橋梁施工監(jiān)控及橋梁裂縫成因分析

費玉寶

摘要：在道路橋梁施工中，混凝土裂縫受到多種因素的影響，且混凝土裂縫的出現(xiàn)不是單一存在的，而是呈現(xiàn)出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。一旦道路橋梁混凝土施工中產(chǎn)生裂縫問題，在未來的使用中，道路橋梁工程會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的損害，縮短道路橋梁工程的使用壽命。應通過混凝土施工混合料的控制、施工工藝的改善、養(yǎng)護工作的落實，減少道路橋梁混凝土裂縫，推動我國交通事業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：橋梁施工;監(jiān)控;裂縫成因

前言

BIM 技術(shù)已經(jīng)成為建筑設(shè)計和施工中的重要工具，并且發(fā)揮了顯著的作用。隨著我國交通建設(shè)的不斷推進，越來越多地理條件復雜的地區(qū)開始進行橋梁施工建設(shè)，由于施工區(qū)域地理環(huán)境限制，很多橋梁工程施工難度較大，而BIM 技術(shù)的應用極大減小了施工難度，促進了橋梁施工質(zhì)量和安全性的提升。

1橋梁施工中混凝土裂縫成因

1.1 材料角度

以材料角度作為切入點，將其主要分為三個方面。第一方面為混凝土施工材料自身的質(zhì)量，混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料有水泥、骨料以及摻合料等，混凝土施工材料自身的質(zhì)量與橋梁工程質(zhì)量有密切關(guān)系，一旦原材料質(zhì)量達不到施工要求，則會降低橋梁工程質(zhì)量，且在溫度、環(huán)境等因素的影響下，橋梁混凝土易出現(xiàn)裂縫問題。在實際施工中，應加強材料質(zhì)量控制策略，預防混凝土裂縫的出現(xiàn)，最終保障橋梁施工質(zhì)量。第二方面為混凝土施工材料的配比工作。在進行配比時，一旦混凝土各組成材料的比例掌握不好，則會使得混凝土結(jié)構(gòu)在施工中出現(xiàn)裂縫。施工人員應將混凝土材料配比工作作為混凝土施工質(zhì)量提升的重要工作。在骨料添加時，應重視骨料質(zhì)量控制，若是骨料質(zhì)量達不到橋梁工程的標準要求，則會降低橋梁的承載力，使橋梁出現(xiàn)裂縫。 第三方面是攪和拌的工作。為了保障混凝土施工材料的質(zhì)量，除了重視組成材料的配比工作，還要重視攪拌工作，選擇性能較高的攪拌機對混凝土組成材料進行充分攪拌，若是混凝土組成材料攪拌不均勻，則會影響混凝土混合料質(zhì)量，增加橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題的風險。

1. 2 施工工藝及養(yǎng)護角度

造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因還有施工工藝以及養(yǎng)護技術(shù)的運用兩方面。在橋梁施工前，需要對橋梁的整體結(jié)構(gòu)進行有效設(shè)計。在橋梁施工中，混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工技術(shù)不達標、施工操作不規(guī)范等，都是導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因。在混凝土振搗過程中，若是不嚴格按照振搗施工流程進行施工，則會使得混凝土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出不嚴實、空洞的狀態(tài)，在橋梁長期使用中，降低承載力，進而出現(xiàn)大量的荷載裂縫，減少橋梁的使用壽命。其次是不重視橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工后的養(yǎng)護工作，使剛剛施工后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干縮、水分蒸發(fā)等現(xiàn)象，加快了橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的速度，對橋梁工程施工造成不利影響。

2 橋梁施工監(jiān)控的主要內(nèi)容

2.1 幾何監(jiān)測

幾何監(jiān)測包括主塔變位監(jiān)測和主梁線形監(jiān)測。在橋梁施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)常常由于多種原因的影響發(fā)生形變，從而與設(shè)計圖紙產(chǎn)生偏差，因此必須對橋梁進行幾何監(jiān)測，以便了解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)，并采取相應的措施。幾何監(jiān)測主要可以分為兩部分內(nèi)容，一是主梁標高監(jiān)測，即監(jiān)測橋梁的實際高程;二是偏位監(jiān)測，即監(jiān)測順橋向變位值等。

2.2 應力監(jiān)測

橋梁結(jié)構(gòu)的應力情況直接影響施工的安全性，并且會在施工過程中不斷發(fā)生變化，因此必須對橋梁結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)進行長期監(jiān)測，保證其不超出安全范圍。應力監(jiān)測的對象主要是主梁和主塔。對主梁應力狀況進行監(jiān)測時，要關(guān)注主梁應力是否超限和每一施工階段前后的應力差兩個方面;對主塔應力狀態(tài)進行監(jiān)測時，必須科學選定監(jiān)測點。此外，應力監(jiān)測的精度和傳感器的可靠性十分重要，因此一般會采用精度較高、故障率低的振弦式混凝土應力傳感器。

2.3 索力監(jiān)測

索力測試是橋梁施工監(jiān)控的特殊內(nèi)容。隨著大跨徑橋梁工程項目的不斷增多，纜索承重結(jié)構(gòu)的應用越來越多，索力監(jiān)測也越發(fā)重要。索力監(jiān)測對象通常是單根索力，采取千斤頂壓力表法與振動頻率法相結(jié)合的方式來開展。

2.4 溫度場監(jiān)測

當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，橋梁結(jié)構(gòu)的溫度也會隨著發(fā)生變化。一般情況下，材料的溫度變化將引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形，從而在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生應力。由于組成斜拉橋結(jié)構(gòu)各個部分的材料、尺寸和結(jié)構(gòu)形式不同，環(huán)境溫度變化將使橋梁內(nèi)各部分的溫度呈復雜的分布形式。了解橋梁所處的環(huán)境溫度變化和橋梁結(jié)構(gòu)上溫度梯度變化情況，掌握各部分的溫度分布規(guī)律，對于估算由溫度引起的結(jié)構(gòu)變形和應力具有重要的意義。

3 構(gòu)建施工監(jiān)控的管理平臺

企業(yè)應積極進行統(tǒng)一的管理平臺的開發(fā)，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況的施工設(shè)計等內(nèi)容，借助 BIM 技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的管理平臺，使各部門、單位可以通過統(tǒng)一的管理平臺上傳和獲取橋梁模型和數(shù)據(jù)信息，以此為基礎(chǔ)進行智能終端 App的開發(fā)。在此過程中，一方面要在橋梁結(jié)構(gòu)上設(shè)置傳感器，為應力、標高測量提供便利，并將測量結(jié)果上傳到管理平臺。另一方面，要在管理平臺上設(shè)置自動報警程序，當檢測結(jié)果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，超出設(shè)置的安全范圍時，自動報警程序?qū)?，及時對監(jiān)控管理人員發(fā)出警示，以便設(shè)計人員及時改進施工方案，保證實際施工符合設(shè)計圖紙和施工方案要求，確保橋梁工程的整體質(zhì)量和安全性，延長橋梁運營壽命。其中要特別關(guān)注的一項工作內(nèi)容就是對傳感器開展編碼。為了將模型和監(jiān)測數(shù)據(jù)一一對應，使 BIM 技術(shù)的模型呈現(xiàn)出更好的可視化效果，應結(jié)合傳感器的位置和功用開展編碼工作。編碼時應采取固定的方法和模式，以便編碼和數(shù)據(jù)能夠更好地被計算機處理。傳感器編碼必須具備規(guī)律性并且一一對應，不能出現(xiàn)重復的現(xiàn)象，否則計算機將無法準確識別編碼對象，難以確定數(shù)據(jù)的正確含義。

結(jié)束語

綜上所述，利用 BIM 技術(shù)能夠?qū)蛄菏┕けO(jiān)控過程的數(shù)據(jù)、資源等信息完整呈現(xiàn)出來，將參建各方整合在一起，共享施工監(jiān)控過程。BIM技術(shù)不僅可以提高施工監(jiān)控的效率，同時還能保證施工監(jiān)控現(xiàn)場的安全，為橋梁建設(shè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和高質(zhì)量發(fā)展提供了可靠手段。

參考文獻

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