道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略

劉思宇

摘要：由于使用傳統(tǒng)的道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略存在較大誤差，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科技快速發(fā)展的今天，交通業(yè)也取得了較快發(fā)展，傳統(tǒng)的道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略已無法滿足道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)要求，基于此，本文重點(diǎn)討論了道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略。監(jiān)測(cè)過程中，首先則需計(jì)算道路橋梁結(jié)構(gòu)的幾何屬性，以便能夠?qū)⑹芰袄硐氲膸缀尉€性控制在特定范圍內(nèi)，進(jìn)而在根據(jù)道路橋梁工程的所在位置，使用全站儀監(jiān)測(cè)其位移變化情況，精準(zhǔn)確定道路橋梁結(jié)構(gòu)的三維坐標(biāo)，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;施工安全;監(jiān)測(cè)策略

1.道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略

1.1計(jì)算道路橋梁的幾何屬性

為確保道路橋梁工程施工安全，則必須將其受力及理想幾何線性控制在特定范圍內(nèi)，以防施工過程中道路橋梁結(jié)構(gòu)的平面位置、立面高度等偏離預(yù)期狀態(tài)。加之，施工過程中，在各種外界因素的影響下，道路橋梁易發(fā)生變形問題，而使得線型無法滿足設(shè)計(jì)要求，無法保證工程施工的順利推進(jìn)。為了能夠有效將實(shí)際位置與預(yù)期狀態(tài)間產(chǎn)生的誤差控制在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，確保道路橋梁的變形狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，在此過程中，首先則應(yīng)構(gòu)建變形測(cè)量控制點(diǎn)，將其作為建設(shè)道路橋梁工程的控制網(wǎng)，進(jìn)而再根據(jù)道路橋梁工程的實(shí)際施工情況，設(shè)立3-5個(gè)控制點(diǎn)，重點(diǎn)需注意的是，控制網(wǎng)應(yīng)設(shè)立在遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)且較為穩(wěn)定的點(diǎn)位。根據(jù)幾何變形控制技術(shù)要求，構(gòu)建變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的過程中，方可將全站儀架設(shè)于控制網(wǎng)上，以保證獲取的控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)的精準(zhǔn)度。若設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程為H0，觀測(cè)點(diǎn)的高程為H1，平面的橫截面尺寸為S，體積為V1，設(shè)置的全站儀的高度為i，目標(biāo)高度為0，那么未知觀測(cè)點(diǎn)的高程函數(shù)h1的計(jì)算公式為：

（1）

監(jiān)測(cè)過程中，監(jiān)測(cè)人員可運(yùn)用坐標(biāo)法監(jiān)測(cè)水平位移情況，監(jiān)測(cè)豎向位移情況則可運(yùn)用間接三角高程，同時(shí)還需監(jiān)測(cè)道路橋梁結(jié)構(gòu)的外部幾何位移，計(jì)算固定點(diǎn)i以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)i之間的高差，即高程變量hj，在i值不變的情況下，j點(diǎn)的高程公式為：

（2）

計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程后，還需確定好基準(zhǔn)點(diǎn)及觀察點(diǎn)，進(jìn)而方可計(jì)算當(dāng)前高程與初測(cè)高程、上次高程之差 。為了進(jìn)一步提升儀器測(cè)站點(diǎn)及變形觀測(cè)點(diǎn)的通視效果，則必須確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)與被觀測(cè)點(diǎn)牢固相接。測(cè)試初始值的過程中，測(cè)試次數(shù)不得少于3次，同時(shí)施工人員還需保護(hù)好監(jiān)測(cè)點(diǎn)j，或者將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)于不受施工影響的地方，具體布設(shè)位置則需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況而定，原始基準(zhǔn)數(shù)據(jù)方可取3次測(cè)試的初始值的平均值，同時(shí)還需將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄在專用的原始資料記錄表中，測(cè)量之前儀表必須使用法定單位標(biāo)定，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。通過公式（1）中的已知高程H1，方可計(jì)算出 ：

安全監(jiān)測(cè)工作的開展，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行，為確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性，還需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及天氣、周圍環(huán)境的變化情況等計(jì)算監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并整理、校核所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。計(jì)算道路橋梁的幾何屬性時(shí)，應(yīng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，合理修正理論分析模型中的計(jì)算參數(shù)，并比對(duì)、分析計(jì)算結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，還需運(yùn)用自適應(yīng)控制法識(shí)別修正材料容量、收縮徐變系數(shù)及彈性模量等參數(shù)，進(jìn)而再根據(jù)修正后的幾何參數(shù)計(jì)算施工過程中各階段截面的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換下內(nèi)力的重復(fù)分布情況等。監(jiān)測(cè)人員也可根據(jù)施工進(jìn)程同步監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)各工作環(huán)境的參數(shù)，調(diào)整立模高度，以獲取關(guān)鍵施工條件下道路橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況及幾何狀態(tài)。

1.2全站儀GPS—體化監(jiān)測(cè)位移變形

道路橋梁施工監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容則是借助全站儀跟蹤建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的位移及變形情況。全站儀是一種現(xiàn)代化的測(cè)量設(shè)備，其具備有磁驅(qū)動(dòng)、精準(zhǔn)定點(diǎn)、自動(dòng)鎖定多目標(biāo)并跟蹤的功能，在橋梁、鐵路、隧道等大型建筑工程中其有著廣泛應(yīng)用，可使用其監(jiān)測(cè)工程變形情況。位移變形監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)拱腳及拱肋的變形位移情況等;此外，使用弦式應(yīng)變傳感器，方可監(jiān)測(cè)混凝土的變形情況，測(cè)量道路橋梁工程拱腳及吊桿附近截面的應(yīng)力，判斷這些部位是否存在變形問題。

道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)人員可借助全站儀監(jiān)測(cè)隧道斷面、拱橋面、及系梁的變形情況，使用穿心式壓力傳感器監(jiān)測(cè)系桿拱橋中吊桿的內(nèi)力，而監(jiān)測(cè)構(gòu)件的內(nèi)外溫度、索力時(shí)，方可使用智能溫度傳感器或振弦式索力傳感器。測(cè)量關(guān)鍵部位的變形及位移情況時(shí)，為確保施工過程滿足幾何線性設(shè)計(jì)要求，確保道路橋梁工程的施工質(zhì)量，則需使用全站儀密切監(jiān)視施工情況。同時(shí)，道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)中，還需應(yīng)用計(jì)算機(jī)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。施工過程中，將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)于施工現(xiàn)場(chǎng)，不僅能夠監(jiān)測(cè)各施工階段的安全狀況，還可運(yùn)用該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)道路橋梁竣工驗(yàn)收階段及后續(xù)運(yùn)營(yíng)階段的安全狀況，布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的過程中，則必須科學(xué)選擇監(jiān)測(cè)技術(shù)，為確保GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠成為施工階段、竣工階段及運(yùn)營(yíng)階段等多個(gè)階段的監(jiān)測(cè)方，還需為其配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)。

2.試驗(yàn)論證分析

為驗(yàn)證本文所提出的安全監(jiān)測(cè)策略的有效性，則需通過試驗(yàn)的方式對(duì)比其與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)策略的差別，試驗(yàn)選取對(duì)象為某道路橋梁工程，該工程項(xiàng)目跨越市區(qū)，其對(duì)基坑變形情況及環(huán)境變化情況均有著較高要求，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)該基坑深約為25m，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和密度應(yīng)根據(jù)基坑的特點(diǎn)布設(shè)，以確保所布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠全方位的監(jiān)測(cè)整個(gè)基坑的實(shí)時(shí)情況，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息。

為了改變基坑外淺層觀測(cè)井及承壓井的水位，則需布設(shè)18個(gè)坑外水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)在基坑周圍，并分別記錄兩種監(jiān)測(cè)策略下坑外水位各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化速率。

通過所記錄的數(shù)據(jù)信息，方可計(jì)算出不同監(jiān)測(cè)策略下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)坑外水位的變化率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若使用傳統(tǒng)的道路橋梁施工安全策略其變化率為0.46m/d，而運(yùn)用本文所提到的監(jiān)測(cè)策略變化率可達(dá)到0.54m/d，變化速率更為精準(zhǔn)，這則表明文中所使用監(jiān)測(cè)策略的有效性。

結(jié)束語

綜上所述，為了在施工階段對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)部門則需不斷改進(jìn)、優(yōu)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)新的監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用，為工程建設(shè)提供更加可靠的監(jiān)測(cè)技術(shù)，以確保工程施工安全及施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙芳.道路橋梁施工安全監(jiān)測(cè)策略[J].山西交通科技，2020（12）：72-74.