桥梁施工监控

桥梁施工监控
一、桥梁监测
●概念：通过对桥梁结构状态的监控和评估，为桥梁在特殊气候
交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁
维护、维修、管理决策提供依据和指导
●监测系统的监控内容：
①桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态
②桥梁重要非结构构件（如支座）和附属设施（如振动控制元件）
的工作状态
③结构构件耐久性
④桥梁所处环境条件
(一)监测范围
1.敏感部位监测：
●一般在桥梁内力、应变、位移变化和裂纹产生对桥梁影响
至关重要的（敏感）部位进行监测
2.总体监测
(二)监测方式
1.人工监测：
●配备简单仪器，用人工作地毯式监测
●用模糊分级描述桥梁状况
●适用：定期监测、突发事件后的特别监测
2.自动监测：
●用固定在桥梁上的专用仪器，实时监测桥梁的工作参数
●由专用设备和软件对工作参数进行识别和加工，得到能反
映桥梁工作状态的信息
●再用特定的方法分析这些状态信息并与桥梁健康档案相比
较，给出桥梁的健康状况或损伤状况
●适用：特大或重要桥梁的在线监测
●自动化程度高，难度大
3.联合监测：
●用各种小型的自动化程度较高的仪器，配合人工监测
(三)监测的状态
1.静态：
●监测桥梁结构的静态几何和力学参数，能较直观的分析桥
梁结构的工作状态
●一般都用加载检测
2.动态：
●检测桥梁结构的动态几何和力学参数，用以分析桥梁结构
的工作状态
●适用于运营监测
(四)常规监测的工作参数和桥梁监测系统与手段
1.常规监测工作参数：
（1）位移
●绝对位移和相对位移
●静位移和动位移
（2）变形：
●静动挠度
●静动应变
（3）力：
●索的张拉力
（4）动力参数：
●速度、加速度，转换成频率、振型，再转换成张力、位
移
（5）外观和完整率：
●气蚀
●磨损
●裂缝
●剥落
（6）物理化学现象：
●砼碱集料反应
●砼中性化（碳化、酸雨、氯蚀）
●钢材锈蚀
（7）环境：
●风速（向）
●空气（桥体）温度
●地震
●交通量（荷载）
2.桥梁监测系统与手段：
（1）桥梁监测系统组成：
●传感器（倾角、位移、加速度、温度、湿度、应力、拉
力、压力）
●信号调理、传输模块
●数据采集系统、健康监测、预警模块
（2）监测系统主要仪器：
●位移计、倾斜仪、量测（高程、方位、距离）设备、GPS、
数字成像机
●位移传感器、电阻应变仪、压电式应变仪、振弦应变仪、
分布式光纤应变计
●压力环、磁弹性张力计、油压计、剪力销
●速度计、伺服（电压）加速度计
●刻度放大镜、数字成像机、超声探测仪、地面雷达
●化学试剂试验、由外观特征判断、钢筋锈蚀仪
●风速（向）计、空气（埋入式）温度计、当地地震观测
数据、交通量观测仪、埋入（移动）式称重计、摄像机（3）监测系统工作流程：
各种传感器收集桥梁运行过程中各种形态变化
信号处理
信号通过传输模块传输到总监控室
当变形、振动、位移、应力超差时，启动预警模块
二、桥梁施工控制
●在施工过程中，控制桥梁的的内力变形一直处于安全范围内，
确保最终的实际桥梁变形和内力符合设计理想的变形和内力
要求
●控制范围：变形控制、应力控制、稳定控制、安全控制
●桥梁施工安全是变形、应力、稳定控制的综合体现
(一)桥梁施工控制方法
1.事后控制法：
●已成结构状态与设计要求不符时
●通过一定手段对其进行调整，使之达到要求
●应用不多
2.预测控制法：
●考虑施工方案和影响桥梁状态的各种因素而确定桥梁的应
变和应力的理想状态（控制理想状态）
●针对施工过程中，由于实际情况和假设因素之间不一致而
产生误差，在调整系统中进行修正，再给定下一步的数据
●对结构的每一个施工阶段形成的前后的状态进行预测，使
施工实际沿着预定的理想状态进行控制
●纠偏终点控制的方法：施工过程中，对产生主梁线形偏差
的因素进行跟踪控制，随时纠偏，最终达到理想线形
●常用理论：卡尔曼滤波法、灰色理论
3.自适应控制法（也称参数识别修正法）：
●控制开始时，控制系统的某些设计参与与实际情况不完全
相符，系统不能按设计要求得到符合实际的输出结构
●在系统运行过程中，通过系统识别或参数估算，不断修正
参数，使设计输出与实际输出相符，从而得到控制
●自适应控制方法：对施工过程中的标高和内力的实测值与
预计值进行比较，对桥梁结构的主要基本设计参数进行识
别，找出产生实测值与预计值产生偏差的原因，从而对参
数进行修正，达到双控的目的
4.最大宽容度控制法（误差容许值法）：
●设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度，这种方法减少
了控制的难度
5.影响桥梁施工控制的主要因素：
●结构参数
●施工误差因素
●监测因素和结构分析计算模型
●温度变化与材料收缩影响
●徐变因素
6.结构参数：
●材料密度
●结构部件截面尺寸
●材料弹性模量
●材料热膨胀系数
●施工荷载
●预加应力或索力
7.监测：
●温度、应力、变形
(二)各种桥梁的施工控制特点
●施工控制最基本要求：保证施工中的安全和结构恒载内力
及结构线形符合设计要求
1.斜拉桥：
（1）主梁悬臂浇筑（拼装）施工：
●确保主梁线形和顺、正确是第一位
●施工中以标高控制为主，既要控制主梁标高，又要顾及拉
索索力偏差
（2）标高控制：
①主梁刚度较小：
●斜拉索索力微小变化都会引起悬臂端挠度的较大变化
●斜拉索张拉时以高程测量为主进行控制
●索力张拉吨位不得超过容许范围，确保施工安全
②主梁刚度较大：
●斜拉索索力即使有较大变化对悬臂端挠度变化的影响
也很有限
●施工中应以斜拉索张拉吨位进行控制，然后根据标高的
实际情况，对索力作出适当调整
●标高、线形的控制主要通过砼浇筑前底模标高的调整
（悬臂浇筑法）或预制块接缝转角的调整来加以实现
2.悬索桥：
（1）主索架设：
●悬索桥的主要承载结构，也是悬索桥吊装的主要承重结
构
●主索一旦架好，长度和线形的调整很小
●为确保悬索内力和线形符合设计要求，要严格控制主索
的无应力长度（下料长度），尤其是基准束的尺寸（2）加劲梁拼装：
●为符合设计线形，重点控制吊杆的无应力长度（下料长
度）
（3）施工过程中，除主索和加劲梁外，要严格跟踪控制桥塔受力、索鞍偏移、吊杆和主索索股受力均匀性，保证应力和
线形的双控
3.大跨度砼拱桥:
（1）按安全、线形、恒载内力要求进行施工控制
（2）由于大跨径砼拱桥拱肋截面的底板、侧板、顶板时分次浇筑完成的组合截面，结构挠度和内力会重分布，为确保拱
肋应力和变形符合设计要求，要严格进行双控
（3）拱肋形成要靠劲性骨架进行浇筑，拱肋各段在工厂放样加工制作，骨架合龙后，无法再做大的调整，
（4）为确保拱肋应力和标高符合要求，首先要控制好骨架无应力长度，然后做好拱肋砼浇筑的跟踪施工、控制
（5）施工过程中要关注结构的稳定性
4.预应力砼连续梁桥或连续刚构桥：
●施工控制与斜拉桥主梁相同
●凡是悬臂浇筑或拼装的桥梁，都是逐节段向前推进●施工控制中常采用逐节段跟踪控制的方法。