監(jiān)測(cè)技術(shù)在橋梁施工中的運(yùn)用
2015-05-22
近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)的交通運(yùn)輸量增長(zhǎng)速度驚人?；诖?，很多的跨度橋梁投入使用，在這當(dāng)中特別是懸索橋最引人注目，懸索橋的跨度大，材料使用較少，已經(jīng)逐步成為了橋梁建設(shè)的重要選擇。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)建設(shè)的橋梁，有著非常明顯的趨勢(shì)，就是跨度越來(lái)越大，有的甚至達(dá)到了上千米。因此，這些橋梁對(duì)風(fēng)的影響更加敏感。全球各地嚴(yán)重的橋梁損壞時(shí)有發(fā)生，對(duì)人的生命安全帶來(lái)了很大的安全隱患。
在國(guó)內(nèi)，大型的橋梁事故也越來(lái)越多。在1998年，寧波大橋在合攏過(guò)程中，橋體發(fā)生了斷裂，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失；1999年，重慶的彩虹橋發(fā)生了嚴(yán)重的跨塌事故，造成了多大40人的傷亡，社會(huì)影響非常惡劣；2000年，臺(tái)灣高屏大橋橋面出現(xiàn)了嚴(yán)重的斷裂事故。
最近這幾年，國(guó)內(nèi)一批橋梁建設(shè)完成，比如：上海的徐浦大橋、楊浦大橋以及南浦大橋。除此之外，我國(guó)也開(kāi)始了懸索橋的建設(shè)，比如青馬大橋，虎門(mén)大橋。國(guó)內(nèi)的很多地區(qū)交通的發(fā)展及其快速，大跨度橋梁的建設(shè)迫在眉睫。這些投入巨大的大橋，如果想達(dá)到安全可靠、經(jīng)久耐用的效果，橋梁施工在整個(gè)的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)在就顯得尤其重要。
1 監(jiān)測(cè)對(duì)橋梁建設(shè)的作用
1.1 防止橋梁事故發(fā)生
橋梁建設(shè)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是安全保證。對(duì)橋梁施工的整個(gè)過(guò)程實(shí)施監(jiān)測(cè)和監(jiān)控是非常有必要的。在橋梁開(kāi)始施工之后，一套完備的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)是必不可少的。在橋梁施工的各個(gè)階段，應(yīng)該利用監(jiān)測(cè)手段全面的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的真實(shí)內(nèi)力以及變形情況，這樣就可以全面的掌握進(jìn)程以及安全問(wèn)題。在整個(gè)的施工過(guò)程中，在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的實(shí)際值和施工前計(jì)算得出的預(yù)計(jì)值有很大的誤差的時(shí)候，施工不能進(jìn)行下去，應(yīng)該停止，并且進(jìn)行必要的檢查，查出誤差產(chǎn)生的原因，并且進(jìn)行分析，如果不這樣做，依舊強(qiáng)行施工，就很有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。比如：位于加拿大的魁北克橋，跨度達(dá)到了548 m。在施工中，出現(xiàn)了兩次重大的事故?？笨舜髽蚴褂玫氖菓冶燮囱b法，在施工的過(guò)程中，南側(cè)錨碇桁架就在快要完工的時(shí)候，發(fā)生了崩塌事故，分析其中的原因就是因?yàn)殍旒芴L(zhǎng)直接導(dǎo)致中間的下弦桿承受了非常大的壓力，引起了下弦桿不再穩(wěn)定，導(dǎo)致了全桁架損害嚴(yán)重。在魁北克大橋的建設(shè)中，如果使用了必要的監(jiān)控手段，在橋梁的建設(shè)中，對(duì)于那些內(nèi)力相對(duì)較大的桿件，布置一些監(jiān)控測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控異常現(xiàn)象，并且一發(fā)生異常現(xiàn)象就立刻停工檢查，這種大型的崩塌墜落事故就不會(huì)發(fā)生。因此，一座大橋的建設(shè)，是否能如期的，安全的建成，能否杜絕施工事故的發(fā)生，施工監(jiān)控是非常有效的手段。橋梁施工的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于橋梁的建設(shè)非常重要。如果希望橋梁施工安全的進(jìn)行，監(jiān)控橋梁施工是不能忽視的，特別是造價(jià)昂貴，施工時(shí)間長(zhǎng)的大跨度橋梁。
1.2 提供橋梁建設(shè)的可靠數(shù)據(jù)
在橋梁建設(shè)過(guò)程中，對(duì)施工的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，這樣就可以對(duì)施工方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，這些數(shù)據(jù)對(duì)橋梁的質(zhì)量和安全有著非常重要的意義。鋼管混凝土拱橋在建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)于主橋拱上結(jié)構(gòu)，受力體系需要多次的變化，拱肋受力會(huì)發(fā)生變化，并且復(fù)雜，因此，施工難度非常的大。因此，施工過(guò)程需要把許多復(fù)雜的因素都進(jìn)行考慮，這些因素都有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的內(nèi)力改變。雖然，在橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，施工中的各種情況都進(jìn)行了考慮，但是橋梁的施工過(guò)程是非常的復(fù)雜，在施工之前，對(duì)于結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)是非常的苦難的。所以，必須在空鋼管合攏之后，對(duì)于橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控。杜絕由于各種難以預(yù)計(jì)的因素，讓主拱肋局部應(yīng)力出現(xiàn)超限，甚至是失穩(wěn)的情況，通過(guò)這樣減少由于橋面的變形從而產(chǎn)生的事故。在施工的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，得到建設(shè)過(guò)程中數(shù)據(jù)，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，及時(shí)的對(duì)施工過(guò)程的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，可以把已經(jīng)建成，但是結(jié)構(gòu)已經(jīng)偏離控制的工程，在下一階段的施工過(guò)程中，進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整，這樣就可以保證結(jié)構(gòu)線形的平順，同時(shí)，對(duì)實(shí)際內(nèi)力分布進(jìn)行全面的監(jiān)控，這樣就可以讓橋梁一直處于安全的承受范圍以內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，注混凝土到鋼管拱肋內(nèi)是非常危險(xiǎn)的一個(gè)施工階段。所以，為了保證橋梁建設(shè)的安全，任何一篇拱肋在注入混凝土的時(shí)候，都應(yīng)該對(duì)拱肋內(nèi)力和拱腳位移一直進(jìn)行監(jiān)測(cè)。整個(gè)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)，應(yīng)該是是拱頂L/2、L/4以及3L/4截面的上邊和下邊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化值。對(duì)L/2截面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)該由其關(guān)注上緣產(chǎn)生的拉力變化，并且及時(shí)的通知建設(shè)單位改變配重值，減少“冒頂”的損壞；同時(shí)，對(duì)于L/4和3L/4的截面，應(yīng)該更多的關(guān)注2個(gè)截面測(cè)點(diǎn)的對(duì)稱值。嚴(yán)格的控制壓注的速度，這樣才能保持兩端的混凝頂面同步上升，達(dá)到防止其中一側(cè)的混凝土標(biāo)高上升的速度過(guò)快。
橋梁的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控在解決施工中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題方面，可以依靠數(shù)據(jù)，提供非?？煽康姆治?。比如，山東一座橋梁在興建和施工的過(guò)程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控中的結(jié)果，顯示張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，出現(xiàn)了張拉噸位雖然達(dá)到了設(shè)計(jì)值，但是鋼絞線的伸長(zhǎng)量卻沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)值。這種情況的出現(xiàn)，是由什么原因引起的，監(jiān)測(cè)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以為分析提供和有效的幫助。山東這座橋梁，設(shè)計(jì)為一座下承式的拱橋，總體布置為三跨的結(jié)構(gòu)，橋梁中孔為跨徑達(dá)到80.80 m的下承式預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱，橋梁的邊孔是混凝土的T字型的梁，大約為30 m，整個(gè)橋的橋長(zhǎng)接近150 m。橋梁的張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的控制模式，是雙控模式，通過(guò)油壓，以及張拉伸長(zhǎng)進(jìn)行控制。在橋梁上張拉系梁上的某處鋼絞線的時(shí)候，通過(guò)監(jiān)測(cè)顯示油壓控制指標(biāo)可以滿足預(yù)定的要求，但是張拉伸長(zhǎng)量卻不能達(dá)不到要求。在橋梁的1L/6，2L/6，3L/6，4L/6，5L/6等五個(gè)位置的截面里面埋設(shè)內(nèi)部含有鋼筋計(jì)，對(duì)鋼絞線的張拉進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。根據(jù)理論，張拉是兩頭進(jìn)行的張拉，中間截面應(yīng)力以及軸力增量不可能達(dá)到最大，所以鋼絞線的中間一定存在一些問(wèn)題。并且根據(jù)有效的數(shù)據(jù)分析，判斷鋼絞線一定是在中間的某個(gè)位置卡住了。之后，通過(guò)把整個(gè)鋼絞線抽出進(jìn)行必要的檢查。終于發(fā)現(xiàn)鋼絞線中間一段有非常明顯的混凝土粘過(guò)的地方。因此推斷可能是在進(jìn)行澆梁工作的時(shí)候，很有可能混凝土不小心流入了波紋管。因此，導(dǎo)致鋼絞線被粘住，所以在張拉的時(shí)候被卡在鋼絞線的某一段沒(méi)法動(dòng)不了。根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，并且經(jīng)過(guò)實(shí)踐，得出分析判斷是完全正確的。這有效的證明了橋梁施工監(jiān)測(cè)和監(jiān)控完全可以為橋梁施工出現(xiàn)的疑難問(wèn)題，需要分析的情況，提供有效的依據(jù)。
1.3 積累技術(shù)資料
國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的橋梁設(shè)計(jì)，很多都采用了新穎的結(jié)構(gòu)體系，在整個(gè)的施工過(guò)程中設(shè)計(jì)時(shí)候的靜定或者超靜定體系變成了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力，因此，狀態(tài)更加的多變。甚至有的時(shí)候和建成后的運(yùn)行狀態(tài)相比，更加不利。通過(guò)施工監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，可以有效的對(duì)設(shè)計(jì)的理論和方法進(jìn)行驗(yàn)證，給今后的橋梁設(shè)計(jì)以及橋梁安全施工提供了非常詳實(shí)的資料。
2 結(jié)論
橋梁施工監(jiān)控是通過(guò)施工架設(shè)全過(guò)程的仿真計(jì)算和實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)過(guò)程監(jiān)控和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)成橋內(nèi)力和線型理想目標(biāo)狀態(tài)。隨著橋梁的建設(shè)越來(lái)越科學(xué)化，科學(xué)的檢測(cè)在橋梁建設(shè)中顯得尤為重要。我們應(yīng)該加快監(jiān)測(cè)技術(shù)在橋梁的運(yùn)用，保障橋梁建設(shè)的安全。
