桥梁工程监测方案范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了桥梁工程监测方案范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

桥梁工程监测方案

桥梁工程监测方案范文1

关键词:桥梁健康监测;物联网;必要性;效益

中图分类号:TP707文献标识码:Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.038

0前言

由于气候、环境等自然因素的作用和日益增加的交通流量及重车、超重车过桥数量的不断增加,桥梁结构随着桥龄的不断增长,结构的安全性和使用性能必然发生退化。自1940年美国Tacoma悬索桥发生风毁事故以后,桥梁健康监测系统的重要性就引起人们的注意。

桥梁健康监测系统就是通过对桥梁结构进行无损检测,实时监控结构的整体行为,对结构的损伤位置和程度进行诊断,对桥梁的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估,为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号,为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据和指导。安装结构健康监测系统是提高桥梁的养护管理水平,保证桥梁安全运营的高效技术手段。

1桥梁健康监测系统的项目背景

随着国民经济的不断发展,公路交通在国民济中的作用和地位日益提高,愈来愈显著地为人们所重视。桥梁是确保公路畅通的咽喉,其承载能力和通行能力是沟通全线的关键,直接影响着公路交通的经济效益和社会效益。到2009年底,天津市共建桥梁3000多座,其中大桥和特大桥以上桥梁302座,三、四类桥梁仍占一定比例,这些桥梁大多数是20世纪70-80年代建造,桥龄一般在30年左右。在使用过程中,由于车辆荷载的增大,特别是近二十年来,交通量不断增加,桥梁的负荷日趋加重,以及外界各种因素作用和影响,使这些桥梁结构产生病害,出现缺陷,严重影响其正常使用。为了保证公路交通的畅通,适应快速增长的交通量和载重量的要求,需要对这些桥梁进行养护、维修、加固和改造。在进行这些工作之前,科学、准确地掌握桥梁的技术状况至关重要,只有正确了解桥梁的现有情况,就能选择经济、合理的维修加固方案。在桥梁管理方面,目前我国大多数各级公路管理部门由于人员、资金等原因,比较注重新桥梁的建设。在旧桥的管理、养护方面存在许多问题,一方面管理模式和管理手段陈旧,桥梁资料的收集、分析和管理采用传统的人工方法,使得有关部门对桥梁整体情况了解不足,部分桥梁的技术档案丢失,为养护管理带来许多不便;对桥梁技术状况的掌握停留在定性了解凭工程师经验的基础上,在确定桥梁养护、维修方案时,往往根据过去的经验作决策;另一方面,养护资金短缺、人员素质偏低,桥梁的日常养护得不到保证,有些地方的桥梁甚至处于失修状态,部分地方的二、三类桥梁得不到及时养护、维修,使得桥梁的病害、缺陷急剧恶化,降低了桥梁的承载能力,影响了桥梁的正常使用。桥梁与其它建筑物一样,其“寿命周期”也经历建造、使用和老化三个阶段。公路桥梁造价昂贵,在公路交通运输中发挥着重要的作用,为了使桥梁安全、畅通、高水平地发挥其作用,必须大力改变传统的管理模式,运用现代化的信息处理技术和管理手段,建立科学、规范、完善的桥梁监测数据采集、处理和决策体系,为桥梁保持良好的技术状态和通行能力提供有力的保障。桥梁健康监测系统就是应用系统论思想和物联网技术,通过分析桥梁外表出现的各种病害、缺陷等现象,找出它们与桥梁内在因素之间的必然联系,从而对桥梁的技术状况做出准确判断和预测,为其养护、维修方案的决策提供依据。

物联网技术的应用,使原来繁杂、无序、甚至难以完成的工作,现在变得容易实现,使原来要用很长时间才能完成的工作,现在可在瞬间完成,通过物联网技术,可实现对桥梁的远程实时管理和决策。因此对桥梁信息管理系统的研究,可更新桥梁管理观念,使桥梁管理科学化、规范化,最大限度发挥有限的资金、劳力、机械设备、材料和能源的作用,做好桥梁的养护、维修工作,使现有桥梁始终处于良好的技术状态和服务水平,保证公路交通运输畅通无阻。

2桥梁健康监测系统国内外的发展水平

美国最早开始桥梁监测信息管理系统的研究,1968年美国联邦公路局研制出世界上第一个桥梁信息管理系统。该系统被称为“国家桥梁档案数据库”。经过三十多年的充实和完善,它具备记录、存储、更新和统计所有桥梁各项数据的桥梁数据库系统,可对公路桥梁做出评定,对候选维修、改造项目进行优先排序和决策。

从上世纪八十年代,世界各国开始研究开发综合性桥梁管理系统,1985年,在联邦公路局的桥梁管理系统的基础上,美国几十个州先后开发了各自的桥梁管理系统,然后美国各州公路与运输工作者协会开发了一个大型网级桥梁管理系统,这些系统同时拥有数据库管理、技术状况评定、需求预测、以及采用寿命周期费用分析法进行项目方案优先排序等功能。遂后其它国家也相继开发了自己的、具有上述多功能的综合性桥梁管理系统,像日本道路公路桥梁管理系统,丹麦公路桥梁管理系统,加拿大安大略省桥梁管理系统等。我国的交通部公路科研所、长安大学、天津大学等单位已经开始了桥梁健康监测系统的研究工作,并开发了各自的公路桥梁管理系统,以交通部公路科研所的“桥梁管理系统”和长安大学的“公路桥梁管理系统”具有代表性,其研究成果处于国内先进水平。

3桥梁健康监测系统实施的必要性

桥梁工程监测方案范文2

关键词:大件运输车;配重;桥梁承载能力;大跨径拱桥;安全性

中图分类号:U448 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)25-0090-03

1 概述

随着物流业的发展,公路运输也时常遇到几百吨的“巨无霸”,这些巨无霸的吨位远超公路桥梁设计规范中的车辆荷载,这些大件运输车的行驶也给我们的公路桥梁带来了巨大的挑战,2009年4月,2辆载着天然气脱硫设备一级吸收塔的286吨重大件运输车,需要通过重庆渝邻高速温塘河大桥。该桥为主跨为140m的钢筋混凝土箱板拱,通过对桥梁承载能力进行分析后发现,若大件运输车直接过桥,则该桥拱脚截面抗弯承载能力不能满足要求,因此,通过试算,采用给每辆车配重形成特定车列的方式,最终使大件运输车安全的通过桥梁。

2 大件运输车参数

根据武汉中远物流有限公司提供的资料,在大件车过桥前对大件车的轴距参数进行了现场实测,大件运输车设备与车的总重为286t,其载重参数如图1、图2所示:

图1 大件运输车纵向分布图(长度单位为m)

图2 大件运输车横向轮距示意图(长度单位为m)

3 桥梁技术状况

根据文献8,温塘河大桥全桥技术状况综合评分61.6,属二类桥,上部构件技术评定标度:3。其主要病害为:拱上立柱底系梁多处竖向贯通开裂;拱上立柱间行车道板错台、破损、勾缝混凝土脱落、渗水、横向裂缝;拱箱拱底接缝混凝土脱落;拱上立柱盖梁渗水。

4 通过方案

温塘河大桥梁径布置为9×30+140+2×30m,上部结构主桥为140m的钢筋混凝土箱形无铰拱桥,矢跨比为1/5,拱轴系数为1.72。拱圈高2.3m(竣工图),宽9.1m,横向为6个箱室。行车道为10m的空心板,单幅横向布置9块板,车道净宽11.25m,按3车道计。主桥计算跨径141.43m,考虑到桥梁的病害情况及上部结构技术评定标度为3,考虑检算系数Z1=0.9;由于本次大件车通行为冬天,故考虑降温15℃。计算不考虑徐变对温度效应的折减。由于主拱圈为箱板拱,根据规范不考虑荷载横向分布。通过计算,若不采取特殊措施,大件运输车直接过桥,则该桥拱脚截面抗弯承载能力不能满足要求,为了确保整个通行过程中的桥梁安全,通过试算,最后确定采用在大件车前后按一定距离各布置6台30t的载重车的方案,载重车的距离通过计算确定。根据方案,过桥时,所有车辆沿桥梁中线匀速行驶(

图3 30t级配重车轴重分布示意图

图4 温塘河大桥大件运输车配重方案示意图(单位:m)

5 桥梁静载试验

5.1 试验内容

由于该桥存在一定病害,本次大件车采用特殊方式过桥,故在大件车过桥前先进行荷载试验掌握桥梁结构的受力性能和承载能力。

试验工况共3个:(1)拱脚负弯1/4跨正弯;(2)拱脚正弯1/4跨负弯;(3)拱顶正弯。为节约时间,每个工况只进行正载试验。

各观测截面的静载试验分级进行,每个工况分为2~3级,每级1~2辆车,每级荷载就位后约20分钟进行各项观测,观测桥梁结构在每一级荷载作用下的应变及挠度情况。满载后一次性卸载,卸载后约10分钟进行残余观测和调零,再继续下一工况。

5.2 试验截面及测点布置

选取选邻水岸拱脚(K1)、邻水岸1/4(K2)、拱顶截面(K3)作为荷载试验截面。测点布置如图5所示:

图5 K1、K5截面应变监控测点布置示意图

图6 K2~K4截面应变监控测点布置示意图

黑色圆点代表钢筋应变计;小矩形代表混凝土应变计。

钢筋和混凝土应变用动态应变仪和静态应变仪观测,考虑到大件车过桥时静、动载设备均能对通行荷载产生的应变同时监控,将K2及K3截面3#、4#测点旁增加2点作为动应变测点。

图7 K2~K4截面挠度监控测点布置示意图

挠度用精密水准仪和全站仪进行观测。

5.3 荷载试验结果

桥梁设计荷载为汽-超20级,挂-120,采用配重车辆在各测试截面的内力影响线上等效加载的方式,K1~K3截面加载效率如表1所示:

表1 加载效率表

根据试验结果:

在试验荷载作用下,桥梁测试截面各工况下测点实测应变平均值均小于其对应的理论计算值,校验系数范围为0.47~0.98;卸载后的残余应变均小于20%,表明桥梁的强度满足规范的要求。

在试验荷载作用下,桥梁实测挠度均小于对应理论计算值,挠度校验系数范围为0.50~0.98;卸载后残余变位均小于20%,表明结构处于弹性工作状态,桥梁刚度满足规范要求。

试验过程中,试验控制截面未观察到肉眼能见裂缝。

静载试验结果表明,实际结构受力特性与计算分析的结构受力特性相符,可依据其计算的大件运输车通行时理论计算值作为监控控制数据。

6 大件车过桥监控结果

为了全面把握车辆行进过程中桥梁的安全性,结合本桥作为拱桥的受力特点,共选取5个截面:拟对主拱圈的邻水岸拱脚(K1)、邻水岸1/4(K2)、拱顶截面(K3)、重庆岸1/4(K4)、重庆岸拱脚(K5)进行重点监控,测点布置见图5、图6,各关键截面相应应力及挠度测点理论控制值如表2和表3所示,应力和应变以受拉为正,受压为负,位移DZ向上为正,反之为负。表中应变及挠度结果均由相应截面的影响线计算得到整个车列过桥的过程中产生的最大值,监控过程中大桥实际产生的应变和挠度值若未超出表2和表3中的限值,则大桥是安全的。

表2 关键部位应力应变控制值

试验监控表明,第一辆大件车过桥过程中,桥跨测试截面各工况下测点实测应变平均值均小于其对应的理论计算值,平均校验系数范围为0.35~0.97;第二辆大件车过桥过程中,平均校验系数范围为0.37~0.98,且卸载后的残余应变均小于20%,表明桥梁的强度满足规范的要求。

表3 关键部位挠度控制值

试验监控表明,桥跨实测挠度极值均小于对应理论计算值,第1辆大件车过桥时,挠度校验系数范围为0.43~0.96;第2辆大件车过桥时,挠度校验系数范围为0.51~0.74;卸载后残余变位均小于20%,表明结构处于弹性工作状态,桥梁刚度满足规范要求。

7 结语

针对温塘河大桥的结构特点,本文提出了通过配重构成特殊车列的大件车过桥方案,充分利用了拱桥的抗压承载能力高的优点,又通过配重车抵消了部分大件车产生的拱脚弯矩,在大件车过桥的整个过程中确保了桥梁的安全,是经过实践证明的经济科学的方案,为以后的同类情况提供了一种切实可行的方案。

参考文献

[1] 大跨径混凝土桥梁的试验方法[S].1982.

[2] 公路工程技术标准(JTJ001-97)[S].

[3] 公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)[S].

[4] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)[S].

[5] 公路桥涵养护规范(JTGH11-2004)[S].

[6] 公路旧桥承载能力鉴定方法[S].1988.

[7] 重庆公路工程检测中心.渝邻高速公路部分桥梁大件运输车T286通行计算分析检查报告[R].2009.

桥梁工程监测方案范文3

关键词:铁路 客运专线 桥梁

一、建立健全质量保证体系

建立健全质量保证体系,加强合同管理首先审查桥梁施工单位的施工现场的质量管理控制是否有相应的桥梁施工技术标准,健全桥梁施工质量检验制度和综合质量水平评定考核制度,并督促桥梁施工单位要落实到位。其次,还要仔细审查桥梁施工组织设计和桥梁施工方案等是否与工程现场符合,是否与桥梁工程设计要求相符。检查和审查桥梁工程的材料、设备的质量,杜绝桥梁工程质量事故的隐患。在桥梁工程质量的控制和技术交底上要树立全员的质量意识,这样才能形成关心质量,重视质量的风气。搞好桥梁技术交底是重点,班前对施工人员进行技术交底,使施工人员心中明白所进行工作必须达到的质量要求,以及必须把握好的技术难点。

同时要实行竞争机制,激励机制和奖惩机制,这样才能提高员工工作质量,以达到保证桥梁工程质量的目的.

二、质量监控事前预防,施工操作事先指导

1.对桥梁工程所需的原材料、半成品的质量要进行检查和控制,首先要求桥梁施工单位在人员配备、组织管理、检测程序方法、手段等各个方面要上加强管理,明确对桥梁工程材料的质量要求和技术标准。针对所用的钢筋、水泥等材料多源头、多渠道的特点,因此对进场的每批钢筋、水泥都要做到“双控”(即要有质保书、合格证,还要有工程材料复试报告),未经检验的材料不允许用于桥梁工程施工,质量达不到施工标准要求的材料,要及时清退出场。对于桥梁工程使用最普遍、工程量较大的混凝土工程中的材料,要求桥梁施工单位保证水泥、砂、石、水、外加剂等均要满足质量要求,在有工程试验报告的前提下,再审核混凝土的配合比是否正确,校准审核各种计量表具、量具是否准确、齐全。浇筑的桥梁施工方案和施工程序是否可行等。如果哪一道工序不符合施工规范、标准的要求,应立即通知桥梁施工单位质检人员及时组织整改。

2.加强质量意识,实行桥梁工程的“三检”制。在桥梁工程施工前,应及时召开由桥梁施工单位技术负责人、质监员及有关各施工工程队组长质量会议,加强质量管理控制意识,明确在桥梁施工过程中,每道工序必须执行“三检”制,且必须有公司质监部门专职质监员签字验收。经过甲方监理工程师验收、签字认定后,方可进行下道工序的施工。如果桥梁施工单位没有进行“三检”或专职质监员签字,甲方监理工程师可以拒绝验收。另外,甲方的监理人员在桥梁施工现场应采用巡视、平行检查、跟班旁监,随机抽查等方法,待施工单位进行“三检”后再进一步验收,彻底消灭桥梁工程中质量问题。

三、建立动态控制体系

对桥梁施工进行动态控制,事中检查,在桥梁工程施工过程中进行充分的质量控制,是现场监理与质监部门最为重要的不同之处,在铁路客运专线桥梁施工质量控制中如何将静态检查变为动态控制。应当主要抓住以下几方面:

1.加大管理力度,全天候的旁站,每一位监理工程师都要做到“五勤”:即眼勤,要经常到现场了解桥梁施工情况,多看桥梁施工图,熟悉设计哪些是桥梁施工重要部位;手勤,发现问题要做好一记录,处理哪些问题要有案例;腿勤,常到桥梁施工现场转转;嘴勤,对于桥梁施工队施工过程中易出现的质量隐患要常提醒,对施工队要加强交流;脑勤,熟悉桥梁设计图纸,动脑筋想办法来保证桥梁工程质量。

在工作方式上要求做到“严、准、实、细”:“严”即为严格按桥梁施工规范要求施工,严把质量关.“准”即为处理出现的问题时要果断、准确,以准确的数据为依据准即工作中细心,处理具体问题时要细致;“实”即为严格按桥梁施工规范要求施工,严格检查把关;“细”即为做到一件事要实实在在,亲力亲为,遇到施工过程中出现质量问题要做实质性处理,不能仅仅流于形式,要为桥梁建设单位、桥梁施工单位解决实质性的技术难题。对于桥梁施工过程中重要部位或有特殊工艺要求的部位进行施工时,监理工程师须要全天候24小时跟班旁站,一旦发现问题就及时处理。如在现场硅浇筑时,监理工程师必须亲自在桥梁施工现场测定硷坍落度是否超标、稳定;试块抽取、制作是否符合要求,并亲自取样;监督工人的操作是否符合标准。发现质量问题,及时通知桥梁施工单位整改,消灭质量隐患。

2.施工现场巡视,量测检查,用数据说话[22]。通过对施工现场巡视,实地测量的结果和数据,检查和判断桥梁工程质量,以所测数据来评定工程质量等级。提前以书面形式通知桥梁施工单位并附上所测的数据,使桥梁施工单位对于质量问题不能遮掩,不能马虎处理,避免以后出现类似的质量问题。特别需进行旁站监督施工工序有:基础工程,混凝土浇注、钢筋笼拼装及下放、基坑开挖及支护、大临设施施工、梁场地基处理;主体工程,大体积混凝土浇注、高空钢管脚手架施工、各部位连接节点、预制梁运输及架设、架桥机走行、连续箱梁现浇等。

四、事后验收,及时处理质量问题

当桥梁的分项、分部工程或单项工程施工完毕后,应及时按相应的桥梁施工质量验收标准和方法,对所完工的桥梁工程质量进行验收。主要是桥梁工程的地基与基础分部工程。

1.对桥梁分项或分部工程验收作用如下:

保证作用,通过对桥梁分部、分项工程的验收可以判断工程中是否有“不合格”的分部、分项工程,把住质量关,使不符合标准的桥梁分部、分项工程经过返修达到质量标准后才转入下道施工工序。

预防作用,通过对桥梁分部、分项工程的验收可以预防桥梁施工过程中出现质量不合格的桥梁分部、分项工程,即使发现也能够及时采取有效措施进行纠正,从而使桥梁工程质量处于稳定状态,起到预防于未然的作用。

信息的反馈作用,通过对桥梁分部、分项工程的验收所收集的数据和情况进行分析和评价,从中所获得的质量信息及时通知桥梁工程的承包商,达到改进工作的目的。

桥梁工程监测方案范文4

关键词:连续梁;悬浇;施工工艺;关键技术

Abstract: based on the high-speed rail bridge deformation monitoring in the process of the construction of the large bridge construction experience, summed up the high speed railway suspended pouring construction technology in construction of continuous girder bridge, and the key technology of for some construction made a detailed introduction. Including detection method for construction, monitoring stations arrangement and observation method is introduced and the control of the linear beam body, etc made some reviews, expectations for later engineering can play a guiding role.

Keywords: continuous beam; Suspension pouring; Construction technology; The key technology

中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

1 施工监测方法

1.1 施工监测理论

实际工作监测理论是指通过施工控制理论与方法严格控制和调整连续梁在施工的每一个阶段[1-4]。通常情况下,理论计算应与实践相结合。通过理论计算得出连续梁施工中桥梁的变形,包括梁所受内力作用、梁体所受挠度、梁墩的沉降量等等;通过实际检测,可以得到施工过程中的一些关键控制参数,如主梁线形、主梁应力等等。分析理论与实测参数之间的误差,从而来指导实际施工过程,并采用合理的方法来控制。

进行施工监测流程:首先对现场安装实时监测体系,得出实时监测值;与此同时,对于现场进行相关实验验证,通过实验得出现场测试参数。比较这两组参数,再进行参数识别与修正,得出施工控制参数。通过设计方案,按设计参数通过相关理论计算出施工参数,与测试值进行对比分析,并进行分析和修正,最终确定下阶段的施工资料,指导施工。

施工监测的原则为:第一、根据相关连续梁的实际施工特点,来确定实施监测;第二、实施监测所需要测得的主要参数为桥墩的变形和梁体内力两个方面;第三、施工阶段不同对于监测的侧重点不同,最开始进行桥墩施工时,所需要重点监测的是桥墩的内力与变形,同样的,梁体施工过程主要是监测梁体。

施工监测的内容主要包括:其一、控制前期理论分析。即通过理论来模拟连续梁的施工全过程,得出各施工阶段下理论的结构预期状态,计算分析出理论上各施工阶段的变形和受力预期情况;并对施工误差进行相关理论分析,确定出理论上减小误差的施工方法,整理出内力与变形的调整方案。其二、现场测试得出实际参数。根据实际施工情况,设计相关试验,以一个尽可能真实的环境来模拟施工,得出现场测试的数据,通过这些数据所得参数与第一步的参数比较,综合分析,使得施工控制与实际情况相符。其三、施工过程的实时监测。主要监测数据为变形特性和力学特性,通过监测进行反馈分析。其四、实时控制分析。对于上面三步所得到的数据进行整体考虑,结合实际施工环境,制定出最有效的施工方案。

当遇到实际测得参数与理论参数偏差较大时,应立即检差施工流程,看是否是施工过程所导致的较大误差,在则进行理论分析指导,综合考虑,协助施工方一起解决问题。

2 监测方法与检测点布置

建立现场监测网

通过现场勘测,确定出现场控制点,以现场控制点为基础,组成监控网络。监控点的布置原则是连续梁的每段桥梁都必须布置两个及以上监测点,原则上为三个不在一条直线的三个观测点。使用全站仪对每一个观测点进行观测控制,保证整个观测网络的稳定性。观测频率依据施工情况来定,开始施工时,需要进行每天监测,施工完成之后,时间间隔可稍微长些。监测网的等级要求与监测距离有关,一般来说,平面控制网监测按一级标准实施监测,高程控制网监测使用二等水准技术进行检测。

布置监测点与检测要求

目前连续梁的施工大都采用悬臂挂篮技术,这种施工方法的监测点一般布置在挂篮上的主梁以及底篮所浇筑梁体上,通常情况下,梁体的监测点位于梁体的端部与梁体中部位置,特殊情况下依据具体情况而定。现浇边跨的观测点主要布置在两侧梁体、腹板与底模上。对于梁体的监测主要采用钉入式的方式布置监测仪器,端部布设点设置在实际端部的50cm处,防止脱落;中间的布置点尽可能布置在中轴线上,防护墙的内外各布置2个;腹板上的布置点主要作用是验证梁体两端是否发生扭曲。其中值得注意的是,梁体每施工一段,就要进行及时观测,开始的观测点应该多设置几个,对于腹板的翼缘处设置辅助观测点,监测各阶段施工。

3 梁体的线性控制

为了保证通过线性理论的计算值能够直接指导实践,对于梁体的各种因素必须要综合考虑[5],综合识别修正梁体的一些参数,设置合理的梁段立模标高,对于梁段立模标高的定义公式如下:

式中:表示梁段立模标高;

表示第i段梁体的设计标高;

表示其他梁体自重对于第i段所产生的挠度值;

表示由于张拉预应力对于第i段产生的挠度值;

表示由于外界因素(收缩、徐变)对第i段所导致的挠度;

表示梁体上的活荷载值对梁体所造成的挠度;

表示梁体所受机械重力所导致的挠度;

表示挂篮变形值;

表示温度的修正后的挠度值。

通过上式,可以看出梁段的立模标高的影响因素,分别为自身影响因素与外界的影响因素;因此对于实际情况下,应当综合考虑各种外界因素,对于理论值进行及时修正。

实践表明,对于张拉预应力值、管道的摩擦系数值以及温度应力所导致的徐变值等等都与设计值有较大偏差,这种偏差所导致的挠度计算值偏差也会很大,因此在实际工程施工过程中,因对这些关键性因素格外注意。

4 温度影响与观测对策

对于一些受日照情况好的桥梁,其混凝土凝结时间会比较短,因此前期对这种桥梁的监测频率要比较高;与此同时,有些地段的日夜温差较大,对于混凝土结构的变形影响就会比较大,因此这种情况应当每隔一个小时进行一次观测,若发现混凝土由于热胀冷缩导致桥梁结构不稳定现象,应及时采取措施补救。

结束语:对于悬浇连续梁的施工过程,没有真正能够知道实践的施工工艺,在施工过程中,各种外界影响因素都会有所不同,因此根据经验来进行即时的指导显得非常的重要,对于桥梁的检测手段与检测频率也需要综合考虑当地的各种因素,选择最适合的施工方法。

参考文献

[1]孙树礼.京沪高速铁路桥梁工程[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会.北京:中国铁道出版社,2008.

[2]刘名君,曾永平,戴胜勇,等.客运专线无砟轨道悬臂浇筑连续梁线形控制探讨[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会.北京:中国铁道出版社,2008:373-377.

[3]张文建,郑景文.京津城际铁路大跨度连续梁徐变及线形监控[C]//2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会论文集.北京:中国铁道出版社,2008:390-399.

桥梁工程监测方案范文5

为了验证GPS动态监测技术在建筑物结构监测中的应用,选取了我们生活中常见却十分主要的建筑物――桥梁作为研究对象进行了论证。

桥梁自振特性(自振频率、振型及阻尼系数)是反映桥梁自身特性和工作状态的重要参数。竣工桥梁在通车之前的静、动载试验中,测定桥梁结构自振特性可以验证理论计算值。桥梁在运营期间,或者遭受意外撞击,或经受地震以后,桥梁的工作状态有可能发生改变,通过对桥梁自振特性变化的监测,可以为确定桥梁运行状态提供可靠的科学依据。

1 试验方案

1.1 激振方法

试验采用环境激励法,即利用地脉动、风载及行车载荷等随机环境因素作为输入从而直接获取结构的动态响应来进行结构分析。此法较工程界常用的强迫振动法的优势在于:

不需要额外的激振设备,不影响交通以及适用于桥梁的在线健康监测,因而此法可以大大简化动态监测试验的程序以及降低用于激振设备的巨大费用,所以成为目前工程界广泛采用的激振方法;缺点是输入能量可能过小,感兴趣的高阶模态振动不是经常能够激起。

1.2 采样间隔

用GPS测定桥梁的自振频率时,GPS采样频率f,与桥梁最高自振频率或待定频率f须满足奈奎斯(Nyquist)采样定理:

然而为了使离散的采样信号更好的反映真实的连续信号,一般实际的采样率设置为待定信号最高频率的4到5倍左右较好。大多数中大型桥梁的主要的自振频率区域在0-2Hz,理论上本次试验GPS的采样率设置为10Hz,即采样间隔为0.1秒。但是由于受学校仪器限制,本次试验的采样率设置为10HZ,即采样间隔设置为1秒。

桥梁结构为混凝土桥,根据混凝土桥的结构和受力特点,GPS监测站的测定位置见图1,选择在桥面1/2处进行监测。

图1 测点布设位置

Fig. 1 the location of the measuring point laid

为了GPS天线能有开阔的视野采用自制的托架使GPS天线和护栏固联,这样使GPS天线与桥梁成为一个整体从而 GPS天线中心的位移就可以代表桥梁的位移。

图2 桥面接收机布置图

Fig.2 Bridge's Receivers Scheme

但是由于受到学校仪器的限制只能在桥面上的监测点架设脚架安装基座与接收机进行监测(如图2),当然由此也会影响监测数据的最终质量。

1.3 观测时段及观测模式

本次试验分两天进行,每天采用动态监测模式监测约一小时。具体监测情况见表1。

表1 观测时段及天气、车流情况

2数据处理

2.1 观测数据处理

按整周模糊度动态解算法对观测数据进行处理,将基准站点作为固定基准,可以同时获得监测点相对于基准站在WGS-84坐标系下各历元的三维大地坐标(Bi,Li,Hi)。然后进行投影变换,将大地坐标(Bi,Li)变换为平面坐标(Xi ,Yi),这样,就可以得到点位的三维坐标(Xi ,Yi,Hi)数据序列。

2.2 坐标变换

GPS解算出来的坐标是基于WGS84坐标系统的,而对桥梁特性的分析主要基于桥梁纵向、横向及竖向,所以要建立分别平行桥梁三个轴线的桥梁坐标系统。坐标转换过程为:① 以WGS84椭球为基准采用恰当的中央子午线把大地经纬度高斯投影为平面格网坐标,保持椭球高不变,从而形成平面格网坐标加椭球高的东北天坐标系(简称为NEU);②将上述数据解算获得的点位三维坐标进行平面坐标变换,保持H不变,这样可以得到桥轴线坐标系下的点位三维坐标数据序列。桥轴线平面坐标系的定义为,以自南向北与桥轴线平行方向为桥轴线坐标系的x轴,与桥轴线相垂直并且顺水流方向为其y轴,以桥面上任意一点为其原点所构成的独立坐标系。

经过以上数据处理后便可以得到各测点坐标分量的变化时间序列,从而进行进一步的处理和分析。图4为6月9日测点沿桥梁三个主轴方向的的二维数据序列经均值化后的时程曲线。

由图4可知整个时程曲线的变化量,水平方向的标准偏差为±3.7(mm)和±3.1(mm) ,最大值为14. 9mm(x)和10.9mm (y);垂直方向的标准偏差为±13.8mm,最大值为42. 3mm,这符合动态GPS测量的正常精度,表明GPS观测质量是好的,数据处理结果可靠。从图中可以发现竖向的时间序列无论从低频部分的变化范围还是高频部分的变化范围都较纵向和横向的大,除了桥梁本身的竖向振动较大外,还由于GPS高程的定位精度较平面低所造成。

图4-3 测点各方向时程曲线

Fig. 4-3 Coordinates time serials of the point

2.3 频谱分析

采用频谱分析法,可以对试验所获取的三维数据序列时程曲线分别进行处理。本次试验数据处理过程中选取了H方向的时程曲线进行处理,计算出相应的频谱特征。

为了图示直观起见,将频谱分析图的频率范围设置为0~0.2Hz。(如图4-4)由频谱图不难发现,该大桥竖向振动的主频为0.06Hz,其分析幅值虽然能够反映主频,但不太突出。

图4-4 监测点的竖向频谱图

Fig. 4-4 Vertical Spectrum of Point

3 结语

本文结合人民桥的动态监测试验,论证了GPS定位技术完全可用于大中型桥梁的动态监测,而且具有其自身的优势:①GPS不仅可以通过频谱分析技术监测桥梁的动态特性,而且可以监测由于温度、风力等引起的静态特性,从而可以掌握桥梁全面的状态特性。②GPS可以方便的做到各测点时间同步,从而有利于桥梁进一步的振型分析。③利用GPS-RTK技术或者分段动态后处理技术可以方便实现实时或准实时的桥梁健康监测系统。总之,GPS技术在桥梁监测领域有很大的应用潜力,目前很多学者提出伪卫星技术可以很大程度改善竖直方向的精度,这将使GPS技术在桥梁监测领域有更大的发展空间。

致谢:参加本文试验工作的人员还有尤聿坤、李倩、李晓华等同学,在此一并致谢。

参考文献

黄丁发,丁晓利,陈永奇,等.GPS多路径效应影响与结构振动的小波筛分研究.测绘学报, 2001,30(1):36~41

徐良,过静.用GPS和随机减量技术对悬索桥实时监测.清华大学学报(自然科学版), 2002,42(6):822~824

黄声享,刘星,杨永波,张毅. 利用GPS测定大型桥梁动态特性的试验及结果. 武汉大学学报・信息科学版,2004,29(3):16~19

郑治真. 波谱分析基础. 北京:地震出版社,1979.06

桥梁工程监测方案范文6

关键词:预应力悬浇桥梁;修复施工;建设管理

1 质量事故概述

1.1 发现质量事故

腹板底口上的裂缝则是通过在拆除主桥中跨合拢段底部过程中,由施工单位所发现,混凝土崩裂发生在底板波纹管中,那些纵向的水平裂缝也出现在箱式内地板上靠近的腹板倒角处,相关的混凝土崩开的声音也能听到,从 9 号块开始进行裂缝,崩裂已经发生在底部波纹管布置区的混凝土中,而且裂缝正在逐步发展。

1.2 现场临时应急措施和控制事故状态分析

在了解到事故依然还在继续的现状,查明现场的初步情况,紧急会议由施工单位、建立和设计方面所参加,为了是防止质量事故进一步恶化,提出了三条的临时应急措施:

(1)在设计院建议上,提出放张合拢段的底板钢束;

(2)严密观测相关的桥梁的裂缝发展以及变形情况、挠度变化等;

(3)安全保护措施应该及时采取,对于施工现场进行及时封闭施工。

施工单位对于桥梁底板合拢束进行部分的预应力放张作业,在进行放张 12 束以后,能够初步控制质量事故。在进行放张的全过程中,桥面高程下降了 2cm 则在严密的跟踪观测中得到,此时,同类在建桥梁的施工也下令暂停。

2 质量事故的调查以及原因分析

2.1 事故调查分析

在过程中,各方保持高度的沟通与联系,召开了多次各类的协调会议。对于建设单位来说,主要工作为:一是,全桥的施工资料、监理的相关原始记录资料第一时间进行收集和封存,并且组织进行价差。检查和复核标定的内容包括现场的千斤顶、油表等张拉设备,还有相关的机械设备、张拉前桥梁混凝土强度、各个工序报验资料;复查预应力施工中的控制应力、应变以及张拉顺序;复检现场施工所用的材料,包括砂石、水泥、钢筋、锚具以及钢绞线等;现场实体回弹检测梁混凝土强度;会同设计代表一起复查控制应力、预应力张拉顺序、钢筋施工布置情况、实体桥梁结构截面尺寸等。

对于设计复查工作来说,主要包括以下方面,(1)桥梁进行设计复核和相关的事故分析则由设计院提供,并提交复查报告;(2)对桥梁进行设计复核与事故分析也有原咨询单位提供,并提交报告;(3)桥梁进行设计复核与验算则是同样委托第三方咨询单位进行,提供咨询报告。专项检测桥梁受损范围, 裂缝的展开图与检测报告则也有专业检测单位绘制并提交;对于桥梁实体通过测钻取芯样来进行强度检测;桥梁裂缝、桥梁挠度变形进行相关的观测机制则是由施工单位和监理单位负责, 更好实施周密观测。

2.2 原因分析

在经过设计复查、实体检测的基础上,各方集体商讨并召开了桥梁质量问题原因分析研讨会,初步定性分析了桥梁破坏原因。(1)由于间距偏小进行布置波纹管,设计比较高的张拉力,这样就产生了偏高的局部应力,20 号钢筋的标注尺寸有误且设计意图不明, 这构成了结构破坏的主要原因,这也反映了现行设计规范的不完善性;(2)20 号钢筋的功能和作用都没有完全的认识清楚,施工和监理单位就进行确定架立钢筋,并且没有与相关的设计单位进行有效沟通,没有遵守现场施工规范,在波纹管布设区盲目减少 20 号钢筋。

3 修复设计与施工方案

在相关的专家意见及会议精神指导下,根据原因分析的现场检测、设计复查以及裂缝调查的结果,该桥正式的变更设计图由设计院最终提交。建设单位组织相关单位对于变更设计图进行审查,以及相关的技术交底工作,审查了修复施工方案,并且进行了监控工作会议,进一步完善监控方案。这里分析主要修复方案,拆除及修复受损梁底板,主要包括 10 号、9号、8 号、7 号块,箱梁顶板进行保留,放张应该在拆除前进行,为了更好保持结构受力体系的稳定,临时横向联系和纵向联系则在相关梁段腹板上进行加设。锯开 10 号合龙块,根据相关的规定和顺序,进行分块锯开并拆除底板,按照设计方案进行相关的立模、扎钢筋以及浇注、张拉操作。

4 桥梁实体修复施工探讨

(1)现场修复小组由总监亲自领导,各方负责为小组成员,并且制定了相关的各单位的责任人网络。

(2)对于现场修复质量以及质量控制、现场安全管理、变更设计管理以及技术管理进行进一步明确。各方应该认真研究和讨论所有技术方案和处理措施的变更,并且应该由设计方提交书面修改文件,并由监理工程师通知到施工和监理单位来执行;报验程序进一步严格,需要四方负责人全过程进行共同验收关键工序的施工, 只有四方签字才能进行下道工序施工。

(3)实施工地例会以及汇报制度。 施工单位实行每日下午的协调会议,进行第二天工作的安排和较低;每周六由相关的多方参加,总结一周施工问题,提出下周施工要求;一周施工完成的情况,存在问题和对应的解决措施都是由修复施工周报制度完成。

(4)利用专业的施工队伍完成相关的受损桥梁拆除过程中的植筋、凿槽、锯切等施工,这样能有效确保修复工作的进度和质量。

(5)成立专门技术攻关小组。对于其中的相关技术问题进行专项研究,比如, 混凝土浇捣与孔道压浆施工工艺、 低收缩高性能的混凝土配合比设计、凿除工艺、新老混凝土界面齿槽设计等方面;对于腹板结合面与底板二次浇筑的相关纯剪进行模拟实验,从而更好验证剪切面的相关的康剪能力。在修复过程中,一直能保持比较好的修复工程质量,按照设计的 C50要求满足桥梁混凝土的强度,合拢后的预应力伸长值、张拉力都满足规范和设计要求,无异常现场发生在张拉过程中,对于张拉后的桥梁进行测量,后跨中挠度上升 29mm,接近于监控理论值。还验收了修复的梁体外观,新老界面接口混凝土密实无开裂、气泡等缺陷问题,混凝土界面尺寸检查发现平均超厚 1cm,整体结构并无缺陷,能够满足设计要求。

5 结语

现场的常规检查在桥梁修补以后,进行了相关的桥面沥青混凝土铺装及防撞护栏等二期工程,对于桥梁的定期跟踪检查中,发现桥梁挠度、外观中是否存在有无裂缝等异常情况,并进行了对桥梁进行了动、静载试验,经过一段时间的检测,表明该结构的抗裂性能、抗扭性能、结构受力、刚度、强度能够满足设计要求。