遠程監(jiān)控系統(tǒng)在橋梁0#塊三角托架中的應(yīng)用

崔凱 張磊 劉國嶺 王高偉 冀明媚

摘要：本文通過國道310西安渭河特大橋工程實例，簡述了遠程檢測系統(tǒng)在橋梁0#塊中的應(yīng)用，以此代替了傳統(tǒng)的實地測量分析的監(jiān)控、監(jiān)測方法，實踐證明，通過遠程系統(tǒng)，能更好的監(jiān)控、監(jiān)測結(jié)構(gòu)安全，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嵭?，能更有效的控制結(jié)構(gòu)安全。

關(guān)鍵詞：橋梁；0#塊；三角托架；遠程監(jiān)控

隨著經(jīng)濟社會的持續(xù)快速發(fā)展，建筑科學(xué)技術(shù)的日益進步，建筑工程的規(guī)模、空間和體量呈逐步增長趨勢，建筑物的平面布局、結(jié)構(gòu)類型也更加復(fù)雜多樣，大跨度、大截面梁及高空間的建筑物對施工臨時結(jié)構(gòu)施工安全管理提出了更高的要求，近年來橋梁施工也頻出不停，事故類型各種各樣，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在建筑行業(yè)廣泛利用，過程監(jiān)控系統(tǒng)相對于人工實地測量監(jiān)控而言，時效性更好，而且更加方便和準(zhǔn)確。

一、項目概述

國道310西安過境公路上部結(jié)構(gòu)形式為連續(xù)箱梁+T梁+變截面箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、薄壁空心墩、肋式臺，全橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載采用公路-Ⅰ級設(shè)計行車速度80km/h，全橋連續(xù)梁共20個主墩，河道內(nèi)0#塊施工采用三角托架作為支撐系統(tǒng)。

二、三角托架的設(shè)計

該橋0#塊縱橋向長12m，橫橋向?qū)?6.25m，下部墩柱為矩形空心薄壁墩，縱橋向長度為3m，寬度為16.25m，0#塊施工時寬度較大，懸臂長度較長，施工難度較大，采用了三角托架作為底部支撐系統(tǒng)的工藝進行施工，因此三角托架的結(jié)構(gòu)安全是0#塊順利施工的關(guān)鍵。

三角桁架水平桿采用雙I45b工字鋼，通過28b槽鋼相連，均采用Q235b鋼材。斜撐桿采用雙40b槽鋼，銷軸采用Q420號鋼鋼棒，直徑為140mm，長度為495mm的銷軸。

三、三角托架的監(jiān)測

（一）普通的測量監(jiān)控

通常情況下，類似橋梁用掛籃的監(jiān)測與測量均是采用全站儀進行觀測與控制，這也是橋梁中用的最普遍的方法，全站儀的測量主要是通過不同時段、不同工況下三角托架高程及位置的變化情況來判斷三角托架的位移、撓度是否處于安全狀態(tài)下。

普通的測量通過對前后數(shù)據(jù)的對比分析，而得出結(jié)構(gòu)的安全性，其效率較慢，而且重要的是其實效性不強，不能在第一時間內(nèi)采取措施.

（二）遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

1、遠程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢

遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過對高墩模板沉降、支架變形和各桿件軸力的實時監(jiān)測，實現(xiàn)實時監(jiān)測、超限預(yù)警、危險報警的監(jiān)測目標(biāo)。采用高精度傳感器和自動采集儀，一秒內(nèi)可讀取最新數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)測值超過預(yù)警值時，施工人員在作業(yè)時能從機器上讀取預(yù)警信號，監(jiān)測人員可以及時通知現(xiàn)場負責(zé)人員，排除影響安全的不利因素；當(dāng)監(jiān)測值超過報警值時，監(jiān)測設(shè)備發(fā)出報警信號的同時，安裝在現(xiàn)場的警報器也會發(fā)出警報聲。

遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控優(yōu)勢

2、遠程監(jiān)控系統(tǒng)在本項目的應(yīng)用

針對本項目，在三角托架各個節(jié)點處安裝8個表面應(yīng)變計。在監(jiān)測平臺上的熱點圖例如下：

沉降和水平位移的監(jiān)測既可以做在線監(jiān)測，也可以做人工監(jiān)測?？紤]到成本問題，沉降和水平位移的監(jiān)測采用人工監(jiān)測。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可以手動輸入到監(jiān)測平臺上.

應(yīng)力監(jiān)測采用實時監(jiān)測，可以在監(jiān)測平臺上實現(xiàn)實時查看和調(diào)用。該方式是通過成熟的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，通過靈活地控制設(shè)備的采集制度，進行遠程控制。根據(jù)現(xiàn)場工況，直接通過無線傳輸模塊實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和控制，簡單方便。

每次人工觀測和計算機接收數(shù)據(jù)之后應(yīng)立即對原始觀測數(shù)據(jù)進行校核和整理，包括原始觀測值的檢驗、物理量的計算、填表制圖，異常值的剔除、初步分析和整編等，并將檢驗過的數(shù)據(jù)輸入計算機的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。繪制測點時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，如果位移的變化隨時間而漸趨穩(wěn)定，說明該處處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果出現(xiàn)了反常現(xiàn)象，表明該監(jiān)測點處已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)立即采取相應(yīng)的施工措施進行處理。

四、結(jié)語：

本項目通過人工測量實地分析與遠程自動監(jiān)控分析相結(jié)合，有效的控制了三角托架在0#塊施工過程中的變形和安全.實現(xiàn)了遠程測量在橋梁三角托架中有效應(yīng)用.

參考文獻：

[1] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTG D64-2015）

[2] 《建筑施工計算手冊》（第三版）

[3] 《鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）懸臂澆筑施工技術(shù)指南》 （TZ324-2010）

[4] 《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）

[5] 《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2007）

[6] 《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ300-2013）