浅析桥梁施工中监测和监控技术的应用

1、浅析桥梁施工中监测和监控技术的应用摘要:随着我国经济的快速发展，交通运输的需求不断增大，各类桥梁的重要性越来越大，其通行能力、结构安全和承载能力是保障交通运输正常运行的关键因素。随着桥梁施工技术的不断发展，桥梁施工中监控和监控技术的重要性逐渐受到人们的重视。本文简要分析了桥梁施工中监测和监控技术的应用，以供探讨。 关键词：桥梁施工监控监测技术应用 中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号： 一、桥梁施工中监测和监控技术概述 桥梁施工监测与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，对施工过程中的主要环节进行检测和控制，从而保证结构在施工过程中处

2、于安全稳定的状态，并依据结构实际受力状态，对由各种测试和检测方法取得的数据进行跟踪，并予以一定的修正计算。以便给出后续的每个施工阶段的标高和相应的内力反馈数据，用以指导并控制施工过程，使得桥梁线形和内力满足设计要求。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。 二、梁施工中监控和监测技术的作用 (一)保障桥梁建设的安全顺利进行 对桥梁施工进行监测和监控是为了保证桥梁建设

3、的安全。施工控制体系建立的好坏直接决定了每座桥梁在建设施工中的安全与否，并影响桥梁后续使用的可靠性。将桥梁施工监测和监控体系建立并加以完善后，施工中的每个阶段，就可以通过一定的监测手段获得结构的实际内力及其变形，从而能够较为全面地掌握施工进度及发展情况。若在施工过程中发现监测的实际值与设计的计算值相差太大时，则应该立即停止进施工，并进行相应地检查和原因分析，否则，有可能会出现事故，造成不必要的损失。桥梁施工监控与监测系统就是桥梁施工建设的安全系统。一座大桥能按时、按量、安全地建成，并在施工过程中避免突发事故的出现，施工监控是极为有力的保证。 （二）是桥梁在营运期间对其安全性、耐久性和可靠性的综

4、合监测系统 随着经济地不断发展与进步，交通流量、行车速度和荷载等级等也将会提高。这些因素的存在以及一些不可预知的自然破坏力都会危及桥梁的安全。如果在桥梁建设时进行施工监控与监测，预留长期的监测点，那么，桥梁的终身安全监测就有了条件，桥梁营运使用期的养护及维修工作就有了科学的、可靠的数据，桥梁的安全使用就有了可靠的保证。在桥梁的营运使用阶段，一套长期的有效的监控监测系统是必要的。这可以让桥梁的养护部门能够根据桥梁的更为贴近实际的使用情况进行有效的维护，而不是只依靠外观检查等简单手段得到的粗略的依据进行无谓的维护。 （三）为桥梁建设提供科学可靠的数据 通过对桥梁施工进行监测与监控，并对施工方案及加

5、荷程序进行一定的调整，为桥梁建设安全和建设质量提供科学的，可靠的数据。例如，在钢管混凝土拱桥的施工过程中，主桥拱上的结构需要多次地变换受力体系，而其拱肋受力变化情况复杂，所以其施工难度相对而言较大。虽然在设计时设计者已经考虑了施工中可能出现的一些情况，但是基于施工过程的复杂性，很难精确地预先估计结构的实际状态。所以，在空钢管合拢之后，必须对上部结构的施工加载过程进行规范的、严格的现场监测与监控，避免因为不可预知的因素导致的主拱肋局部应力超过限值或失稳，以及产生过大的变形而发生事故。在桥梁施工过程中对桥梁结构进行实时地监测与监控，便可由监测所获得的结果对施工过程中的有关控制参数进行一定的调整。另

6、外，当发现已建结构偏离控制目标时，可以迅速地调整下一阶段的施工，从而保证桥梁结构线形的顺滑。监控监测所获得的数据是科学的可靠的，可以有效的保证桥梁施工质量和安全。 （四）积累技术经验 现代桥梁设计往往采用新颖的结构体系，施工过程中静定与超静定体系转换复杂，结构受力状态多变，有时甚至比建成后的运营使用状态还要不利。但是，通过桥梁施工监测及监控，不仅可以对设计理论、设计方法和计算结果进行验证，还可以为桥梁设计和安全施工积累技术经验。 三、桥梁施工中监测和监控的主要内容 （一）桥梁施工中监测的主要内容 1、监测的主要方法 为了掌握桥梁的技术状态，确保桥梁的施工安全，目前全球各国都在积极开发桥梁结构损

7、伤检测技术和安全性评估技术，包括振动测试法、冲击振动试验法、超场波检测法等多种桥梁结构损伤检测技术。在具体应用中，对既有桥梁进行损伤检测和安全性评估时，主要采用静力评估法和动力评估法两种方法。静力评估法又称为荷载试验法，其基本思路是用等效于设计荷载的车辆荷载来对桥梁进行加载，以测量桥梁的应变和挠度等指标，同设计值进行比较，从而通过检验系数来对桥梁的状态进行评估。动力评估法是利用振动检测技术对桥梁结构损伤进行检测的方法，其基本思路是对结构模态参数进行检测，从结构模态参数的改变来判定桥梁结构是否存在损伤，并利用结构破坏前后动力学特性的变化来诊断出结构的损伤。 2、桥梁施工监测的主要内容 通常分为局

8、部检测和整体检测两类，局部检测是对桥梁重点部位进行细致的检测，主要是为了清楚结构局部的物理、力学、构造特性的实际状态。整体检测是从全局上把握桥梁结构的实际状态。对于桥梁施工的质量和效果，可采用表观检测法进行检查，分析桥梁结构各部分的运行情况，分析出现结构损伤的原因。对于与桥梁承载能力有关的变形、挠度、应变、裂缝等结构的检测，则可以通过静载试验进行，包括静应变测量、静位移测量，通过实际测量得到的应变和位移推算出桥梁结构有关的内力值和挠度值，从检测得出的参数中分析得出结构的强度、刚度和抗裂性能。 （二）桥梁施工中监控的主要内容 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

9、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。 总结：桥梁结构在施工过程中受力复杂多变，施工监测和监控应用于桥梁施工中，成为现代桥梁建设的必然趋势。在施工过程中，关键部位的结构应力、变形应予以监测和监控，技术人员也应该详细计算，并反复量