状态变化有直接关系,我们在监控时要确保识别实际密度和理论值之间的差异。尤其是桥用材料是混凝土时,特别要注意这方面的影响。
四、结语
路桥施工作为我国经济建设中重要的项目施工,对社会发展建设有着重要意义。由于路桥施工的露天作业以及施工的复杂性,设计的不科学以及施工控制的不严格等因素都会在施工中产生多种病害,在施工中通过合理的施工设计以及对施工过程的严格控制等方法对施工中的病害进行处理和防御,不仅是保障路桥施工质量的必要手段,而且是积极推动社会基础性设施建设和我国城市化进程的重要内容。