隨著社會經濟的不斷發展，現代社（shè）會對於交通依賴程度不斷加大，特別是處於交通工程中的橋梁，地位（wèi）尤（yóu）其突出，不論是處（chù）於施工中的橋梁還是運營使用當中的橋梁，其安全性和其它技術指標，直接關係到國家和人民群眾的生命財產安全，所以建立一套行之有效（xiào）的、具有相當科技含量的貫穿橋梁施工（gōng）階段、運營管理階段的監測和控製（zhì）方法和手段，就顯得尤為重要，下麵我們就淺（qiǎn）談一下橋梁在（zài）施工（gōng）、運（yùn）營（yíng）當中的監測與控製的方法及手段。 一、橋梁監測
橋梁監測是通過（guò）對橋梁結構狀態的監（jiān）控（kòng）與評估，為橋梁在特殊氣候交通條件下或橋梁運營狀況嚴重異常時觸發預警（jǐng）信號，為橋梁（liáng）維護、維修與（yǔ）管理決策提供依（yī）據和指導。監測係（xì）統對以（yǐ）下幾個方麵（miàn）進行（háng）監控：橋（qiáo）梁結（jié）構在正常環境與交通條件（jiàn）下運營（yíng）的物理與力學狀態；橋梁（liáng）重要非結構構（gòu）件（如支座）和（hé）附屬設施（如振動控製元件）的工作狀態；結構構件耐（nài）久性；橋梁所處環境條件等。 （一） 監測（cè）範圍
1. 敏感部位監測。一般隻在橋梁內力、應變、位移變化（huà）和裂紋產生（shēng）對橋梁（liáng）影響至（zhì）關（guān）重要的
（敏感）部位進行監測。
2. 總體監測。特大橋梁構造複雜，難以做到地毯式（shì）人工監測。鑒於特大橋梁的重要性，需
要（yào）適時（shí）地得到（dào）橋梁正常工作的總體狀況（kuàng）。通過（guò）對可能取得（dé）的橋梁工作參數，采用不同的方法進行“識別”找到（dào）橋梁異常的一個或幾個可能部位，再由配備檢測設備的專業人員到可能異常部位檢測。 （二） 監測方式（shì）
1. 人工監（jiān）測：配備簡單的儀器，用人工（gōng）作地毯式監測，用模糊分級描述橋梁狀況（kuàng），一般可
作（zuò）為定期監測、突發性（xìng）事件（jiàn）後的特別監測。
2. 自動檢測：用固定在（zài）橋梁上的專用設備，實際地監測橋（qiáo）梁的工作參數；由專用設備和軟
件對工作參數進行識別加工，得到能反映橋（qiáo）梁工作狀態的狀態信息；再用特定的方法分（fèn）析這些信息並與橋梁的健康檔案相（xiàng）比較，給出橋梁的健康狀況或損傷（shāng）狀況。一般適用於（yú）特大的或重要的橋梁在線監測。這種方法自動化程度高，是當前研究熱點與發展方向（xiàng）；但是難度大，目前使用尚少。
3. 聯合監測：考慮（lǜ）到（dào）前（qián）兩種方法的實際情況，用各（gè）種小型的自動化程度（dù）較高的儀器，配合
人工監測，是（shì）一個比較可行的方案（àn）。 （三） 監測的狀態
1. 靜態：監測橋梁（liáng）結（jié）構的靜態幾何和力學參數，用（yòng）以分析橋梁結（jié）構的工作狀態（tài）。靜態監測
比較困難，一般都是加載檢測。但是靜態參數（shù）比（bǐ）較直觀地反映了橋梁的工（gōng）作狀（zhuàng）態（tài）。 2. 動態：監測橋梁結構的動態幾何和力學參數，用以分析橋梁結構的工作狀態。動態監測
適用於運營監測。
（四） 常規監測的工作參數（shù）及（jí）橋梁監測係統與手段 1. 常規監測的工作（zuò）參數
（1） 位移。包括絕對位移（yí）和相對位移，靜位移和動位移（yí）。 （2） 變形。如靜態撓度、靜態應變等。 （3） 力。如索的（de）張拉力。
（4） 動力參數。如速度、加速度、可轉換成頻率、振動，再轉換成張力、位移。 （5） 外觀（guān）和完整率（lǜ）。如氣蝕、磨（mó）損（sǔn）、裂縫、剝落。
（6） 物理（lǐ）化學現象。如混凝（níng）土堿集料反應、混凝土中性（xìng）化（碳化、酸雨、氯蝕）、鋼材（cái）鏽
蝕。
（7） 環境。如（rú）風速（向）、空氣（或橋體）溫度、地震、交通量（和荷載）。 2. 橋梁監測係統與（yǔ）手段
橋梁監測係統由傳感器（包括傾角傳感（gǎn）器、加速傳感（gǎn）器、溫度傳感器、應力傳感器、拉力傳感器、壓力傳感（gǎn）器、位移傳感（gǎn）器、濕度（dù）傳感器等（děng））、信號調理模塊、傳輸模塊、數據采集係統、健康監測模型、預警模塊等組成。橋梁健康監測模型如圖一所示。主要儀器包括位移（量程）計、傾斜儀、（高程（chéng）、方位、距離）測量設備、GPS、數字成像機；位移傳感（gǎn）器、電阻應（yīng）變儀、壓電式應變儀、振弦應變儀（yí）、分布式光纖應變計；壓力環、磁彈性張力計、油壓計、剪力銷等；速（sù）度計、伺服（或壓電）加速度計算；刻度放大鏡（jìng）、數字成像機、超聲探測（cè）儀、地麵雷達等；化學試劑試驗、由外觀特征判斷、鋼筋鏽蝕儀；風向（速）計、空氣（或埋入式）溫度計、當地的地震（zhèn）觀測數據、交通量觀測儀、埋入（或移動（dòng））式稱重儀、攝像機等。
首先各種傳感器采集橋梁運行過程中的各種形態變化，經過信號調整後，通過傳輸模塊傳輸回總控製監測室，總控中心（xīn）有大型的（de）數據采集係統針對橋梁（liáng）總體的各種信號進行采集，將采集到的信（xìn）息記（jì）錄並由健康監測模型分析，當橋梁變形超差振動（dòng）超差位移超差（chà）應（yīng）力超（chāo）差時，啟（qǐ）動預警模塊，為橋梁維護人員提供維修維護信息，避免橋梁因在非健康狀態下（xià）使用而導（dǎo）致垮塌等引起的財產損失 。
二、橋梁施工控（kòng）製
橋梁施工控製技術，就是把現代控製理（lǐ）論應用在橋梁施工工程中，確保施工過程中，橋梁結構的（de）內力、變形一（yī）直處於允許的安全範圍內，確（què）保最（zuì）終的實際橋梁變形和內力符合設（shè）計（jì）理想的變形控製、應力控製、穩定控製的綜合體現。
（一） 橋梁施工控製方法（fǎ）
橋梁施工控製方法可分為事後控製法、預測控製法、自適應（yīng）控（kòng）製法和最大寬容度控製法幾種。
1. 事後控製法是指在施（shī）工中，當已成結構狀（zhuàng）態與設計要求（qiú）不符時，可通過一定手段對（duì）
其進行調整，使之達到（dào）要（yào）求，這種方法現在已應用不多。
2. 預測控製法是在考慮施工方（fāng）案和（hé）影響（xiǎng）橋梁（liáng）狀態的諸多（duō）因素而確定橋梁的應變和應
力的（de）理想狀（zhuàng）態後邊（稱控製理想狀態），針對（duì）施工過程（chéng）中，由於實（shí）際情況和（hé）假定諸因素（sù）之間不一致而產生誤差（這些誤差值由監測測試係統反饋後（hòu）），在調（diào）試係統中進行修正（zhèng），在給定下一步的數據，對結構的每一個施工階段形成的前後的狀態進行預測，使施工（gōng）實際沿著預定（dìng）的理想狀（zhuàng）態進行的控製方法（fǎ）。這種方法是采（cǎi）取糾偏終點控製方（fāng）法，即在施工過程中，對產生主梁線性偏差的因素（sù）跟蹤（zōng）控製，隨時（shí）糾偏，最終達到理想線形，這種方法（fǎ）常用（yòng）卡爾曼（Kalman）濾波法（fǎ）和灰色理論等。
3. 自（zì）適應控製法（fǎ）也稱為參數識（shí）別修正法，是指在控製開始時，控製係統的某些設計參
數與實際情況不完全（quán）相符，係統不能按設（shè）計要求（qiú）得到符合實際的輸出結果，但是在係（xì）統的運行過（guò）程中，通過係統識別或參數估算，不斷修正參數，使設計輸出與實（shí）際輸出相符，從而得到控製。這種方法（fǎ）是應用現（xiàn）代控製理論中的自適應控製法，即對施工過程中的（de）標高和內力的實測值（zhí）與（yǔ）預（yù）計值（設（shè）計值）產生偏（piān）差的原因，從而對參數進行修（xiū）正，達到（dào）雙控的目的。
4. 最大寬容度控製（zhì）法是是誤差的容許值法，即在設（shè）計時給予主梁標高（gāo）和內力最大的寬
容度，這種方法減少了控製的難度。 影響橋（qiáo）梁施工控製的因素主要（yào）有（yǒu）結構參數、施工誤差因素、監（jiān）測因素和結構分（fèn）析計算模型、溫（wēn）度變化與材料收縮影響（xiǎng）、徐變因素等。結構參（cān）數包括材料（liào）密（mì）度、結構部件（jiàn）截麵尺寸、材料彈性模量、材料的熱膨脹係數（shù）、施工荷載及預加應力或索力等，監測包括（kuò）溫度、應力和變形監測（cè）等內容。
（二） 各種橋梁的施工控製特點
施工控製最基本的（de）要求是保證施工中安全和結構恒載內力及結構線形符合（hé）設計要（yào）求。由於橋梁結（jié）構形式和施工方法有許多種，對於具體某一座橋梁的施工控製又有它的側重點。
1. 斜拉橋施工時，在主梁懸臂澆築或懸臂拚裝過程中，確保主梁線形和順，正確是第
一位的，施工中以標高（gāo）控製為主。所謂以標高控製為主，並非隻控製主梁的標高，而不（bú）顧及（jí）拉索索力的偏差。施（shī）工中應根據結構本身的特性和施工方法的不同，采（cǎi）取相應的控製策略。若主梁（liáng）剛度較（jiào）小，斜拉索索力變化了（le）很多，而懸臂端撓度的變化卻非常有限，施工（gōng）中應以拉索張拉（lā）噸位進行控製，然後根據標高的實測情況，對索（suǒ）力作適當的調（diào）整。此時標高、線形的控製主要是通過混凝土澆築前底模標（biāo）高的調整（懸臂澆築方法（fǎ））或預製塊件接縫轉角的調整（懸臂澆（jiāo）築方法）來加以實現的。 2. 懸索橋的（de）主要承重結（jié）構是主索，主索在施工中又（yòu）是懸索吊裝的主要承重結構，主索
一經架（jià）好，它的長度和線形調整很（hěn）小，為了確（què）保（bǎo）懸索內力和線形符合設計要（yào）求，主索的無應力長度（下料時的長度）要嚴格加以控製，尤其對基準束的（de）尺寸要更加重視。對於加勁梁的（de）拚裝，為了保證符合設計線形，吊杆（gǎn）的下料長度（無應力長度）將又是一個控（kòng）製重點。可（kě）以看出，為了使在無應力狀態下（xià）結構各部分的尺寸準確無
誤，故（gù）要（yào）有一個符合結構實際的計（jì）算程序。在施工過程中（zhōng）除了主索和（hé）加勁梁外，對橋塔受力、索鞍偏移、吊杆和主索索股受（shòu）力均勻性等應嚴加跟（gēn）蹤控（kòng）製，以保證（zhèng）應力和線形的雙控製實現。
3. 大（dà）跨度混凝土拱橋（qiáo）同樣按（àn）安全、線形和恒載內（nèi）力的要求進行施工控製。由於大跨度
混凝土拱橋拱肋截麵多（duō）采用底板、側板、頂板（bǎn）分次澆築完成的組合截麵，必然造成結構撓度和內（nèi）力的重分布（bù），為了確保拱肋應力和變形符合設計要（yào）求（qiú），要嚴格進行雙控，但拱肋的（de）形成一般要靠勁性骨架進行澆築，其拱肋各段是在（zài）工廠放樣加工製作的（無應力（lì）長度），骨架（jià）一經和龍，今後無法進行大的調整，所以大跨度混凝土拱橋的施（shī）工控製，首先要把好骨架無應力長度控製這一關，然後，做好（hǎo）拱肋混（hún）凝土澆（jiāo）築的跟蹤施工、控製，確保拱肋應力和標高符合要求。拱橋是以受壓為主（zhǔ）的結構，對於施工過程中結構的穩定性要給予關注。 4. 預應力混（hún）凝土連續梁或連續（xù）剛構相對斜拉橋而言，沒有斜拉索，其施工控製與斜拉
橋主（zhǔ）梁相同（tóng）。 凡是以懸（xuán）臂澆築或懸臂拚裝施工的（de）橋梁，都（dōu）是逐節段向前推進的（de），施工控製中常采用逐（zhú）節段跟（gēn）蹤控（kòng）製（zhì）的方法。