浅析桥梁工程施工监控技术

浅析桥梁工程施工监控技术

摘要：现今桥梁工程发展迅速，对施工质量体系的建设也提出了更高的要求。在桥梁施工过程中，难免因为支模误差、测量误差、材料误差以及其他人为误差

等因素对桥梁的线性定位、应力强度和安全控制等方面产生影响。因此需建立一

套行之有效的施工监控技术，作为桥梁检测的重要组成部分，全面提高竣工质量

水平。本文主要介绍了桥梁工程施工监控技术的主要内容和常用方法，梳理理论

体系，为工程实际提供参考。

关键词：桥梁工程；施工监控

1引言

现今桥梁工程发展迅速，对施工质量体系的建设也提出了更高的要求。大跨

度连续刚构桥、连续钢桁架桥、预应力梁拱组合桥等对施工的连续性、准确性均

有较高要求，而在桥梁施工过程中，难免因为支模误差、测量误差等因素对桥梁

的线性定位、应力强度和安全控制等方面产生影响。对建成后人员车辆的通行、

结构的永久稳定性等产生隐患。因此需建立一套行之有效的施工监控技术，实时

掌握桥梁施工的关键参数，及时发现问题并予以纠偏，全面提升竣工质量水平。

桥梁工程施工监控技术应运而生，因其科学的管控思路、清晰的操作规程、良好

的工程效果，正成为越来越多的工程技术人员的研究对象，也成为了桥梁检测技

术的重要组成部分。

2桥梁施工监控的组成

2.1桥梁线型监控

桥梁是一个三维立体的构筑物，因此，需要从竖向和平面两个维度对桥梁的

线型参数进行确定和评估。工程技术人员在桥梁的撞击、桥墩、梁拱等组合构件

的主要位置上，设定出几个待测点，测量出高程、位移和扭曲率等，以判断是否

在设计范围和国家规范要求的误差冗余内。从平面空间上来看，桥梁有着严格的

轴线定位要求，应该采取GPS监控等措施，并使用结构有限元软件进行建模和计算，判定桥体水平线型定位是否在图纸要求范围内，以避免出现梁体无法合拢或

者带着误差合拢后产生的内力集中、受力不均、构件外观扭曲、偏角过大、水平

失控等质量问题[1]。因此桥梁线型监控非常重要，特别是对于大跨度、多孔径的

桥梁而言。

2.2桥梁应力监控

桥梁设计时会对桥梁的主体承重、施工临时荷载承重等提出上限要求，施工

过程中的桥梁应力监控就是要在判断桥桩基、梁段、钢索等主要构件的内部应力

是否在设计要求范围内。若应力监控不到位则易产生应力裂缝、强度破坏等严重

后果。这种应力来源主要包括结构自重荷载、施工机具荷载、预应力荷载、温度

应力、混凝土徐变以及外部风振等激励荷载[2]。桥梁在施工过程中经常需要吊装

和转体，荷载的作用位置和边界条件也在发生变化，基于以上考虑则需在桥梁施

工过程中对结构应力详细监控，绘制出应力曲线或云图，当发现轴向或侧向应力

超限时，及时准确定位问题构件，采取有效的补救措施，使得应力设计值完全包

络检测值，以保证桥梁安全。

2.3桥梁稳定监控

桥梁失稳破坏往往具有突然性和严重性，工程上的结构稳定性包括整体稳定

和局部稳定。桥梁强度破坏前，通常有钢筋混凝土构件产生裂缝并不断发展、混

凝土保护层剥落、构件发生较大的塑性变形等直观现象，可以作为危险预警。而

桥梁稳定性失控时则可能突然导致桥面的倾覆坍塌，造成严重的人员伤亡。不管

是施工过程中还是使用过程中的稳定性监控重点都是对于荷载偏心距的控制，综

合考虑各方面应力与形变因素。桥梁时刻受车辆动荷载作用，这是区别于居民建

筑和一般构筑物的重要特点，也是带来失稳风险的主要来源，应予以重视。

2.4桥梁安全性综合监控

桥梁安全性综合监控是全面检测桥梁建设过程中包括形变、定位、应力、稳

定性等方面的控制体系，当然也包括对于混凝土、钢筋、钢管、钢索等材料安全，以及工程机械使用、风险管控制度等综合手段，在施工组织设计中就应该有相当

篇幅予以说明，是桥梁建设的最基本保障和要求，工程开工前，要根据桥梁类型和特点的不同要制定安全监控方案，贯穿始终。

3桥梁施工监控的方法

3.1开环监控方法

当桥梁结构体系模型建立起来之后，其各组成构件的受力情况也随即确定，开环监控方法即根据设计图纸中预设荷载推导出所有构件的应力状态，以及构件形变大小和各施工阶段的主要控制参数，在施工和最终的验收时根据计算出的限制进行管控，不再进行调整，形成一个完整的线性管理流程，使得交工质量达到预期水平，可以得到较高精度的预期[3]。该方法的特点是不需要根据桥梁建设过程中的现场情况对原设计模型与计算形式进行改变，单项监控，较多应用于小规模的桥梁或者钢结构组成较多，工厂化制作程度高的工程。

3.2闭环监控方法

工程建设项目易受外部环境影响和人为误差影响，在实际施工过程中，地质条件与原先地勘有误差等的局限性等均会使得桥梁实际状态与图纸理想状态产生差距，这种差距是无法完全避免的，并随着工程施工的进程，可能逐步累积，最终导致线型的明显偏移、预应力的损失等后果，这时就需要及时采取监控手段。在从桩基施工到上部结构组装的各个阶段不断监控，一旦出现施工误差就及时分析产生的原因，并及时调整机具参数或者采取相应的补救措施，形成了施工实施-临场监控-迅速反馈-及时调整-继续施工的闭环反馈系统，这些工程调整量是伴随施工进程进行仿真分析计算或实际测量建模而得来的，整个监控过程也可以记录下来，作为重要的工程经资料。

3.3自适应监控方法

自适应监控方法是一种在工程检测实践中不断总结归纳而得出的科学方法。任何桥梁均有模态参数与物理参数两种结构参数。通过检测桥梁的弹性模量、强度、形变、自振频率、阻尼比等参数，可以直接反应出桥梁的健康程度，而桥梁质量情况又通过相应的结构参数加以体现。本方法的核心思路就是使用结构参数