橋(qiáo)梁施工(gōng)監控(kòng)及(jí)橋梁裂縫成因研(yán)究(jiū)
更新時間:2021-04-10 17:51
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【摘 要】我國近些年來大力開展(zhǎn)公路(lù)交通建設。隨著我國大量(liàng)公路工程(chéng)的(de)建設(shè),橋梁的建設也(yě)方興未艾。但是隨著大量(liàng)橋梁的建設(shè)過程,關於橋梁監控以及橋梁裂縫成因方麵(miàn)的研(yán)究也越來越受人重視(shì)。橋梁施工(gōng)過程中(zhōng)進行實時監控不僅可以保證施工質量,使得橋梁建設滿足橋梁設計要求,而且可以在橋梁上麵布置觀測點(diǎn),為今(jīn)後的橋梁監控提供有利的物質支持。本文通過理論(lùn)分(fèn)析(xī)以及對多年橋梁施(shī)工(gōng)的工作經驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)的總(zǒng)結對(duì)橋梁施工中以下幾點進行了相應的研(yán)究。
【關鍵詞(cí)】公路工程;橋梁施工;施工監控;軟件模擬;理論研究;裂縫成因
0 概述
隨著(zhe)橋梁建設(shè)技術(shù)的逐漸(jiàn)增強,大量(liàng)的大跨徑橋梁被建設成(chéng)功。伴著(zhe)橋梁建設材料的抓緊進(jìn)步,關於橋梁(liáng)建設的方(fāng)法(fǎ)也逐漸豐富。但(dàn)是隨(suí)著橋梁建(jiàn)設技術的發展,橋梁建設(shè)過程中對於橋梁施(shī)工的監控也越來越重要[1]。在實際施工中,經常會運用施工管控技術對橋梁建(jiàn)設進行質量(liàng)控製[2]。由(yóu)於在具體(tǐ)的施工過程中,日照、溫度變化、施工荷載大小以及施(shī)工方法都會對橋梁的施工(gōng)產生相應的影響[3]。這些因素的變化會直接(jiē)導(dǎo)致橋梁的線性與設計線性產生(shēng)相應的誤差[4]。如果不嚴格管控,則容(róng)易導致橋梁的線性誤差較大(dà)直接導致橋梁在和龍或者在上部結(jié)構進行澆(jiāo)築(zhù)時產生重大的安全事故以及質量事故[5]。這些事(shì)故(gù)會直接導致巨大的經濟損失以及惡劣的社會影響(xiǎng),所以對於橋梁的施工(gōng)監控以及橋梁裂縫的控製必須嚴格(gé)控製。
1 公路橋梁施工監控技術研究
在公路橋梁施工過程中,進場會根據現場施工實際狀(zhuàng)況進行相關的觀察與紀錄,紀錄橋梁實時的數據。並運用數據分(fèn)析處理方法例如MATLAB軟件等對數據進行相應的數據分析與線性回歸,然後根(gēn)據(jù)線性回歸結果運用有限元分析軟件對實際情況進行相應的軟件模擬。從而對橋梁實現實(shí)時的監控。
1.1 橋梁施工監(jiān)控目標及內容研究(jiū)
根據實際工作經驗總結研(yán)究,大(dà)多數橋梁建造過程中對橋梁的施工監控主要目(mù)的保證橋梁(liáng)施工的安全正常進行,並對橋梁施工質(zhì)量予以最大的保(bǎo)證。結合理論研究與實際工作經驗的總結(jié),橋梁施工監控的目標有以下幾點:
(1)滿足橋梁施工(gōng)過程中關於安全管理的(de)要求,保證施工人員(yuán)在橋梁施工過程中人(rén)身健康安全,並保證施(shī)工過程符合安全管理的要求;
(2)保證橋梁施工過程(chéng)中的質量要求,保證橋梁上部結(jié)構澆築以(yǐ)及(jí)拚裝施工的質量要求。保證橋梁上部結構和龍段橋梁線性符(fú)合涉及規定;
(3)保證橋梁成橋後在應力(lì)、位移以及耐久(jiǔ)方麵(miàn)符(fú)合(hé)橋梁設計要求及安全運營需要,這也是(shì)橋梁施工監(jiān)控中最終(zhōng)的目標。
不同的橋梁在施工過程中針對橋梁結構的唯一性(xìng),會專門製(zhì)定相應的橋(qiáo)梁施工監(jiān)控量(liàng)測項目,根據多年工作經驗總結(jié),對橋梁施工監控的主要(yào)內容總結(jié)為以下四點:
(1)安全性:橋梁施工是一種危險性較大的(de)一種項目。由於其(qí)大構建以及工種複雜的獨特性,一旦出現事故,將會導致巨大的經濟以及人員損失,甚至會產生極大的(de)社會影響,所以在橋梁施工監控中,安全性監控必(bì)須放(fàng)在重點位置。
(2)穩定(dìng)性:由於橋梁結(jié)構在使用過程中獨特的使用狀態,常常會由於偏壓導致橋梁傾覆,所(suǒ)以關於橋梁結構穩定性必須在施工監控中嚴格監(jiān)管。
(3)橋梁線性:隨著橋(qiáo)梁施工過程的繼續,橋梁上部結(jié)構會由於(yú)橋梁自重以及形狀的變化產生(shēng)相應的撓度變化。一旦撓度變化超過允許範圍(wéi),極易(yì)在橋梁(liáng)和龍過程中產生極大的質量事(shì)故。所以橋梁線性變化必須嚴格監控。
(4)橋(qiáo)梁應力:橋梁在進行相應的預應力施工時,會由於預(yù)應力的施(shī)加直接導致橋梁截麵應力(lì)產生較大的變化,為了保證橋梁(liáng)結構截麵應力符合設計要求,所以必須對橋梁施(shī)工過程中的應力變化進行實時監(jiān)控。
1.2 橋梁施工監控技(jì)術中灰色係統理論應用研究(jiū)
灰色係統理論可以在分析數據少、了解數據(jù)行為少的基礎上對事件的發展(zhǎn)規律進行相(xiàng)應的推導。方便少(shǎo)數據事件的數據推導(dǎo)與(yǔ)事件(jiàn)規律的(de)研究。由於橋梁監控過程中數據模(mó)式的獨特性(xìng),灰色係(xì)統(tǒng)理論對(duì)於橋梁結構的(de)施工監(jiān)控(kòng)有著及其有效的應(yīng)用(yòng)。
針對具體施工監控事件運用灰色係統理論進行橋梁監控數據研究,通過與常規算法進行相應的對(duì)比我們可以得(dé)到以下幾點結論:
(1)常規算法、灰色理論算法以及灰色(sè)理論與常(cháng)規算法混(hún)合算法相比,對於(yú)位移混合算法(fǎ)準確性更高,灰色理論適應(yīng)性更強可以有效運用在前期監控數據較少的階段;
(2)將常規算法與灰色理論算法在進行(háng)應力監(jiān)控及數據分析時,灰色係統理論算法更加符合實際應力發展方向,預測分析結果更加準確;
(3)在橋梁施工監控中經常會(huì)由於一些不可見因素導致數據缺失(shī),而灰色係統(tǒng)理論(lùn)在(zài)麵對數據缺失的(de)狀態(tài)下會準確的預(yù)測數據發展規(guī)律,為橋梁監控提供有效的(de)數據分析及預測結果。
2 橋(qiáo)梁工程裂縫成因研究分(fèn)析
在進行橋梁施工過程中(zhōng),經常會由於設計因素、施工因素以及天氣因素等影響(xiǎng)導致橋梁出現一些裂(liè)縫,這類病(bìng)害會直接導致橋梁外觀損壞甚至(zhì)直接導致橋(qiáo)梁出(chū)現較大的質量事故,所以必須嚴格控製橋梁裂縫的出現,並對成因進行研究,避免在今(jīn)後施(shī)工過程中出現相應的問題。
2.1 裂縫狀態及主要可能原因
一般橋梁結構(gòu)產生(shēng)裂縫的主要位置在澆(jiāo)築0號塊時,腹板處出現一道豎向裂縫。根據長(zhǎng)期工作經驗可(kě)以認為導致裂縫出現的原因有以(yǐ)下(xià)幾點:
(1)臨(lín)時(shí)支(zhī)墩由於兩側受力不平(píng)衡導致0號塊產生扭轉變形直接導致裂縫的產生;
(2)由於0號塊體積較大,屬於大體積混凝土構件,且由於澆築時溫(wēn)度較高,由於水化熱直接導致0號塊開裂(liè);
(3)溫差及(jí)養護不合格直接導致開裂。
2.2 運用灰色係統理論對裂縫成因分析結果
針對以上分析結果通(tōng)過施工監控數據量測,運用灰色係統理論對(duì)0號塊腹板開裂原因進行相應的研究分析得到以下幾點結論(lùn):
(1)通過運(yùn)用灰色係(xì)統(tǒng)理論運用ANSYS進行相關模擬,我們可以認為,在受扭作用力下,相應位置應力達到3MPa。受扭作用是直接導致裂縫產生的原因(yīn)。
(2)經過模擬溫(wēn)差及養護不合(hé)格(gé)時,0號塊破壞形勢應為大量的不規則裂縫與(yǔ)實際情況(kuàng)不(bú)符,所以排除(chú)溫差(chà)及養護技術方麵原因。
(3)通(tōng)過軟件模擬得到(dào)水化熱導致該部位應力為2MPa,不會直接導致(zhì)裂縫的產生,隻會對裂縫的開展有一定的推動作用。
3 結論
通過對橋梁施工監控(kòng)技術研究並引進灰色係統理(lǐ)論對橋梁裂縫成因進行了相(xiàng)應的研究,最終得到了以下幾點結(jié)論:
(1)根據(jù)實(shí)際工作經驗以及(jí)對理論知識的研究,得到了橋梁施工監控主要項目以及主要監控目標;
(2)通過(guò)運用軟(ruǎn)件模擬與實際施工對比,研究了橋梁施(shī)工監控對橋梁(liáng)線性保證的有極大的作用;
(3)通過運用橋梁施工監控手段對橋梁裂縫(féng)形成原因進行相(xiàng)應的研究與分析,研究了導致橋梁裂縫出(chū)現的主要原因(yīn)為受扭破壞。
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