橋梁結構健康監測係統構成探討
更新時間:2021-04-10 17:51
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橋梁結構健(jiàn)康(kāng)監測是為了實(shí)現結構無損傷監測,在這個過程中使用了很多的方法對現場無損傳感(gǎn)器采集到的數據進行結構係(xì)統特性分析。隧道結構和其他建築形式存在(zài)著很大的不同,因(yīn)此(cǐ),在施工中,隧道支護體和圍岩之間存在著相互作用的情況,而且(qiě)情況比較複雜,這樣就導致結構(gòu)健康監測在隧道施工中應用非常緩慢。
隨著新技術和新理論的出現,隧(suì)道結構也發生了(le)很大的改變,對其進行結構健康監測(cè)也慢慢成為了隧道(dào)安全管理中非(fēi)常重要的組成部(bù)分(fèn)。
1 隧道施工健(jiàn)康監測係統組成探討
隧道健(jiàn)康監(jiān)測係統在利用過程中實現了在施工前(qián)、施工中和施工後的健康監測,在施工前,健康監(jiān)測能夠對出現的風險進行識(shí)別,同時,也能將出(chū)現的風險進行排除(chú);在施工中,健康監測能夠對施工(gōng)中出現的任何情況都進行了解;在施工後,能夠(gòu)保持觀測角度對隧道健康監測係統進行分析,對係統的組成情況進行掌握。
隧道是非常特(tè)殊的施工工程,在施工過(guò)程中麵臨(lín)的問題也非常多,對出現的問題及時發現進行處理,對保證(zhèng)施工的安全性非常有利。在施工前,對(duì)開挖的風險進(jìn)行監測,同時進行提醒,這樣能夠促(cù)使整個施工是在安全控製狀態下進行施工,施工前要對施工地(dì)點的地質進行分析,在(zài)確定沒有(yǒu)安(ān)全隱患的情況下,製定施(shī)工組織計劃,避免出現盲目施工的風險(xiǎn)。
隧道在施工過程中,開挖(wā)工程具有的風險非常大,開挖過程中非常容易遇到瓦斯、地下水以及地質構造(zào)破碎的情況,為了更好的提高安全性(xìng),在施工中可以對先進的(de)技術進行利用,對提高隧道施工工程(chéng)的監(jiān)測和應急能力非常有利。
對施工人員和施工設備進行監測,對可能出現的風險可以進(jìn)行有針對的預防,監測風險的時候也能(néng)提高其處理的(de)速度。隧道施工現場可視(shì)監控係統(tǒng),能夠對施工現場的情況(kuàng)進行實時的反映,因此,相關的管理部門也能更好的對(duì)施工情況(kuàng)進行指導。隧道施工(gōng)人員和(hé)設備的使用都要(yào)滿(mǎn)足安全施工規範,這樣能(néng)夠確保隧道施(shī)工的安全性。
隧道施工過程中,其施工質量(liàng)的(de)好壞和構造的尺寸以(yǐ)及位置有很大的關係,因此,對構造(zào)的(de)尺寸(cùn)和位置要進行(háng)有效的(de)控製,在施工中對其進行很好的觀察,對出(chū)現的問題及時解決。
2 隧道支護與圍岩(yán)結構體係分析
對施工經驗進行總結,得出了理想的支護體結(jié)構(gòu),其(qí)應該滿足兩(liǎng)個方麵的(de)要求,要(yào)保證支護體能夠和周圍的圍岩緊密的結(jié)合,這樣能夠將(jiāng)支護結構和圍岩作為一個完整的結構進行施工;支護體在使用的時候要能夠和圍岩共同產生(shēng)形變,而且這種形變要保證是有限的(de),支(zhī)護體(tǐ)要能夠對圍(wéi)岩的變形量進行控製,對圍岩的承載能(néng)力進行充(chōng)分的利用。
因(yīn)此,隧道(dào)施工中,支護體的結構(gòu)采用(yòng)了柔性支護結構,這樣能(néng)夠和圍岩實現緊密聯係,同時,也能給圍岩提供必要的支護(hù)能力。
支護體鋼構件通常是(shì)鋼拱架和格柵拱架,鋼拱架一般都是由槽鋼或者(zhě)是工字(zì)鋼彎製而成,而格柵拱架(jià)通常(cháng)是由螺紋鋼筋彎曲焊接(jiē)而成,這種鋼結(jié)構雖剛度非常低,在施工中,對圍(wéi)岩的支撐效果也不明顯,但是,其在施工中能夠和混凝土緊密結合為一體,能夠形成完整的(de)鋼筋混凝土結構,對提高支護結構的剛度有非常明顯的效果,同時,也能更好的發揮結(jié)構的施工作用。格柵(shān)拱架在施工中非常的方便,重量也非常(cháng)輕(qīng),因此,在(zài)安裝過(guò)程中也具有很多的優點。剛度(dù)較大的拱架(jià)能夠在支(zhī)撐效果方麵非常明(míng)顯,同時,也能避免出現圍(wéi)岩早期變形的問題。型鋼結構(gòu)拱架在施工中具有很多的優點,但是,其在製造過程中要麵臨很多的問題,其(qí)在製作(zuò)過程中由於本身的剛度較大,彎曲的過(guò)程比較困難,而且(qiě),重量方麵(miàn)也比較大,在(zài)搬運和安裝過程中要麵臨的(de)問題非常多,因此,鋼拱架一般都是應用在特殊地質結構中(zhōng),避免出現(xiàn)圍岩早期變形過大的(de)問題,同時,在穩定性(xìng)方麵也能發揮很大的效果。
3 針對(duì)隧道支護體的健康監測技術分析
3.1 隧道支護體健康監測係統的組成(chéng)
實際的監測係統一般應包括以下幾個部分:現場(chǎng)監測。由就(jiù)地(dì)安裝的現場傳感器和自動采集單元構成,結合目前先進的傳感技(jì)術(shù),利用先進(jìn)有效的信號處理(lǐ)技術,實現數字化的信(xìn)號(hào)采集和分(fèn)析處理。通信與傳輸。在隧道裏利用各種有線和無線傳輸方式,結合網絡(luò)等遠程(chéng)傳輸設備(bèi)將數據傳輸到監控中心。通過各種檢測方法對隧道結構的變(biàn)形與受(shòu)力(lì)情況進行監測,及時提供圍岩沉(chén)降(jiàng)和變形信息,及時預見事故和險情(qíng)。
3.2 隧道結構(gòu)健康監測參數
隧(suì)道結構健康狀態監測需要(yào)從隧道結構中提取能反映結構特(tè)性的(de)參(cān)數信號,如應力、應變、溫度、變形、位移等信號,所(suǒ)以隧道結構安全(quán)監(jiān)測主要(yào)應該集中在以下方(fāng)麵。監測位移,為了了解(jiě)隧道斷(duàn)麵的變(biàn)形情況可以檢測隧道的周邊收斂、縱向位移及洞口(kǒu)地表沉降等位移情況,依此來判斷隧道結構的穩定性。
4 支護體健康監測(cè)係(xì)統(tǒng)設計
隧道支護體結構健康監測不同於目前工程(chéng)上常用的應力監測(cè),旨在監測支護體內部受力鋼結構是否與(yǔ)設計位置(zhì)一(yī)致(zhì)、受力鋼構件細部結構是否受到損害、施工完(wán)成後乃至(zhì)運營期間,位(wèi)於複雜地(dì)質結構處的結構(gòu)體是否穩定(dìng)無變形(xíng)。即係統應該包括三個(gè)子係統:支護體結構完整性檢測、支護體結構損傷監測以及支護體拱頂變形沉降監測。
為實現(xiàn)係統(tǒng)目標,設想三個子係統(tǒng)技術實現總體思路及要解決的技術關鍵分別是:支護的結構完(wán)整性檢測子(zǐ)係統:擬(nǐ)利用在隧道地質(zhì)超(chāo)前預測時得到的隧道兩側的雷達波數據,通過雜波抑製處理(lǐ)和(hé)參數估計得到支護的完整性信息。該(gāi)方麵的技術關鍵在(zài)於如(rú)何提高接收振動(dòng)反射波的識別質量,形成易於操作、效果好的構造物定形定位技術(shù)。支護體結構損傷監測子(zǐ)係(xì)統:該係統目的是實現較為精確的支護體(tǐ)結構是否受到損傷監測值,為後續施工和防護提供有效的數據支持。支護體沉降變形監測子係統:該子係統目的是較傳(chuán)統隧道變形監測方法在測量精度、設備組成與安裝上進行(háng)簡化。技術(shù)關鍵(jiàn)是設備組裝與(yǔ)分析集成技術。
5 結束語
文章對隧道施工前期存在的安全風險進行(háng)分析,對隧道施工健康監測係統構成進行分析(xī),對影響健康監測的問題進行深入討論(lùn),對支護體結構的重要性和支護檢驗的必要性進行分析,提(tí)出(chū)了隧道結構健康監測係統的總體設(shè)計方案和技術措施(shī)。
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