淺談大跨徑箱型拱橋的施工監(jiān)控

徐　元　唐準(zhǔn)準(zhǔn)

摘要：在近年的橋梁建設(shè)中，人們已越來(lái)越認(rèn)識(shí)到施工監(jiān)控在施工技術(shù)中的重要地位和作用。為了保證橋梁施工安全與成橋內(nèi)力和線形符合設(shè)計(jì)要求，施工監(jiān)控已成為施工技術(shù)的重要組成部分，并始終貫穿于橋梁施工中。對(duì)于大跨徑箱型拱，施工監(jiān)控確保拱橋的安全施工，保證結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線性的最終狀態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：大跨徑箱型拱橋；施工監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號(hào)：U448

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)17-0160-02

在近年的橋梁建設(shè)中，人們已越來(lái)越認(rèn)識(shí)到施工監(jiān)控在施工技術(shù)中的重要地位和作用。為了保證橋梁施工安全與成橋內(nèi)力和線形符合設(shè)計(jì)要求，施工監(jiān)控已成為施工技術(shù)的重要組成部分，并始終貫穿于橋梁施工中。

箱型拱橋是一種新型鋼筋混凝土拱橋，因?yàn)槠渚哂锌缭侥芰Υ螅靸r(jià)較低，無(wú)需高強(qiáng)鋼材，外觀優(yōu)美等優(yōu)點(diǎn)，而不斷在山區(qū)高等級(jí)公路，城市道路的建設(shè)中得到廣泛運(yùn)用及推廣。箱型拱橋特別適用于地基承載力高，河谷溝澗，河岸陡峭，跨越寬度小于數(shù)百米的溝谷。對(duì)大跨徑箱型拱橋來(lái)說(shuō)，由于其上部結(jié)構(gòu)采用多工序、多階段施工，若不對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的最終狀態(tài)很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為建成質(zhì)量高、外形美的橋梁，施工監(jiān)控是決不可少的。本文主要介紹了大跨徑箱型拱橋的施工監(jiān)控，僅供參考。

一、施工監(jiān)控的目的及意義

橋梁施工階段的監(jiān)控是一個(gè)系統(tǒng)工程，主要包括三部分。第一部分是事先監(jiān)控；第二部分是數(shù)據(jù)采集；第三部分是數(shù)據(jù)分析及處理。事先監(jiān)控即協(xié)助業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)單位提交的施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行審查、對(duì)施工單位提交的施工組織計(jì)劃和施工技術(shù)方案進(jìn)行審核、提供審查意見，并對(duì)施工進(jìn)程進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。數(shù)據(jù)采集是通過(guò)施工中在結(jié)構(gòu)各主要部位預(yù)先設(shè)置的多種傳感器和相關(guān)測(cè)試儀器，根據(jù)實(shí)際施工過(guò)程測(cè)得大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析及處理是利用電子計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；通過(guò)與原設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和誤差分析，確定和指導(dǎo)下一步的施工方案；并及時(shí)預(yù)報(bào)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的不利狀況及相應(yīng)改善措施，就是我們所說(shuō)的施工預(yù)警。

橋梁施工，特別是大跨徑橋梁的施工，都是一個(gè)系統(tǒng)工程。在這個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)圖是我們的預(yù)期目標(biāo)。整個(gè)施工過(guò)程中，這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將受到很多確定和不確定因素的影響，諸如設(shè)計(jì)計(jì)算、材料性能、施工方案、施工精度、荷載、大氣溫度等多方面在預(yù)期目標(biāo)與實(shí)際情況之間存在的不同。施工中如何從各種受誤差影響而失真的參數(shù)中找出相對(duì)真實(shí)之值，對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整、預(yù)測(cè)，都會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

二、施工監(jiān)控的原則與方法

(一)監(jiān)控原則

橋梁的施工監(jiān)控是一個(gè)預(yù)測(cè)、量測(cè)、識(shí)別、修正、預(yù)測(cè)的循環(huán)過(guò)程。施工監(jiān)控的首要任務(wù)是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全，主要體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)的內(nèi)力合理，變形控制在允許范圍內(nèi)，并保證足夠的穩(wěn)定性。

大跨徑箱型拱橋施工監(jiān)控的原則更是上述三項(xiàng)的綜合考慮。在施工中，如發(fā)現(xiàn)變形和應(yīng)力誤差偏大，應(yīng)立即暫停施工，查明原因，及時(shí)調(diào)整，盡可能使兩者都滿足設(shè)計(jì)要求。

(二)監(jiān)控方法

大跨徑箱型拱橋施工中每個(gè)工況的受力狀態(tài)與位移達(dá)到設(shè)計(jì)確定的預(yù)期目標(biāo)的重要影響因素，包括由于設(shè)計(jì)中的構(gòu)件截面尺寸、材料彈性模量、容重、收縮和徐變系數(shù)等與施工中的實(shí)際情況有一定的差距，以及外界環(huán)境如大氣溫度、風(fēng)荷載、臨時(shí)荷載等也常常變化。

現(xiàn)階段大跨徑箱型拱橋的施工監(jiān)控方法主要分為三類：開環(huán)監(jiān)控、反饋監(jiān)控和自適應(yīng)監(jiān)控。監(jiān)控方法的選用應(yīng)根據(jù)監(jiān)控項(xiàng)目的實(shí)際情況選用，多采用自適應(yīng)監(jiān)控和開環(huán)監(jiān)控等多種監(jiān)控方法相結(jié)合的形式。其基本原理在于：通過(guò)施工過(guò)程的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)不斷更新施工監(jiān)控跟蹤分析程序的參數(shù)，以計(jì)算分析程序的計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)以后的施工方案。

經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)、分析與調(diào)整后，計(jì)算分析程序的參數(shù)選取應(yīng)盡可能地與實(shí)際施工狀況相吻合，方能達(dá)到以線形為主，內(nèi)力為輔的雙控目的。其基本步驟如下：

1、按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)參數(shù)確定每一施工工況應(yīng)達(dá)到的分目標(biāo)，并建立相應(yīng)的施工過(guò)程跟蹤分析程序。

2、開始施工，施工中根據(jù)上述分目標(biāo)開始監(jiān)控，測(cè)量實(shí)際結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力等數(shù)據(jù)。

3、根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)之前選定的程序參數(shù)進(jìn)行分析和調(diào)整，以調(diào)整后的參數(shù)重新確定以后各施工工況的分目標(biāo)，建立新的跟蹤分析程序。

4、不斷重復(fù)上述過(guò)程至工程竣工。

施工監(jiān)控過(guò)程就是盡可能地使跟蹤分析程序的計(jì)算過(guò)程與實(shí)際施工工況相吻合，各分目標(biāo)成為各工況可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，達(dá)到利用跟蹤分析程序做必要的調(diào)整與控制以指導(dǎo)后面的施工過(guò)程的目的。大跨徑箱型拱橋的施工監(jiān)控也不例外。通過(guò)施工中的拱肋高程、偏位、截面尺寸、混凝土彈模等數(shù)據(jù)的采集，在對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析后，不斷修正程序參數(shù)，使變形、內(nèi)力的計(jì)算與實(shí)測(cè)值之差不斷縮小，令計(jì)算程序掌握之前的施工過(guò)程，預(yù)估未來(lái)的施工工況，從而達(dá)到施工監(jiān)控的目的。

(三)調(diào)控手段

在施工過(guò)程中，誤差的產(chǎn)生是無(wú)可避免的。當(dāng)肋拱的線形、內(nèi)力誤差每工況能監(jiān)控在精度范圍之內(nèi)，則不必調(diào)整。當(dāng)這種誤差超出施工規(guī)范定的監(jiān)控精度范圍或各工況的累積誤差已不允許時(shí)，則必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，以拱肋線形為主要監(jiān)控目標(biāo)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控拱肋安裝過(guò)程中的三維坐標(biāo)變化，采用嚴(yán)格監(jiān)控拼裝質(zhì)量的方法加強(qiáng)監(jiān)控，并考慮采用調(diào)整扣索和纜風(fēng)索每一分段拱肋高程的方法進(jìn)行拱肋監(jiān)控點(diǎn)高程和平面位置的調(diào)整。

三、結(jié)語(yǔ)

每座橋梁所采用的施工方法均按預(yù)定的程序進(jìn)行，施工中的每一段，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形都是可以預(yù)計(jì)的，同時(shí)可通過(guò)監(jiān)控得到的各施工階段結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)力和變形，從而完全可以跟蹤掌握施工進(jìn)程和發(fā)展情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中監(jiān)控的實(shí)際值與計(jì)算的預(yù)計(jì)值相差過(guò)大時(shí)，就要進(jìn)行檢查和原因分析，而不能再繼續(xù)施工，否則，就會(huì)出現(xiàn)事故。如國(guó)內(nèi)20世紀(jì)80年代建造的四川達(dá)縣州河斜拉橋在合攏前的垮塌不能不說(shuō)與施工過(guò)程結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控相關(guān)。由上述可知：施工監(jiān)控在施工過(guò)程中成為越來(lái)越重要的組成部分，為施工質(zhì)量、安全及正常運(yùn)營(yíng)提供了有力的保證。

參考文獻(xiàn)

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ-041-2000)[S]

[2]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(JTGF80／L-2004)[S]