1.施工控制管理分系統(tǒng)
施工控制作為實(shí)現(xiàn)橋梁最終目標(biāo)的重要手段,需要大量的人力和物力,需要有關(guān)部門和單位的協(xié)同合作,他們都和控制系統(tǒng)有直接關(guān)系。
業(yè)主主要負(fù)責(zé)和施工控制單位就施工監(jiān)控內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào),對(duì)監(jiān)控過程中的相關(guān)問題提出意見;設(shè)計(jì)單位是理論狀態(tài)的計(jì)算者,所以當(dāng)實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)不符,施工控制單位必須和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行一協(xié)調(diào),設(shè)計(jì)單位對(duì)施工控制的內(nèi)容和施工工藝的更改發(fā)表意見:作為施工控制和設(shè)計(jì)要求的執(zhí)行者,施工單位必須嚴(yán)格結(jié)合控制單位提出的施工過程變更,實(shí)現(xiàn)橋梁理想狀態(tài),還要對(duì)施工過程中橋梁實(shí)際狀態(tài)反饋給控制單位;社會(huì)監(jiān)理是控制和施工單位的聯(lián)系者,不僅監(jiān)督施工控制要求的實(shí)施情況,還要對(duì)施工控制內(nèi)容提出意見;政府監(jiān)督對(duì)施工控制內(nèi)容、方案、目標(biāo)發(fā)表意見同時(shí)監(jiān)督施工單位的具體控制的實(shí)施;控制單位是施工控制的核心部分,負(fù)責(zé)整個(gè)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行,制定施工控制的內(nèi)容、方案、目標(biāo)。
總而言之,施工控制是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程。需要參與部門或單位精誠(chéng)合作、一協(xié)調(diào),共同努力為工程順利完成。
2.結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)分系統(tǒng)
該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)理論結(jié)構(gòu)參數(shù)和實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)的參數(shù)兩個(gè)支系統(tǒng)。對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)是要為模擬分析提供合理的數(shù)據(jù),而實(shí)際參數(shù)是監(jiān)測(cè)實(shí)際狀態(tài)是否符合預(yù)計(jì)值的依據(jù)。
3.施工現(xiàn)場(chǎng)控制分系統(tǒng)
現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng),與設(shè)計(jì)理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,參數(shù)分析,未來狀態(tài)預(yù)測(cè),最后把處理數(shù)據(jù)用于施工控制系統(tǒng)。作為整個(gè)施工控制的核心部分,現(xiàn)場(chǎng)分系統(tǒng)主要有幾部分組成:施工控制分析支系統(tǒng)、參數(shù)分析支系統(tǒng)、誤差分析支系統(tǒng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)分系統(tǒng)、綜合調(diào)優(yōu)分系統(tǒng)。
總之,控制系統(tǒng)的實(shí)施是個(gè)復(fù)雜多變的過程。在施工過程中必須結(jié)合相應(yīng)的施工控制技術(shù)、內(nèi)容制定有效的控制管理系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),而且還要依據(jù)實(shí)際施工狀態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
4.橋梁施工監(jiān)測(cè)
4.1施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立
隨著橋梁跨度、規(guī)模的不斷增大,.影響施工過程的因素越來越多,比如橋用材料容重和設(shè)計(jì)的差異;模型分析與實(shí)際狀態(tài)的誤差;施工工藝和環(huán)境引起的誤差等。所以通過監(jiān)測(cè)施工實(shí)際狀態(tài)變化,把施工狀態(tài)和設(shè)計(jì)理想狀態(tài)比較確定參數(shù)修正,進(jìn)而控制施工過程。
另一方面,由于橋梁施工是一個(gè)復(fù)雜的過程,隨著進(jìn)度的進(jìn)行,結(jié)構(gòu)狀態(tài)和有界條件都會(huì)發(fā)生變化,影響理想狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)。在施工過程中運(yùn)用反饋控制分析方法得出優(yōu)化調(diào)控措施,消除誤差影響,是確保施工的結(jié)構(gòu)狀態(tài)最大限度地接近理想狀態(tài)的重要手段,而反饋控制分析是建立在結(jié)構(gòu)理想設(shè)計(jì)狀態(tài)、實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)和誤差信息三大基礎(chǔ)之上的?梢,進(jìn)行施工過程中的跟蹤監(jiān)測(cè)是施工控制中必不可少的。
作為施工控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),施工監(jiān)控在橋梁施工中發(fā)揮著重要作用。不論何種類型的橋梁,其施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中一般都包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)監(jiān)測(cè)、幾何狀態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)以及環(huán)境狀況等幾個(gè)部分。通過跟蹤監(jiān)測(cè)施工實(shí)際狀態(tài),不僅可以修正理論設(shè)計(jì)參數(shù),保證施工控制預(yù)測(cè)的可靠性,同時(shí)又是一個(gè)安全警報(bào)系統(tǒng),通過警報(bào)系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和避免橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中出現(xiàn)的超出設(shè)計(jì)范圍的參數(shù)(如變化、截面應(yīng)力等)以及結(jié)構(gòu)的破壞。另外,該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可在橋梁使用中對(duì)其安全狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),為橋梁的科學(xué)管理與維護(hù)提供數(shù)據(jù)資料。
4.2施工監(jiān)測(cè)方法
施工監(jiān)測(cè)方法很多,根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)、不同的施工現(xiàn)場(chǎng)選擇方便、可靠的監(jiān)測(cè)方法,從以下根據(jù)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容不同分別加以說明。
(1)應(yīng)力監(jiān)測(cè)
應(yīng)力監(jiān)測(cè)是施工監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容之一,它是施工過程的安全預(yù)警。應(yīng)力對(duì)于所有體系的橋梁都是非常重要的因素,隨著施工的進(jìn)行,應(yīng)力也會(huì)發(fā)生改變。施工某一階段的應(yīng)力情況是否和理論設(shè)計(jì)的一樣,結(jié)構(gòu)狀態(tài)是否安全是施工控制的問題。這些都可以通過應(yīng)力監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn),監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,就立即停止施工,查找原因并及時(shí)進(jìn)行處理。
橋梁的施工是個(gè)長(zhǎng)期工程,所以,應(yīng)力監(jiān)測(cè)也必須是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的量測(cè)過程。對(duì)于長(zhǎng)期準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)過程來說,傳感組件的要求就要提高,必須要可靠、耐久。目前應(yīng)力監(jiān)測(cè)常使用的有電阻應(yīng)變片傳感器、鋼弦式傳感器、光纖應(yīng)變傳感器等。電阻應(yīng)變片傳感器只能用于短暫的荷載增量下的應(yīng)力測(cè)試,并且使用不便、耐久性差,所以,一般只作為輔助測(cè)試。而在復(fù)雜連續(xù)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)過程中,經(jīng)常使用的是鋼弦式傳感器。主要原因是鋼弦式傳感器具有較良好的穩(wěn)定性,自然具有應(yīng)變累計(jì)功能,抗干擾能力較強(qiáng),數(shù)據(jù)采集方便等。光纖應(yīng)變傳感器是一種更方便、更準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)應(yīng)變(應(yīng)力)監(jiān)測(cè)儀器,目前,光纖應(yīng)變傳感器已從實(shí)驗(yàn)室走向了工程應(yīng)用,隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,今后光纖應(yīng)變傳感器必將成為橋梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)的主要設(shè)備和手段。
(2)預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)
預(yù)應(yīng)力水平是影響預(yù)應(yīng)力橋梁施工控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的主要因素之一。主要監(jiān)測(cè)的方面有預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)力、管道磨阻損失和剩余真實(shí)預(yù)應(yīng)力。張拉應(yīng)力可以在在千斤頂與錨板間的壓力傳感器取得;剩余預(yù)應(yīng)力可以在預(yù)應(yīng)力鋼筋上的應(yīng)變片測(cè)得,張拉應(yīng)力與剩余預(yù)應(yīng)力之間的應(yīng)力差就是管道磨阻損失應(yīng)力。
(3)溫度監(jiān)測(cè)
溫度對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)有著深遠(yuǎn)的意義,尤其是大跨度、大規(guī)模的橋梁結(jié)構(gòu)。如在斜拉橋的標(biāo)高監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn),溫度的變化將影響拉索的長(zhǎng)度,就導(dǎo)致主梁的標(biāo)高與設(shè)計(jì)值不符;懸索橋主纜標(biāo)高將隨溫度的改變而變化;懸臂施工連續(xù)橋的材料性能隨著溫度的變化也發(fā)生偏差,所以標(biāo)高也就容易隨著溫度的變化而偏離理想狀態(tài)。因此,溫度監(jiān)測(cè)是在橋梁施工監(jiān)測(cè)是非常重要的部分,結(jié)合實(shí)際情況,尋找最佳的施工時(shí)間,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)影響最小的時(shí)刻,更有利于橋梁控制在施工過程中的發(fā)揮。
但是溫度的變化是隨機(jī)的,這就導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的溫度也是一個(gè)變化的,它受到橋梁木身材料、結(jié)構(gòu)形式和外界環(huán)境的影響,設(shè)計(jì)階段很難預(yù)測(cè)到施工期間的溫度變化,所以對(duì)施工過程結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度的變化趨勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這樣才能真正對(duì)溫度參數(shù)分析調(diào)整,克服溫度多變對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響。為了實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)最終目標(biāo),溫度監(jiān)測(cè)是發(fā)揮著重要作用的。
5.施工監(jiān)測(cè)的主要儀器
用于橋梁施工監(jiān)控的儀器種類繁多,而按照它們的使用情況和功能可以分為:傳感器、放大器、顯示器、記錄器、分析儀器、數(shù)據(jù)采集儀,或者一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。按照儀器的用途分類如下:
①測(cè)力傳感器;②位移傳感器;③應(yīng)變計(jì);④傾角傳感器;⑤頻率計(jì);⑥測(cè)振傳感器。
儀器設(shè)備可以分為單件式和集成式,單件式儀器是指一個(gè)儀器只有一個(gè)單一的功能,集成儀器是指把多重功能集成在一起的儀器。在各個(gè)類型的儀器中,傳感器的主要功能就是感受各種物理量(力、應(yīng)力、應(yīng)變),并把它們轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或者容易處理的信號(hào)。放大器的功能就是把從傳感器得到的信號(hào)進(jìn)行放大,使信號(hào)可以被顯示和記錄。另外各種各樣的儀器都要用到各種類型的傳感器,現(xiàn)對(duì)傳感器做如下介紹。
傳感器的作用是感受所需要測(cè)量的物理量,按一定規(guī)律把他們轉(zhuǎn)換成可以直接測(cè)讀的形式,然后直接顯示;或者是電量的形式,然后傳輸給下一步的儀器。目前,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中較多采用將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量的電測(cè)傳感器。
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