监测技术在桥梁施工中的运用
2015-05-22
近几年来，国内的交通运输量增长速度惊人。基于此，很多的跨度桥梁投入使用，在这当中特别是悬索桥最引人注目，悬索桥的跨度大，材料使用较少，已经逐步成为了桥梁建设的重要选择。现在国内建设的桥梁，有着非常明显的趋势，就是跨度越来越大，有的甚至达到了上千米。因此，这些桥梁对风的影响更加敏感。全球各地严重的桥梁损坏时有发生，对人的生命安全带来了很大的安全隐患。
在国内，大型的桥梁事故也越来越多。在1998年，宁波大桥在合拢过程中，桥体发生了断裂，造成了巨大的经济损失；1999年，重庆的彩虹桥发生了严重的跨塌事故，造成了多大40人的伤亡，社会影响非常恶劣；2000年，台湾高屏大桥桥面出现了严重的断裂事故。
最近这几年，国内一批桥梁建设完成，比如：上海的徐浦大桥、杨浦大桥以及南浦大桥。除此之外，我国也开始了悬索桥的建设，比如青马大桥，虎门大桥。国内的很多地区交通的发展及其快速，大跨度桥梁的建设迫在眉睫。这些投入巨大的大桥，如果想达到安全可靠、经久耐用的效果，桥梁施工在整个的过程中，监测在就显得尤其重要。
1 监测对桥梁建设的作用
1.1 防止桥梁事故发生
桥梁建设最重要的一个环节就是安全保证。对桥梁施工的整个过程实施监测和监控是非常有必要的。在桥梁开始施工之后，一套完备的监测和监控系统是必不可少的。在桥梁施工的各个阶段，应该利用监测手段全面的监测结构的真实内力以及变形情况，这样就可以全面的掌握进程以及安全问题。在整个的施工过程中，在发现监测的实际值和施工前计算得出的预计值有很大的误差的时候，施工不能进行下去，应该停止，并且进行必要的检查，查出误差产生的原因，并且进行分析，如果不这样做，依旧强行施工，就很有可能导致事故的发生。比如：位于加拿大的魁北克桥，跨度达到了548 m。在施工中，出现了两次重大的事故。魁北克大桥使用的是悬臂拼装法，在施工的过程中，南侧锚碇桁架就在快要完工的时候，发生了崩塌事故，分析其中的原因就是因为桁架太长直接导致中间的下弦杆承受了非常大的压力，引起了下弦杆不再稳定，导致了全桁架损害严重。在魁北克大桥的建设中，如果使用了必要的监控手段，在桥梁的建设中，对于那些内力相对较大的杆件，布置一些监控测点，实时监控异常现象，并且一发生异常现象就立刻停工检查，这种大型的崩塌坠落事故就不会发生。因此，一座大桥的建设，是否能如期的，安全的建成，能否杜绝施工事故的发生，施工监控是非常有效的手段。桥梁施工的监控系统对于桥梁的建设非常重要。如果希望桥梁施工安全的进行，监控桥梁施工是不能忽视的，特别是造价昂贵，施工时间长的大跨度桥梁。
1.2 提供桥梁建设的可靠数据
在桥梁建设过程中，对施工的整个过程进行监测和监控，这样就可以对施工方案进行及时的调整，这些数据对桥梁的质量和安全有着非常重要的意义。钢管混凝土拱桥在建设的过程中，对于主桥拱上结构，受力体系需要多次的变化，拱肋受力会发生变化，并且复杂，因此，施工难度非常的大。因此，施工过程需要把许多复杂的因素都进行考虑，这些因素都有可能导致结构的内力改变。虽然，在桥梁进行设计的时候，施工中的各种情况都进行了考虑，但是桥梁的施工过程是非常的复杂，在施工之前，对于结构的实际状态进行准确的估计是非常的苦难的。所以，必须在空钢管合拢之后，对于桥梁的上部结构进行实时的监测监控。杜绝由于各种难以预计的因素，让主拱肋局部应力出现超限，甚至是失稳的情况，通过这样减少由于桥面的变形从而产生的事故。在施工的整个过程中，通过实时的对桥梁结构监测，得到建设过程中数据，并且根据监测的数据，及时的对施工过程的控制参数进行调整。同时，可以把已经建成，但是结构已经偏离控制的工程，在下一阶段的施工过程中，进行及时有效的调整，这样就可以保证结构线形的平顺，同时，对实际内力分布进行全面的监控，这样就可以让桥梁一直处于安全的承受范围以内。一般来说，注混凝土到钢管拱肋内是非常危险的一个施工阶段。所以，为了保证桥梁建设的安全，任何一篇拱肋在注入混凝土的时候，都应该对拱肋内力和拱脚位移一直进行监测。整个监测的重点，应该是是拱顶L/2、L/4以及3L/4截面的上边和下边的监测点的变化值。对L/2截面的监测点应该由其关注上缘产生的拉力变化，并且及时的通知建设单位改变配重值，减少“冒顶”的损坏；同时，对于L/4和3L/4的截面，应该更多的关注2个截面测点的对称值。严格的控制压注的速度，这样才能保持两端的混凝顶面同步上升，达到防止其中一侧的混凝土标高上升的速度过快。
桥梁的监测和监控在解决施工中出现的疑难问题方面，可以依靠数据，提供非常可靠的分析。比如，山东一座桥梁在兴建和施工的过程中，根据监测与监控中的结果，显示张拉预应力钢绞线，出现了张拉吨位虽然达到了设计值，但是钢绞线的伸长量却没有达到设计值。这种情况的出现，是由什么原因引起的，监测与监控数据可以为分析提供和有效的帮助。山东这座桥梁，设计为一座下承式的拱桥，总体布置为三跨的结构，桥梁中孔为跨径达到80.80 m的下承式预应力混凝土系杆拱，桥梁的边孔是混凝土的T字型的梁，大约为30 m，整个桥的桥长接近150 m。桥梁的张拉预应力钢绞线的控制模式，是双控模式，通过油压，以及张拉伸长进行控制。在桥梁上张拉系梁上的某处钢绞线的时候，通过监测显示油压控制指标可以满足预定的要求，但是张拉伸长量却不能达不到要求。在桥梁的1L/6，2L/6，3L/6，4L/6，5L/6等五个位置的截面里面埋设内部含有钢筋计，对钢绞线的张拉进行有效的监测。根据理论，张拉是两头进行的张拉，中间截面应力以及轴力增量不可能达到最大，所以钢绞线的中间一定存在一些问题。并且根据有效的数据分析，判断钢绞线一定是在中间的某个位置卡住了。之后，通过把整个钢绞线抽出进行必要的检查。终于发现钢绞线中间一段有非常明显的混凝土粘过的地方。因此推断可能是在进行浇梁工作的时候，很有可能混凝土不小心流入了波纹管。因此，导致钢绞线被粘住，所以在张拉的时候被卡在钢绞线的某一段没法动不了。根据监测的结果，并且经过实践，得出分析判断是完全正确的。这有效的证明了桥梁施工监测和监控完全可以为桥梁施工出现的疑难问题，需要分析的情况，提供有效的依据。
1.3 积累技术资料
国内现在的桥梁设计，很多都采用了新颖的结构体系，在整个的施工过程中设计时候的静定或者超静定体系变成了复杂的结构受力，因此，状态更加的多变。甚至有的时候和建成后的运行状态相比，更加不利。通过施工监测与监控，可以有效的对设计的理论和方法进行验证，给今后的桥梁设计以及桥梁安全施工提供了非常详实的资料。
2 结论
桥梁施工监控是通过施工架设全过程的仿真计算和实际结构状态监测，通过过程监控和调整，实现桥梁结构成桥内力和线型理想目标状态。随着桥梁的建设越来越科学化，科学的检测在桥梁建设中显得尤为重要。我们应该加快监测技术在桥梁的运用，保障桥梁建设的安全。
