浅谈监测与监控技术在桥梁施工中的作用

1、浅谈监测与监控技术在桥梁施工中的作用    【摘 要】随着交通运输需求的日益增长和桥梁建设技术水平的不断提高，桥梁的跨度不断增大。与此同时，桥梁监控已经是桥梁施工中不可或缺的一部分。科学合理的施工方法与监控方案为最大限度保证桥梁建设与运营安全、大跨径桥梁的理想几何线形与合理的内力状态提供了技术支持，并为后续桥梁施工提供可靠数据和积累技术资料。为了确保桥梁施工过程顺利进行以及桥梁在使用过程中的安全耐久性，桥梁施工监测的科学有效性越来越重要。 【关键词】桥梁工程；施工监控；监控理论 桥梁建设的施工是一项很重要的工作，要想做好桥梁的施工建设工程，施工监测是一项

2、不可缺少的部分，它在桥梁建设的施工建设当中起着十分重要的作用。桥梁施工监测的好坏，能不能发挥好施工监测的作用直接影响着整个桥梁的质量和桥梁建设的成败。目前，桥梁结构施工阶段的监控监测已成为控制桥梁施工质量不可缺少的主要手段。准确的应力测试以及标高控制不仅是控制结构安全的重要依据，也是进行监控计算、确定监控指令在的基本参数，将起到确保桥梁施工安全、运营安全的作用，并能通过早期发现桥梁病害，以节约桥梁的维修费用，提高桥梁的综合使用效益。 1.桥梁施工监测的目的 施工监控的目的，就是建立以施工为中心，且拥有实用的测试技术和现场计算分析技术的施工监测和控制技术系统，实时监测各施工阶段的主要控制参数，并

3、通过计算分析及时预测得出各施工阶段的主要控制参数，指导和控制下阶段施工，控制桥梁线形，确保桥梁内力满足设计要求，并保证桥梁正常使用的安全性。根据桥梁本身的结构形式和力学特征，选择合理的监测控制截面，在所选截面的适当位置预埋温度应变传感器或布设变形测点，并适时采集数据。然后，把现场实测结果与监控计算结果相验证，在计入误差和变量调整后，由监控人员分析每阶段乃至竣工后桥梁结构的实际状态，预测今后施工可能出现的应力分布和线形，确定是否需要该施工阶段对可调变量实施调整。对于变截面连续箱梁来说，施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁结构形成后的外形和内力状态符合设计要求。桥梁施工监控的目的另

4、一方面是为合理成桥状态提供技术数据，准确给定和及时调整梁端立模标高，确保合龙精度，使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。通过理论计算和施工线形测量相结合，进行高程偏差调整和预测，得到合理的施工预拱度，控制桥梁的线形接近设计线形。对实际结构进行测试，掌握实际结构的真实应力，通过应力分析，发现可能出现裂纹的部位，对应力不足或危险截面采取补救措施，防患于未然。 2.桥梁施工监测的内容 桥梁施工监控的内容包括应力控制和变形控制，其中变形控制即标高控制，主要体现在施工控制模拟结构分析、施工监测以及施工误差分析等方面。它可以实时监测桥梁内部结构的受力状态，形象反映箱梁成型和受力数据，指导控制施工过程，将桥

5、梁设计者的意图很好地贯彻到桥梁施工中，保证桥梁的结构稳定，结构分析是施工控制的主要工作内容之一，该项工作根据施工过程与成桥运营情况来完成各施工状态及成桥后的内力、应力与位移计算，进而确定出结构各施工阶段的应力与位移理论值。桥梁施工监控是在确保施工安全的前提下，通过结构模拟计算分析、现场监测、参数识别、模型修正、控制立模标高等手段，确保桥梁成桥线形及受力状态符合设计要求，保证桥梁施工安全和正常运营。 3.施工监控的主要监控理论 施工监测的科学有效的进行是建立在正确的监测理论体系基础之上的，只有有了正确而强大的监测理论才能确保整个桥梁在建设过程中的安全，才能保证建成后桥梁的高质量、高安全。必须通过

6、施工与监控的有机结合，来保证全桥主要控制截面应力值在整个施工过程中处于安全范围内，保证桥梁的施工安全和正常运营。预应力混凝土连续梁桥是桥梁中的一种典型桥梁，被广泛的运用到交通建设当中。它的施工监控包括变形监控和内力监控。变形监控就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若出现偏差且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一阶段的施工做好准备工作。对于连续梁，主梁在悬浇施工中各截面上下缘的应力随工况的不同而不断变化。主梁在悬浇过程中可按静定结构考虑控制截面，悬浇完成后结构体系转换，此时应按超静定结构考虑控制截面，在这些截面内布置传感元件，进行应力测试和施工控制。用于桥梁施工控

7、制的理论和方法主要有：设计参数的识别和调整、kalman滤波法、灰色系统理论法和最小二乘法，分别叙述如下。 3.1参数识别与调整法 主要是根据施工中结构的实测值，对主要设计参数进行估计，然后将被修正后的设计参数反馈到控制计算中去，重新给出施工中的理论期望值，以消除理论值与实际值不一致的主要误差原因。参数识别与调整法是最常采用的施工控制方法之一。 3.2卡尔曼滤波法 卡尔曼（Kalman）滤波是美国学者Kalman于1960年提出的，他将状态空间的概念引入随机估计理论中来，把信号过程视为在白噪音作用下的一个线性系统的输出，并把这种输入输出关系用状态方程来描述。应用kalman滤波法对梁桥施工误差

8、进行调整取得了很好的效果。 3.3灰色系统理论 灰色系统理论就是以灰关联空间为基础的分析体系，它以现有信息或原始数列为基础，通过灰过程及灰元生成对原始数列进行数据加工处理，建立灰微分方程即灰模型（GM模型）为主体的模型体系，来预测系统未来发展变化的一种预测控制方法。少数据建模是灰色系统理论的重要特点。 4.结语 在桥梁建设工程当中悬臂端挂篮和直线段支架的参数对悬臂施工非常重要，很大程度上决定了桥梁的外观线形，因此挂篮、支架一定要按照要求进行预压试验，并详细的统计分析试验数据。大跨径预应力混凝土连续梁桥的预应力施加是桥梁施工中的关键工作，施加预应力所用的张拉设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期

9、维护和校验，以提高施加预应力时张拉力的控制精度。监控计算工作应引起足够的重视，而每座桥梁施工都有其不同的场地、机械和其他环境，所以要对桥梁结构施工现场的临时工况的计算引起重视。桥梁的发展对结构安全要求越来越高，以人工为主的日常监测，尽管目前静载、动载试验已经很完善，也很难对全桥健康状况作出长期的、全面的监测，对其整体性和安全性做出全面、准确、系统的评价。特大桥梁的施工监测监控是一项系统工程，业主、代业主、设计、监理、施工、监控等单位的分工各有不同，这就要求施工过程中明确各方职责，互相协调与配合，各尽其职，才能有效的发挥各自作用，保质保量按时完成大桥的建设任务。 【参考文献】 1黎双邵，张勇，黄沛.