刘云
湖北楚维工程咨询监理有限责任公司 448000
摘要：由于我国有着复杂广袤的地质环境，山峦沟壑重叠交替，所以桥梁与隧道工程建设在我国交通运输方面起着至关重要的作用，对其施工技术有着严格要求。为了保证桥梁施工的顺利进行，提高桥梁施工水平，就必须重视监测与监控技术的应用，这样才能保证桥梁施工的安全性，为桥梁施工的顺利开展保驾护航。
关键词：桥梁施工；监控与监测技术
前言：随着国家城镇化快速发展，城际间快速连接通道如高速铁路、高速公路、城市快速通道等市政交通建设项目迎来了高速发展机遇期，此类项目的特点往往是桥梁所占里程比例较高，为充分保证桥梁工程的建设质量，可以通过桥梁施工监控技术准确监测桥梁施工过程中应力、应变及位移，使桥梁受力状态能够实时的得到反馈，从而为桥梁的竣工验收及未来运营提供坚实的数据支撑。
1桥梁施工中监测与监控技术的作用
1.1确保桥梁施工正常进行
在桥梁结构施工中，桥梁监测和控制已成为必要手段，根据实时监控数据能够准确调整施工控制参数，为结构线形的平顺予以保证。同时，在监控实施内力分布，为桥梁结构的安全性奠定基础。
1.2为其它桥梁工程提供经验
通过在施工监控中采集准确的桥梁监测数据，能够指导桥梁施工的顺利开展，并给其他类似桥梁工程提供丰富的经验借鉴。由于不同地区的交通情况、地形以及气候有所差异，桥梁施工难度也不一样，不同的桥梁施工组织方案能够提供不一样的解决方案与相关数据，从而最大程度降低施工成本，保证桥梁工程有序进行。
1.3全面监控施工实施过程
通过运用监控与监测技术，可以提升桥梁监控与监测效率，节省人力监控资源，监控人员借助监控与监测技术，可以对施工中的不足予以更加直观的控制，以此来加快施工进程，降低施工过失。
1.4有效控制和管理施工过程
在施工过程中，监控与监测技术的应用，需要工作人员进行有效的管理与控制，并投入相应的设备。合理监控桥梁施工情况，有利于及时修正、调整桥梁最终目标参数误差，使桥梁施工更加符合规范及设计要求。
2桥梁施工监测与监控技术分析
2.1监控方法与最优控制计算技术
桥梁施工的安全问题是施工监控的最基本要求之一，其次必须保证施工质量（如主梁内力大小和结构线形）符合设计要求。对施工过程中监测数据分析计算、调整、预测，遵循最优控制规律，并组成最优控制系统，使之满足施工监控的最基本要求。
运用MIDASCivil2018建立桥梁结构总体有限元模型进行计算分析。计算内容主要包括桥梁成桥状态下的恒载、活载、混凝土的收缩徐变（按10年计算）及预应力等荷载。计算中需通过不同的荷载组合对桥梁结构中的强度、刚度和稳定性进行验算，计算表明桥梁的成桥状态是以恒载+活载的荷载组合控制设计的。桥梁施工过程的受力状况和最终成桥线形作为结构动态系统最优控制的对象，结合工程最优控制理论与计算机相结合的技术，建立随机的数学模型和性能指标，按确定性的最优控制规律构成闭环状态反馈系统，实时对各施工阶段进行分析、调整、控制，最终达到随机最优控制的目的。
2.2施工数值模型计算技术
2.2.1施工过程控制计算
施工数值模型计算技术包括建立有限元模型、模拟划分各个施工阶段、修正计算模型和监控数据分析。有限元模型计算主要负责在整个施工过程中进行理论计算，制定理论施工计划，并保证施工过程中的工程质量。数值计算的主要工具是计算机，具体操作需要专业技术人员进行，在依据设计进行全桥有限元模型建立的基础上考虑参数识别和修正，并根据桥梁施工过程测量的数据进行有限元模型修正完善，尽可能与实际施工过程保持一致，提高过程监控的精度。被监控桥梁对象的每一现浇块段的预拱度极其重要，因为主梁预拱度的合理正确调整是确保悬臂现浇法施工过程结构线形的最重要目标之一，使桥梁结构在最终成桥状态时满足设计要求，各项性能指标符合相关规范的规定，不超出允许误差范围。
施工过程中应预留容许偏差，使桥梁结构在长期各种荷载作用下能够达到设计规定的高程，并与其他路线衔接良好、平顺，从而更好的满足行车安全性和舒适性。
施工监控过程中收集测量相关数据并分析，对施工过程中出现的问题，例如:结构变形较大、主梁出现受力裂缝、桥梁线形偏差等问题应及时反馈，并迅速采取相关措施。监控指令是施工数值计算技术的最终操作，此过程需要对大量的施工数据分析，数据分析出来的结果必须严格遵守监控原则，施工过程中完成的各个块段的高程、应力偏差必须达到规定范围内，以保证桥梁施工安全和最终的顺利合拢。
2.2.2结构试运营计算
桥梁建造的目的是为了运营能够快速方便。保证桥梁结构在施工阶段的安全和质量是施工监测与监控的最重要目标，使成桥状态满足设计要求的各项力学性能，更好地进行通车运营，为当地缓解交通压力作出贡献。固然，如果施工成桥后的状态与设计成桥状态完全吻合，就能够确保桥梁结构的运营要求。但对于一些结构复杂的桥梁，在实际施工中应全面了解其受力状况及线形要求，在合拢成桥后通车运行前能精确计算，使施工成桥后的状态与设计的成桥状态尽可能吻合，减小偏差，被监控桥梁结构更好地进行运营。
3桥梁施工监测与监控技术的运用成果
3.1工程概述
某G30高速公路黄家沟大桥主桥的上部结构形式为（52+90+52）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，刚构箱梁为单箱单室，0、1#块采用托架浇筑施工，其他块段采用挂篮悬臂现浇法施工，左右幅同步进行。下部结构桥墩采用钢筋混凝土空心薄壁墩，与主梁固结，基础采用9根直径为150cm三排钻孔灌注桩。
3.2监控成果
通过施工过程监测与监控技术，黄家沟大桥主桥施工全过程均处于安全可控状态，总体监控结果符合设计及相关规范要求，达到了预期效果。
3.2.1主梁线形
（1）桥梁施工控制的关键因素为预拱度的控制及调整。通过施工过程的实测挠度与理论计算挠度对比分析可知，每个块段的施工工况（包括挂篮前移、砼浇筑和预应力张拉）的实测数据相比理论计算值偏差较小，针对采用挂篮悬臂浇筑法施工的大跨径连续刚构桥（或连续梁桥）施工过程监控，运用控制参数误差分析与修正方法是安全可靠的，全桥有限元模型各个施工阶段的建立计算精确合理，采用正装分析模拟施工是成功可靠的。
（2）桥梁结构最终的主梁线形考核指标为各块段绝对标高。考虑到未来混凝土收缩徐变、日照温度及其它因素会在运营阶段使桥梁结构主跨产生下挠，本次对黄家沟大桥主桥结构按成桥后运营10年设置了一定的预抛高。通过计算分析和桥梁合拢后主梁实测标高与设计标高的对比，满足预期效果，达到设计目标。
（3）在二期恒载施工完成后，桥面线形实测值与设计线形吻合良好，桥面线形平顺、连续性较好，满足设计及规范要求。
3.2.2结构内力（应力）
各施工阶段预应力施加效果是通过主梁内力控制的。施工监控过程中实测的应变值换算为应力，经对比分析说明黄家沟大桥主桥的预应力张拉满足设计规定，合理可靠；通过实测值与理论计算值对比分析可知：主梁悬臂施工阶段监测截面应力变化趋势与理论值基本一致，结构应力未超限，均在允许误差范围内，且有一定储备，应力监控结果较为理想，并满足设计文件及规范要求，在监控过程中未发现应力异常现象。
结语：
总而言之在桥梁施工过程中，通过应用监测与监控技术能够切实提升桥梁的施工安全水平。因此，在桥梁施工中，必须重视对监控技术操作水平的不断提高，开发新的桥梁施工控制技术，这既是提升桥梁施工监控数据可靠性的最佳途径，也是未来桥梁施工监测与监控的发展趋势，从而推动桥梁事业的迅猛发展。
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