交通運輸?shù)诹聵蛩砉こ坦芾?/h1>
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第一節(jié) 橋隧建設(shè)成就回顧 一、橋梁建設(shè)成就 我國橋梁建設(shè)歷史源遠流長,早在公元1300多年前建造的趙州橋, 結(jié)構(gòu)新穎、堅固美觀800多年前修建的盧溝橋,古樸典雅、雄偉壯麗, 今仍被譽為世界橋梁建筑史上的杰作古代的石梁橋,懸臂木梁橋及鐵 索橋的建設(shè)成就,也達到了較高的技術(shù)水平,在國際橋梁史上占有非常 重要的地位 特別是1978年黨的十一屆三中全會確定把我國的工作重點轉(zhuǎn)移到社 會主義經(jīng)濟建設(shè)上來,不斷深入貫徹執(zhí)行改革,開放政策,使我國的經(jīng) 濟建設(shè)獲得了突飛猛進地發(fā)展在重點發(fā)展交通和能源兩大戰(zhàn)略目標的 推動下,20多年來我國的公路橋梁建設(shè)事業(yè)掀起了新的建設(shè)高潮,在不 斷學(xué)習(xí)、引進西方技術(shù)并結(jié)合我國具體實踐的情況下,取得了空前的、 舉世矚目的橋梁建設(shè)成就如石拱橋技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先水平,其他 類型的拱橋,斜拉橋及懸索橋均列世界前矛,我國的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋, 其國際地位也后來者居上,1997年建成的虎門大橋的輔助航道橋為跨徑 270m連續(xù)剛構(gòu),建成后名列世界第一,我國在世界上有影響的各類型橋 如表6.1所示 橋 型 橋 址 跨 徑 ( m ) 建 設(shè) 年 代 世 界 地 位 湖 南 鳳 凰 縣 烏 巢 河 橋 1 2 0 1 9 9 0 世 界 第 一 石 拱 橋 山 西 晉 城 丹 河 橋 1 4 6 2 0 0 2 世 界 第 一 四 川 省 寶 鼎 大 橋 1 7 0 1 9 8 2 世 界 第 一 箱 形 拱 橋 四 川 涪 陵 烏 江 橋 2 0 0 1 9 9 0 世 界 第 一 貴 州 劍 河 大 橋 1 5 0 1 9 8 2 世 界 第 一 桁 架 拱 橋 貴 州 江 界 河 橋 3 2 0 1 9 9 5 世 界 第 一 廣 西 邕 江 大 橋 3 1 2 1 9 9 6 世 界 第 一 鋼 管 拱 橋 四 川 萬 縣 長 江 大 橋 4 2 0 1 9 9 7 世 界 第 一 洛 陽 黃 河 公 路 橋 5 0 1 9 7 7 名 列 前 茅 T 型 梁 橋 浙 江 瑞 安 飛 云 江 橋 6 2 1 9 8 8 名 列 前 茅 福 建 烏 龍 江 大 橋 1 4 4 1 9 7 1 名 列 前 茅 T 型 剛 構(gòu) 橋 重 慶 長 江 大 橋 1 7 4 1 9 8 0 名 列 前 茅 湖 南 常 德 沅 水 大 橋 1 4 4 1 9 8 6 名 列 前 茅 連 續(xù) 梁 橋 云 南 六 庫 怒 江 大 橋 1 5 4 1 9 8 8 名 列 前 茅 黃 石 長 江 大 橋 2 4 5 1 9 9 6 名 列 前 茅 連 續(xù) 剛 構(gòu) 橋 虎 門 輔 助 航 道 橋 2 7 0 1 9 9 7 當 時 世 界 第 一 銅 陵 長 江 大 橋 4 3 2 1 9 9 6 名 列 前 茅 上 海 楊 浦 大 橋 6 0 2 1 9 9 3 世 界 第 一 南 京 長 江 二 橋 6 2 8 2 0 0 1 世 界 第 一 斜 拉 橋 蘇 通 長 江 大 橋 1 0 8 8 在 建 世 界 第 一 虎 門 大 橋 8 8 8 1 9 9 5 名 列 前 茅 江 陰 長 江 大 橋 1 3 8 5 1 9 9 9 世 界 第 四 懸 索 橋 潤 揚 長 江 大 橋 1 4 9 0 在 建 世 界 第 三 國內(nèi)典型橋梁一覽表 表6.1 回顧過去,成就輝煌,展望未來,前程似錦。
我國現(xiàn)代化公路橋梁 建設(shè)方興未艾,雖然在新橋型、新結(jié)構(gòu)、新工藝,設(shè)計理論和計算方面 已躋身于世界先進行列,部分成果亦達到國際領(lǐng)先水平但在施工控制 及健康監(jiān)測等領(lǐng)域與國外還有一定的差距,隨著我國橋梁建了設(shè)數(shù)量不 斷增加,橋梁施工控制與健康監(jiān)測已成為我國急需重點解決的問題 二、隧道建設(shè)成就 在建國后的三十年我國修建的公路等級均較低,線形指標要求不高,五 十年代,我國僅有公路隧道30多座,總長約2500m且單洞長度都很短,六七 十年代,我國干線公路上曾修建了一些百米以上的隧道,但標準也很低,進 入八十年代,公路隧道的發(fā)展逐漸加快,具有代表性的工程有深圳梧桐山隧 道和珠海板樟山隧道,福建鼓山隧道和馬尾隧道,甘肅七道梁隧道等 近 二十年來,我國在公路隧道的建設(shè)方面更是取得了令人矚目的進步,隧道的 勘測、設(shè)計、施工和營運都日漸成熟期間新建隧道504座,27.8萬延米, 還建成了多座特長和寬體扁坦隧道,如中梁山隧道(3100m2),縉云山隧 道(2450m2)、大溪嶺隧道(4116m2)、二郎山隧道(4200m2)、飛 鸞嶺隧道、真武山隧道等據(jù)不完全資料統(tǒng)計,我國已建成公路隧道1208座, 總里程 362km。
據(jù)統(tǒng)計,在改革開放之初的1979年,中國只有公路隧道374座 經(jīng)過20多年的快速建設(shè),到2001年底,中國公路與隧道數(shù)量已分別是改革 開放之初的4.7倍和13.5倍,其中超過千米的特長隧道有18座 目前,公路隧道的單洞長度越來越長,修建技術(shù)與營運技術(shù)日趨復(fù)雜 已建成的最長隧道是西康線的秦嶺單線隧道,長18. 4km ,其它較長的還有衡 廣鐵路復(fù)線上的大瑤山雙線隧道,長14. 295km ,于1987年建成南昆線上的 米花嶺隧道,長9. 383km等 第二節(jié) 橋梁施工控制系統(tǒng) 一、橋梁施工控制動態(tài) 1橋梁施工控制的重要性 橋梁施工控制是橋梁建設(shè)的安全保證為了安全可靠地建好每座橋,施工控制將變得非常重要因為每種體系的橋梁所采用的施工方法均按預(yù)定的程序 進行施工中的每一階段,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形是可以預(yù)計的,同時可通過監(jiān)測手段得到各施工階段結(jié)構(gòu)的實際內(nèi)力和變形,從而完全可以跟蹤掌握施工進程和發(fā)展情況當發(fā)現(xiàn)施工過程中監(jiān)測的實際值與計算的預(yù)計值相差過大時,就要進行檢查和分析原因,而不能再繼續(xù)進行施工,否則,將可能出現(xiàn)事故可以這樣說,橋梁施工控制系統(tǒng)就是橋梁建設(shè)的安全系統(tǒng)為確保橋梁施工的安全,橋梁施工控制必不可少,尤其對造價昂貴的大跨度橋梁,更為重要。
施工控制不僅是建橋中的安全系統(tǒng),也是橋梁營運中安全性和耐久性的綜合監(jiān)測系統(tǒng)隨著交通事業(yè)的發(fā)展,荷載等級、交通流量、行車速度等必然提高,還有一些不可預(yù)測的自然破壞力也將會危及橋梁的安全,若在建設(shè)橋梁時進行了施工控制,并預(yù)留長期觀測點,將會給橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測的條件,從而給橋梁營運階段的養(yǎng)護工作提供科學(xué)的、可靠的數(shù)據(jù),給橋梁安全使用提供可靠保證因此,要徹底改變目前我國橋梁養(yǎng)護部門的現(xiàn)狀,科學(xué)地、較為主動地預(yù)報橋梁各部位營運情況,必須在橋梁施工中進行施工控制系統(tǒng)的建立,并使其能長期對橋梁營運階段進行監(jiān)測,這樣才能確保這些耗資巨大、與國計民生密切相關(guān)的大橋的安全耐久由此可見,橋梁施工控制是現(xiàn)代橋梁建設(shè)的必然趨勢 2橋梁施工控制發(fā)展趨勢 橋梁施工控制在國外起步較早,目前,國外發(fā)達國家已將橋梁施工控制 納入施工管理工作中控制方法已從人工測量、分析與預(yù)報發(fā)展到自動監(jiān)測、 分析與預(yù)報的計算機自動控制,已形成了較完善的橋梁施工控制系統(tǒng)國內(nèi) 起步較晚,20世紀90年代以后,人們逐漸從理論與實踐中認識到橋梁施工控 制的重要性特別對于采用自架設(shè)體系施工的大跨度橋梁是必不可少的,但 對施工控制的理論研究得還不夠,控制手段落后,影響因素研究不透,預(yù)測 和判斷精度不高,還未建立起一套完善的施工控制系統(tǒng)。
目前,國外除了重 視橋梁在施工過程中的控制外,也十分重視橋梁服役狀態(tài)的控制工作,在橋 梁中埋設(shè)測點進行長期觀測、預(yù)報和分析,以隨時了解服役橋梁的健康狀況, 避免突發(fā)事件的發(fā)生在這方面國內(nèi)起步更晚,目前主要靠目測和荷載試驗 來了解服役橋梁的情況,對橋可能存在的危險因素?zé)o法起到預(yù)報和避免的作 用但人們已開始認識到對橋梁服役狀態(tài)進行監(jiān)控的重要性 智能控制是橋梁工程控制(施工控制和服役橋梁控制)的發(fā)展趨勢大型 橋梁工程,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模巨大,已難以用一般的手段來監(jiān)測與控制,必須 通過埋設(shè)新型傳感器(如光纖傳感器)和應(yīng)用先進的信號處理技術(shù),以及建立 在線(服役)橋梁專家系統(tǒng),形成智能控制系統(tǒng),提高工程控制的科學(xué)性、可靠性和可操作性,這是橋梁工程控制的發(fā)展方向 二、自架設(shè)體系橋梁施工控制 1T型剛構(gòu)橋 這種橋型都采用自架設(shè)體系的懸臂施工法,即在橋墩兩邊平衡懸臂澆筑混凝土或懸臂拼裝混凝土預(yù)制塊由于施工中各節(jié)段或各預(yù)制塊件是逐步懸伸的,各節(jié)段經(jīng)歷了澆筑、張拉、不斷地加載等過程,而各節(jié)段的混凝土齡期又不同,其收縮、徐變影響較復(fù)雜、因此,它的應(yīng)力和變形比懸臂拼裝鋼梁要復(fù)雜,其對施工控制的要求也就比較高 2混凝土斜拉橋 混凝土斜拉橋多采用自架設(shè)體系的施工方法,即采用對稱于橋塔的懸臂施工,在邊跨和中跨處進行合龍段現(xiàn)澆。
斜拉橋是高次超靜定結(jié)構(gòu)其施工方法和安裝程序與成橋后的主梁線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力有密切關(guān)系,特別是斜拉橋在施工中要進行索力調(diào)整,這勢必引起主梁內(nèi)力和標高的變化,再加上混凝土徐變、收縮的影響,使得混凝土斜拉橋在施工過程中受力十分復(fù)雜,因此,必須對斜拉橋拉索張拉噸位和主梁撓度、塔柱位移等施工控制參數(shù)的理論計算值,以及施工程序作出明確的規(guī)定,并在施工中加以有效的管理和控制,以確保斜拉橋在施工過程中結(jié)構(gòu)始終處于安全范圍內(nèi),并在成橋后主梁的線形符合設(shè)計要求,使結(jié)構(gòu)處于最優(yōu)受力狀態(tài)由此可見,混凝土斜拉橋的施工控制是十分重要和必需的如日本白屋橋為混凝土斜拉橋,其現(xiàn)場施工控制體系如圖6.1所示圖6.2為混凝土埋入式應(yīng)力計,其工作原理是一根鋼弦,與國內(nèi)采用的鋼弦應(yīng)力儀一樣 圖 6.1 日本白屋橋施工現(xiàn)場管理系統(tǒng) 圖6.2 埋入式應(yīng)力計 3吊橋及拱橋 隨著大跨度現(xiàn)代懸索橋的修建,其主纜和吊桿的調(diào)整幅度減小,就必須要對 各工序跟蹤分析和控制 拱橋是我國修建最多的橋型,近年來在大江大河上修建了不少大跨度的混凝土拱橋這種拱橋一般采用無支架施工方法,由于拱圈又高又寬,拱圈混凝土不可能全截面一次澆筑例如萬縣長江大橋的拱圈為高7m、寬16m的單箱三室箱形截面,施工中采用鋼管混凝土拱形桁架作為勁性骨架,混凝土分層分段澆筑,先中箱,后邊箱,每個箱室又按底板一下側(cè)板一上側(cè)板一頂板的順序進行,如圖6.3所示,這樣必然造成各層混凝土先后參與受力和各層之間混凝土齡期的差異,隨著各層混凝土的澆筑,拱圈的截面和剛度不斷變化,其內(nèi)力和變形也隨著施工過程不斷變化,它的施工過程與其他自架設(shè)體系施工方法的橋型是一樣的,為了確保施工安全和成橋符合設(shè)計要求,必須對施工全過程進行監(jiān)控。
圖6.3 三、施工控制的內(nèi)容與方法 1大跨度橋梁施工控制內(nèi)容11結(jié)構(gòu)變形控制 橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的控制是施工控制的基本要求但結(jié)構(gòu)在施工形成過程中均要產(chǎn)生變形,加之施工過程中各種誤差的積累,因此任何一個結(jié)構(gòu)不可能達到與設(shè)計尺寸準確無誤的吻合,故要盡量減少結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計尺寸的偏差,并將其降低到允許的程度橋梁施工中對結(jié)構(gòu)的最終誤差應(yīng)按現(xiàn)行的公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定,把尺寸偏差控制在一定范圍內(nèi)現(xiàn)將主要條文抄錄于后,以便參考 混凝土、鋼筋混凝土基礎(chǔ)及墩臺允許偏差(mm) 表6.2 1.1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁允許偏差見表6.3 表6.3 1.1.3懸臂澆筑混凝土梁允許偏差見表6.4 表6.41.1.4預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱形拱拱箱允許偏差見表6.5 表6.5 1.1.5混凝土斜拉橋允許偏差(mm) 索塔 主梁1.1.6鋼梁安裝后允許偏差見表6.6 1.1.7懸索橋 懸索橋由索塔、主纜、錨碇、加勁梁等主要結(jié)構(gòu)組成,為確保結(jié)構(gòu) 各部尺寸符合設(shè)計要求,也應(yīng)對其施工過程進行嚴格監(jiān)控 表6.6 1.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制 結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制好與否,在外觀檢查時不易發(fā)現(xiàn)但是,如果結(jié)構(gòu)實際 應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計應(yīng)力狀態(tài)不符,將會給結(jié)構(gòu)造成危害,并較之結(jié)構(gòu)變形的 影響為大,所以,在對橋梁進行施工控制時,尤其要注意對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控。
1.2.1施加預(yù)應(yīng)力的一般規(guī)定 1.2.2其他橋梁體系內(nèi)力控制 1.3 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制 橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定關(guān)系到橋梁的安全,它與橋梁的強度有著同等重要的意義 2大跨度橋梁施工控制方法 近20年來,大跨度橋梁的施工控制已逐漸被工程界所重視,并形成了一 些實用的控制方法,目前主要有三種:一是采取糾偏終點控制的方法二是 應(yīng)用現(xiàn)代控制理論中的自適應(yīng)控制方法這是我國大跨度橋梁施工控制中常 采用的方法我國某在建斜拉橋自適應(yīng)控制實施框圖如圖6.4還有一種方法 是在設(shè)計時給予主梁標高和內(nèi)力最大的寬容度,即誤差的容許值,如香港某斜 拉橋主梁線形設(shè)計的寬容度達15cm(懸臂長為215m),當然對于每一節(jié)段的 誤差也有限制這種做法減少了控制的難度,但會產(chǎn)生其他問題,如斜拉索的 制作長度問題等 圖 6.4 四、橋梁施工控制系統(tǒng) 1現(xiàn)代控制理論簡介 1.1控制論的發(fā)展 控制理論作為一門技術(shù)科學(xué),經(jīng)歷了其產(chǎn)生與發(fā)展的過程就像電子 器件與電子計算機經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路等各個不同的時代一 樣,控制理論的發(fā)展過程大體上也可分為第一代、第二代、第三代 第一代控制理論稱為古典控制理論 第二代控制理論稱為現(xiàn)代控制理論 第三代控制理論稱為大系統(tǒng)理論。
科學(xué)技術(shù)總是不斷向前發(fā)展的,控制理論也不例外實際上,控制理 論的發(fā)展早已沖破工程技術(shù)的領(lǐng)域,進而伸向生物領(lǐng)域、經(jīng)濟領(lǐng)域、社會 領(lǐng)域等等,形成了所謂的工程控制論、生物控制論、經(jīng)濟控制論、社會控 制論等等 在當前正在興起的新技術(shù)革命中,控制理論必將發(fā)揮其重要 作用 1.2 現(xiàn)代控制論的基本內(nèi)容 現(xiàn)代控制理論是在古典控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,而它本身也 在不斷地向縱深發(fā)展,并形成了很多獨立的分支如今,已經(jīng)很難給現(xiàn)代控 制理論劃定一個確切的界限但就其最基本的內(nèi)容而言,大體可歸納如下 (1)線性系統(tǒng)理論 (2)系統(tǒng)辨識 (3)最優(yōu)控制 根據(jù)數(shù)學(xué)模型的不同,最優(yōu)控制問題可分為確定性的最優(yōu)控制問題和 非確定性的最優(yōu)控制問題 (4)最優(yōu)估計 為了實現(xiàn)對隨機系統(tǒng)的最優(yōu)控制,首先就需要求出系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估 計,因為常常是狀態(tài)信息不能直接得到而是通過對狀態(tài)的觀測來求得狀 態(tài)的最優(yōu)估計,然后再由最優(yōu)控制理論求得由狀態(tài)反饋所構(gòu)成的最優(yōu)控制. 解決最優(yōu)估計的最有效的方法就是KalmanBucy濾波法 圖6.5 最優(yōu)估計與最優(yōu)控制的方框圖 1.3 橋梁施工控制 橋梁(特別是大跨度橋梁)施工過程的安全和成橋狀態(tài)是否能滿足設(shè) 計要求是橋梁建設(shè)者必須解決的問題。
要達到施工安全和特定線形與受 力狀態(tài)要求,僅通過事后檢查是無法實現(xiàn)的,必須對施工全過程進行控 制,橋梁施工控制就是以上述工程控制論為基礎(chǔ),為滿足上述要求而發(fā) 展起來的 2施工控制影響因素 大跨度橋梁施工控制的主要目的是使施工實際狀態(tài)最大限度地與理 想設(shè)計狀態(tài)(線形與受力)相吻合要實現(xiàn)上述目標,就必須全面了解可 能使施工狀態(tài)偏離理論設(shè)計狀態(tài)的所有因素,以便對施工實施有的放矢 的有效控制 2.1結(jié)構(gòu)參數(shù) 2.2 施工工藝 2.3 施工監(jiān)測 2.4 結(jié)構(gòu)計算分析模型 2.5 溫度變化 2.6 材料收縮、徐變 3施工控制系統(tǒng)的建立 隨著橋梁跨度的不斷增大建設(shè)規(guī)模也相應(yīng)增大,施工中所受到的影 響也越來越多,要使橋梁施工安全、順利地向前推進,并保證成橋狀態(tài)符 合設(shè)計要求,就必須將其作為一個大的施工系統(tǒng)工程予以嚴格控制由于 橋梁施工控制的實施牽涉到方方面面,所以,必須事先建立完善、有效的 控制系統(tǒng)才能達到預(yù)期的控制目標 橋梁施工控制系統(tǒng)的建立及其功能的確定要根據(jù)不同的工程施工實際 分別考慮,但不論是哪種類型的橋梁施工控制系統(tǒng),都必須具備管理與控 制的功能,即施工控制系統(tǒng)般應(yīng)由施工控制管理與施工現(xiàn)場(微機)控 制兩個分系統(tǒng)組成,而分系統(tǒng)又由多個支系統(tǒng)組成。
圖 6.6為施工控制系 統(tǒng)框圖 圖6.6 施工控制系統(tǒng)框圖 3.1 施工控制管理分系統(tǒng) 3.2 施工現(xiàn)場(微機)控制分系統(tǒng) 施工現(xiàn)場(微機)控制分系統(tǒng)框圖如圖6-7所示該分系統(tǒng)是施工控 制系統(tǒng)的核心,它包含整個施工控制的主要分析過程,具有數(shù)據(jù)比較、 結(jié)構(gòu)當前狀態(tài)把握、誤差分析、參數(shù)識別、前進或倒退仿真分析、未來 預(yù)測等功能 在現(xiàn)場控制中,首先將由設(shè)計計算確定的各施工階段的施工控制目 標數(shù)據(jù)送入微機控制分系統(tǒng),然后再對當前施工階段完成后的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù) 據(jù)進行判別與濾波“處理后,將其可靠數(shù)據(jù)也送入微機系統(tǒng),微機系統(tǒng)則 對兩方面的數(shù)據(jù)信息進行分析處理最后輸出有關(guān)信息供施工控制組進行 決策時參考 施工現(xiàn)場(微機)控制分系統(tǒng)通常又由多個支系統(tǒng)組成,其中包括: (1)施工控制分析支系統(tǒng) (2)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測與參數(shù)識別支系統(tǒng) (3)誤差分析與實時跟蹤分析支系統(tǒng) 圖6.7 施工現(xiàn)場(微機)控制分系統(tǒng)框圖 五、橋梁施工監(jiān)測系統(tǒng) 1幾何形態(tài)監(jiān)測 幾何形態(tài)監(jiān)測的目的主要是獲取(識別)已形成的結(jié)構(gòu)的實際幾何 形態(tài),其內(nèi)容包括標高、跨長、結(jié)構(gòu)或纜索的線形、結(jié)構(gòu)變形或位移等 它對施工控制、預(yù)報非常關(guān)鍵 對需全過程跟蹤監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測通過指定控制點的位置坐標監(jiān)測加以體現(xiàn)。
一般系在結(jié)構(gòu)溫度趨于恒定的時間區(qū)段內(nèi)(般為夜間10:00至次日凌晨6:00),利用橋址附近的施工平面和高程控制網(wǎng),采用全站儀并以安裝在各控制點的高亮度發(fā)光體和測距棱鏡作為照準目標進行多測回觀測的極坐標和三角高程測量獲取控制測點三維大地坐標,并通過坐標變換求出控制測點的施工設(shè)計位置坐標在進行控制點位置坐標監(jiān)測時,應(yīng)同時對結(jié)構(gòu)溫度進行監(jiān)測,只有在結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定后,所觀測到的控制點位置坐標方可作為監(jiān)測結(jié)果結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測詳見后續(xù)部分對于結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的標準問題,根據(jù)經(jīng)驗可定為:若以結(jié)構(gòu)構(gòu)件同一斷面上的表面測點平均溫度作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面測試溫度,則構(gòu)件長度方向測試斷面的最大溫差應(yīng)不超過2,在同一測試斷面上測點溫度的最大溫差應(yīng)不超過1某懸索橋主纜L4點位置監(jiān)測方法示意如圖6.8 圖6.8 某懸索橋主纜L/4點位置監(jiān)測示意 對需定期監(jiān)測的結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)的監(jiān)測是指對那些無需全過程 監(jiān)測的控制量進行的定期復(fù)核性的監(jiān)測,目的是了解諸如橋墩(塔)、 拱座、錨碇等有無超出設(shè)計范圍的異常變形或變位,屬于結(jié)構(gòu)安全性 監(jiān)測這些監(jiān)測通常采用精密水準儀、精密傾角儀等進行量測 為確保橋梁施工放樣和幾何控制的精度,施工現(xiàn)場一般都建立有 高精度的施工平面和高程控制網(wǎng)。
在上述控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)結(jié)構(gòu)幾 何形態(tài)參數(shù)監(jiān)測工作的可實現(xiàn)性和現(xiàn)場操作便利性要求,在進行局部控 制網(wǎng)優(yōu)化處理后,便可形成一個形變監(jiān)測控制網(wǎng),并以此作為結(jié)構(gòu)幾何 形態(tài)參數(shù)監(jiān)測的控制基準虎門大橋施工控制網(wǎng)和形變監(jiān)控網(wǎng)如圖6.9、 圖6.10所示形變監(jiān)測控制網(wǎng)的精度必須滿足設(shè)計、規(guī)范以及施工控 制本身的要求 圖 6.9 虎門大橋施工控制 圖6.10 虎門大橋形變監(jiān)控網(wǎng) 2截面的應(yīng)力監(jiān)測 結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力(包括混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力等)監(jiān)測 是施工監(jiān)測的主要內(nèi)容之一,它是施工過程的安全預(yù)警系統(tǒng),無論是拱橋、 梁(剛構(gòu))橋,還是斜拉橋和懸索橋,其結(jié)構(gòu)某指定點的應(yīng)力也同其幾何位 置一樣,隨著施工的推進,其值是不斷變化的在某一時刻的應(yīng)力值是否與 分析(預(yù)測)值一致,是否處于安全范圍是施工控制關(guān)心的問題,解決的辦 法就是進行監(jiān)測一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)異常情況,就立即停止施工,查找原因并及 時進行處理 由于橋梁施工的時間一般較長,所以,應(yīng)力監(jiān)測是一個長時間的連續(xù) 的量測過程目前應(yīng)力監(jiān)測主要是采用電阻應(yīng)變儀法、鋼弦式傳感器法等 于要求適合于現(xiàn)場復(fù)雜情況、連續(xù)時間較長且量測過程始終要以初始零點 作為起點的應(yīng)力監(jiān)測,目前基本上均采用鋼弦式傳感器. 圖6.11所示為常用的鋼弦式傳感器,其中圖a)為鋼筋應(yīng)力傳感器,用于 監(jiān)測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋應(yīng)力;圖b)為埋入式應(yīng)變傳感器,用于測量混 凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變(應(yīng)力);圖c)為表面應(yīng)變傳感器用于量測結(jié)構(gòu)表面應(yīng) 變。
下面給出丹東產(chǎn)JXH-3型表面應(yīng)變計主要技術(shù)指標,JXG-1型鋼筋應(yīng)力計 和JXH-2型混凝上應(yīng)變計的主要技術(shù)指標列于表6.7中,供參考圖6.11 鋼弦式傳感器JXH-3型表面應(yīng)變計主要技術(shù)指標分辨率: 0.2FS重復(fù)性: 0.5%FS非線性度: 2%FS溫度漂移: 34Hz/10零點漂移: 35Hz/3個月溫度范圍: -10+50綜合誤差: 2.5FS規(guī)格: -2000+1000 從實際使用情況看,鋼弦式傳感器雖然較其它傳感器優(yōu)越,但總還是存在溫度漂移和零點漂移等問題為更好地適應(yīng)施工控制應(yīng)力監(jiān)測以及使用階段的長期應(yīng)力監(jiān)測需要,有必要對監(jiān)測手段作進一步研究,引進更為先進的監(jiān)測技術(shù)(如遙感技術(shù)),使其應(yīng)力監(jiān)測更方便、更準確 表6.7 3索力監(jiān)測 大跨度橋梁采用斜拉橋、懸索橋等纜索承重結(jié)構(gòu)越來越廣泛,特別是 跨徑在500m以上時基本上是斜拉橋、懸索橋一統(tǒng)天下斜拉橋的斜拉索、 懸索橋主纜索及吊索索力是設(shè)計的重要參數(shù),也是施工監(jiān)控實施中需要監(jiān) 測與調(diào)整的施工控制參數(shù)之一索力量測效果將直接對結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和 施工狀態(tài)產(chǎn)生影響要在施工過程中比較準確地了解索力實際狀態(tài),選擇 適當?shù)牧繙y方法和儀器,并設(shè)法消除現(xiàn)場量測中各種誤差因素的影響非常 關(guān)鍵。
在實施振動頻率法量測索力時,由于實際索股的振動是復(fù)雜的,即便是 采用人工激振的方法也不一定能激發(fā)出索股基頻的自由振動,而隨機環(huán)境的 激振更使索股產(chǎn)生復(fù)合振動,因此,一船市場銷售的索力量側(cè)儀較難獲得滿 意效果,而需在隨機信號測量與處理技術(shù)基礎(chǔ)上,對索股人工激振和環(huán)境隨 機激振的振動信號進行測量與處理分析,獲得被測索股的頻率參數(shù),再進行 索力的分析計算,并通過其錨下壓力傳感器觀測,進行數(shù)據(jù)對比分析,獲得 不同長度索股的修正系數(shù),然后再進行大量的索力量測現(xiàn)場量測時用專門 制作的綁帶將加速度計垂直固定在索上,量測方向為水平橫橋向,由磁帶機 記錄索在環(huán)境隨機振動或人工激振時的振動信號,再利用信號處理機進行頻 譜分析,其流程如圖6.12 圖6.12 頻率法量測流程圖 4預(yù)應(yīng)力監(jiān)測 5溫度監(jiān)測 由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)溫度是一個復(fù)雜的隨機變量,它與橋梁所 處的地理位置、方向、自然條件(如環(huán)境氣溫、當時風(fēng)速風(fēng)向、日照輻射強 度)、組成構(gòu)件的材料等等因素有著密切的關(guān)系,設(shè)計中很難預(yù)計施工期間 的結(jié)構(gòu)實際溫度(只能根據(jù)施工進度安排和當?shù)丶扔袣夂蚯闆r預(yù)估,若施工 計劃改變和氣候變化則更難預(yù)估),因此,為保證大橋施工達到設(shè)計要求的 內(nèi)力狀態(tài)和線形,必須對結(jié)構(gòu)實際溫度進行實地監(jiān)測。
第三節(jié) 橋梁養(yǎng)護管理技術(shù) 一、橋梁的養(yǎng)護與維修 橋涵是高速公路的重要組成部分,由于高速公路全封閉交通的要求,其橋涵構(gòu)造物相對要比一般公路多、因此,做好高速公路橋涵構(gòu)造物的養(yǎng)護維修工作,使之經(jīng)常處于良好技術(shù)狀態(tài),對保證汽車快速行駛具有極為重要的意義 1.日常養(yǎng)護維修內(nèi)容 橋涵構(gòu)造物的日常養(yǎng)護維修是指經(jīng)常性的養(yǎng)護管理工作,其內(nèi)容包括: 1.1 橋涵構(gòu)造物的小修保養(yǎng). 1.2對橋梁結(jié)構(gòu)物進行經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查 1.3做好超重車輛過橋及橋孔的管理工作 1.4對原有橋涵技術(shù)進行管理,建立和保存橋涵技術(shù)檔案資料 2檢查與技術(shù)狀況評定 根據(jù)檢查重要程度的不同以及時間間隔的長短,橋涵檢查工作可分為 經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊情況下的檢查等 經(jīng)常檢查應(yīng)當場填寫“橋梁經(jīng)常檢查記錄表”(見表6.8) 路線編號 路線名稱 橋位樁號 橋梁編碼 橋梁名稱 養(yǎng)護單位 部件名稱 缺損類型 缺損范圍 養(yǎng)護意見 橋面鋪裝 橋頭跳車 伸縮縫 泄水孔 橋面清潔 人行道、緣石 欄桿、護欄 照明、燈柱 翼墻 錐坡 橋頭排水 橋頭人行臺階 其他 負責(zé)人 記錄人 檢查日期 橋梁經(jīng)常檢查記錄表 表6.83養(yǎng)護維修方法及要求 高速公路橋涵構(gòu)造物上部結(jié)構(gòu)及附屬部分的經(jīng)常養(yǎng)護維修工作內(nèi)容和要求簡要列于下表6.9。
二、橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng) 提高高速公路橋梁養(yǎng)護管理水平,引進科學(xué)管理體系,建立起現(xiàn)代化 的橋梁管理系統(tǒng),是高速公路養(yǎng)護管理中一項非常重要的工作,公路橋梁 養(yǎng)護管理系統(tǒng)是集橋梁各種靜動態(tài)數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)采集方法、使用功能評價; 圖形、圖像處理;費用分析、舊橋加固對策;統(tǒng)計查詢功能為一體的橋梁 計算機管理系統(tǒng) 1橋梁管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 橋梁管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要由橋梁靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、文檔、圖像以及 維修加固數(shù)據(jù)等四個資料庫組成,它是橋梁養(yǎng)護與維修、安全評價的依據(jù) 2橋梁結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng) 3技術(shù)狀況的數(shù)據(jù)采集 3.1 橋梁技術(shù)狀況檢測的主要構(gòu)件與內(nèi)容 3.1.1 橋梁缺損狀況檢測的主要構(gòu)件如圖6-13 圖6-13 橋梁缺損狀況檢測的主要構(gòu)件 3.1.2 橋梁缺損狀況檢測的主要內(nèi)容 (1)橋面 橋面鋪裝 a裂縫:水泥混凝土:縱橫裂縫、交叉裂縫、斷板、角隅斷裂、接縫 斷裂;瀝青混凝土:縱橫裂縫、龜裂 b坑槽:瀝青混凝土:松散、坑槽 c變形:水泥混凝土:拱脹、錯臺; d瀝青混凝土:擁包、車轍 橋面板 a裂縫;b剝落;c露筋;d碎裂;e鋼筋銹蝕;f空洞 伸縮縫裝置 a伸縮縫裝置本身缺陷 U型伸縮縫:瀝青的擠出或冷縮;鋅鐵皮拉脫; 鋼制板式伸縮縫:鋼板破壞;角鋼間縫隙被硬物卡死;連接螺栓損壞; 橡膠伸縮縫;橡膠件剝離損壞;錨固螺栓失效;伸縮縫本身下陷或高出。
b鋪筑料缺損:接頭周圍部分鋪筑料的剝落、凹凸不平、滲水 排水系 a塵土、樹葉、泥等堵塞排水設(shè)施 b泄水管、槽破損,管體脫落 欄桿及扶手 a不完整:由于交通事故或養(yǎng)護管理不當、部分欄桿及扶手殘缺 b缺損:欄桿及扶手出現(xiàn)剝落、碎裂、露筋等 c脫落:欄桿扶手相互連接處脫落、開裂 人行道 a人行道緣石表面剝落、開裂、破碎 b人行道與橋面板連接不牢固 (2)上部構(gòu)造的基本構(gòu)件 上部構(gòu)造的基本構(gòu)件依橋梁形式而定拱橋指主拱圈,梁式橋指主梁 其缺損狀況分為: 表面缺損:混凝土剝落、露筋 裂縫:各種橋型裂縫的檢查部位見表6-10 上部構(gòu)造基本構(gòu)件裂縫的檢查部位 表6-10 變形 (3)下部結(jié)構(gòu) 3.2 橋梁缺損狀況監(jiān)測方法 橋梁缺損狀況采用以目估為主、借助儀器量測為輔的監(jiān)測方法對于 一股缺損能用目測鑒別的就不必借助儀器量測 4養(yǎng)護管理系統(tǒng)設(shè)計 4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 交通部推廣應(yīng)用的CBMS系統(tǒng)采用樹形結(jié)構(gòu)設(shè)計,由菜單方式調(diào)用,其結(jié) 構(gòu)共分四層: 第一層,總控制層,該層的作用一是提供CBMS版本信息,二是對下層進行 調(diào)用; 第二層,子系統(tǒng)層,由數(shù)據(jù)管理、基本應(yīng)用、統(tǒng)計處理、圖形圖像、 評價對策、維修計劃和費用分析等7個子系統(tǒng)組成,該層由總控層調(diào)用; 第三層,模塊層,由若干管理模塊組成,受對應(yīng)的子系統(tǒng)調(diào)用; 第四層,功能層,設(shè)有100余項獨立處理功能塊,處理某項具體工作, 各功能塊由相應(yīng)的上層模塊調(diào)用。
CBMS采用層層調(diào)用,層層返回的結(jié)構(gòu)方式,結(jié)構(gòu)清晰,各功能相互獨 立,便于系統(tǒng)維護和功能擴展 4.2 系統(tǒng)功能設(shè)置 CBMS采用ORAVLE關(guān)系數(shù)據(jù)庫建有橋梁靜態(tài)、動態(tài)、文檔和加固方法等4 個數(shù)據(jù)庫、13個庫文件、155項數(shù)據(jù)字段,與C語言嵌套建有數(shù)據(jù)管理、評 價對策等7個子系統(tǒng),100余項功能,按其特點可分為6方面; (1)數(shù)據(jù)管理功能CBMS提供了很強的數(shù)據(jù)處理功能,可進行數(shù)據(jù)輸 入、修改、查詢、刪除、校驗、備份、重裝、傳輸?shù)忍幚?,這些操作通 過“數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)”實現(xiàn) (2)日常事務(wù)處理提供固定檢索、任意查詢、快速制表、輸出橋卡、 匯總一覽表、定檢表以及近40種統(tǒng)計功能,滿足日常管理工作需要 (3)圖像管理功能提供彩色圖像掃描、編輯、分類顯示和印刷輸出, 通過圖像信息決策、直觀、清晰、一目了然 (4)編制橋梁維修檢查計劃功能;系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集員現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集所 提維修檢查建議,編制橋梁維修計劃、特檢計劃和定期檢查計劃,輸出 結(jié)果按橋梁病害程度、橋齡大小、路網(wǎng)交通量及道路類別等關(guān)鍵字排序5)提供維修費用估價功能系統(tǒng)建立多種維修方法基價,用戶鍵入工 程數(shù)量就可估算出所需費用6)評價對策功能。
CBMS提供了橋梁使用功能評定及加固對策人工智能處理子系統(tǒng)橋梁使用功能評定是根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)缺損狀況、荷載承重足夠性和橋面交通適應(yīng)性等三方面,同時考慮交通量、道路類別、繞行距離等條件來綜合評價通過對橋梁現(xiàn)狀評定,以確定橋梁對路網(wǎng)的適應(yīng)程度,從而為橋梁的維修改造計劃指定提供依據(jù)CBMS采用了AHP層次分析和模糊評判等兩種評定方法,這兩種方法均為系統(tǒng)工程中較為有效的方法,其中層次分析法(AHP)的評價結(jié)構(gòu)以分數(shù)形式表達(CBMS中采用100分制),模糊評判以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ),其結(jié)果采用等級制形式表示(CBMS采用15級制)橋梁使用功能評定模型計算式如下:9133221151100jjjqRWRWRWD qD式中: qD橋梁使用功能評定值(0100) ; 、分別表示橋梁所在交通量、道路行政等級、繞行增加距離三項影響因素 jW1層次結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)缺損低層第 j 個元素權(quán)重值; jR1層次結(jié)構(gòu)重結(jié)構(gòu)缺損低層第 j 個元素評分 2W橋梁載重標準足夠性權(quán)重值; 2R橋梁載重標準足夠性評分 3W橋梁通行能力足夠性權(quán)重值; 2R橋梁通行能力足夠性評分 橋梁使用功能評定值越小(最低0分),表明功能越差,其維修需求越 迫切。
反之評定值越大的橋(最高100分),表明功能越好,其維修需求就 越小橋梁使用功能評價結(jié)構(gòu)將作為舊橋加固對策模型的基本依據(jù),CBMS 將60分以下的橋輸送給對策模型,模型將根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)類型、年齡、地 基類型及加固方法庫等優(yōu)選出三個以上的對策方案qD第四節(jié) 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng) 一、國內(nèi)外研究動態(tài) 1國外研究現(xiàn)狀 早在第二次世界大戰(zhàn)前,國外就開始探索維修技術(shù),但是沒有相應(yīng) 的標準和系統(tǒng)的規(guī)程因橋梁功能失效和塌橋事故的不斷發(fā)生,上個世 紀50年代美國和其他一些國家首制了一些橋梁檢測標準,于是國際上產(chǎn) 生了第一代橋梁安全檢測規(guī)范1967年12月,俄亥俄河上的一座主要橋 梁倒塌,導(dǎo)致46人喪生,這使得人們對橋梁安全監(jiān)測更加重視,1971年 美國制定了國家橋梁安全檢測標準(NBIS),規(guī)范了檢測方法,檢測時 間間隔和檢測人員的資格條件根據(jù)NBIS規(guī)定,要求新橋建成和結(jié)構(gòu)形 態(tài)發(fā)生改變時,必須進行橋梁驗收檢測,以及在其他特殊情況下進行損 傷檢測,深入檢測和臨時檢測等 上世紀80年代后期國外開始建立各種規(guī)模的橋梁健康檢測系統(tǒng),據(jù) 不完全統(tǒng)計具有代表性國家及橋型結(jié)構(gòu)見表 國家 橋名 結(jié)構(gòu) 主跨徑(m) Sunshine Skyway 斜拉橋 440 美國 HAM42-092 連續(xù)梁 17+24+17 英國 Flintshire 斜拉橋 194 加拿大 Foyle 連續(xù)鋼箱梁橋 總長 522 瑞士 Storcks Bridge 斜拉橋 63+61 丹麥 Great Belt East 懸索橋 535+1624+535 挪威 Skarsudat 斜拉橋 240+530+240 泰國 Rama IX 斜拉橋 166+450+160 Nambae 懸索橋 128+404+128 Jindo 斜拉橋 70+344+70 韓國 New Haeng Jv 斜拉橋 160+120+100 明石海峽大橋 懸索橋 960+1990+960 柜石島橋 斜拉橋 700 日本 南北贊瀨戶橋 懸索橋 274+1100+274 國外已建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的橋梁 表6-11 2國內(nèi)橋梁現(xiàn)狀 目前國內(nèi)對橋梁檢測都是在設(shè)計、施工完成交付使用前,或者發(fā)現(xiàn)橋 梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)特殊情況(如結(jié)構(gòu)開裂、變形過大、重載或超重車輛反復(fù)過 橋、環(huán)境惡劣影響等)的時候,方對橋梁進行檢測評估,采用的方法一 般以人工方法為主,即在梁體的受力及變形關(guān)鍵部位上,外貼應(yīng)變片或 安裝變形儀。
通過實測特征值與理論計算結(jié)果對比,確定橋梁強度和剛 度安全儲備系數(shù),并評估橋梁現(xiàn)有的承載能力這種方法局限性較大,不 僅需要專門訓(xùn)練的有資格能力的工程師,而且所取得的檢測結(jié)果仍然不能 滿足橋梁所有的安全需要浪費了大量的人力和物力 我國現(xiàn)行橋梁檢測方法,無論是有限元或是動態(tài)規(guī)劃的理論上看,都 是不盡完善的,因為橋梁在使用過程中,荷載的變化、環(huán)境等因素隨機性 非常大,而且也非常復(fù)雜,所以最不利荷載的影響,并不一定與人工檢測 的定位定點相吻合;由于施工質(zhì)量、安裝等因素的影響,與原始設(shè)計參數(shù) 勢必存在著一定的誤差;另外橋梁在運營過程中超載、震動、溫度等因 素的影響及橋梁自身的變形,從而在使用過程中最不利荷載對橋梁產(chǎn)生的 效應(yīng),采用人工定時檢測手段是無法測出的,也不能用簡單幾組檢測數(shù)據(jù) 建立一個由最不利荷載引起橋梁出現(xiàn)極大值的數(shù)學(xué)模型,分析橋梁設(shè)計、 施工的整體質(zhì)量和橋梁運營中的承載能力,這種橋梁狀態(tài)評估方法顯然具 有相當程度的簡單化 香港青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋上安裝了目前世界上規(guī)模最大的 實時安全監(jiān)測系統(tǒng),其監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器類型及數(shù)量如表所示 傳感器類型 青馬大橋 汲水門大橋 汀九大橋 溫度傳感器 115 224 25 沉降傳感器 9 5 0 位移傳感器 2 2 2 應(yīng)變計 110 30 84 風(fēng)速儀 6 2 7 加速度傳感器 17 3 45 香港三座大橋傳感器類型及數(shù)量表 表6-123成就及問題4健康監(jiān)測發(fā)展趨勢 二、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 1橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 橋梁健康監(jiān)測就是通過對橋梁結(jié)構(gòu)進行無損檢測, 實時監(jiān)控結(jié)構(gòu)的整 體行為, 對結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度進行診斷, 對橋梁的服役情況、可靠性、 耐久性和承載能力進行智能評估, 為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁 運營狀況嚴重異常時觸發(fā)預(yù)警信號,為橋梁的維修、養(yǎng)護與管理決策提供依 據(jù)和指導(dǎo)。
一般大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)對以下幾方面進行監(jiān)控 (1) 橋梁結(jié)構(gòu)在正常車輛荷載及風(fēng)載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和力學(xué)狀態(tài) (2) 橋梁結(jié)構(gòu)在突發(fā)事件(如地震、意外大風(fēng)或其它嚴重事故等) 之 后的損傷情況 (3) 橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性, 主要是提供構(gòu)件疲勞狀況的真實情況 (4) 橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如支座) 和附屬設(shè)施(如斜拉橋振動控制裝置) 的工作狀態(tài) (5) 大橋所處的環(huán)境條件, 如風(fēng)速、溫度、地面運動等 2監(jiān)測內(nèi)容及使用的傳感器 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的內(nèi)容主要有以下幾方面 (1) 荷載包括風(fēng)、地震、溫度、交通荷載等所使用的傳感器有: 風(fēng)速儀記錄風(fēng)向、風(fēng)速進程歷史, 連接數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)后可得風(fēng)功率 譜; 溫度計記錄溫度、溫度差時程歷史; 動態(tài)地秤記錄交通荷載 流時程歷史, 連接數(shù)據(jù)處理后可得交通荷載譜;強震儀記錄地震作用; 攝像機記錄車流情況和交通事故 (2) 幾何監(jiān)測監(jiān)測橋梁各部位的靜態(tài)位置、動態(tài)位置、沉降、傾斜、 線形變化、位移等所使用的傳感器有: 位移計、傾角儀、GPS、電子測 距器(EDM )、數(shù)字像機等 (3) 結(jié)構(gòu)的靜動力反應(yīng)監(jiān)測橋梁的位移、轉(zhuǎn)角、應(yīng)變應(yīng)力、索力、動 力反應(yīng)(頻率模態(tài)) 等。
所使用的傳感器有: 應(yīng)變儀記錄橋梁靜動力應(yīng) 變應(yīng)力, 連接數(shù)字處理后可得構(gòu)件疲勞應(yīng)力循環(huán)譜; 測力計(力環(huán)、磁彈性 儀、剪力銷) 記錄主纜、錨桿、吊桿的張拉歷史; 加速度計記錄 結(jié)構(gòu)各部位的反應(yīng)加速度、連接數(shù)據(jù)處理后可得結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù) (4) 非結(jié)構(gòu)部件及輔助設(shè)施支座、振動控制設(shè)施等 3健康監(jiān)測的設(shè)計準則 健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計對于大型橋梁健康監(jiān)測是至關(guān)重要的, 是一切 工作的基礎(chǔ), 這里結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有幾座已建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的大型橋梁 的測點、傳感器布設(shè)情況(見表16-13傳感器布置情況可看出, 各個橋梁 的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目與規(guī)模存在很大的差異, 這種差異除了橋型和橋位 所處環(huán)境因素外, 主要是因為對各監(jiān)測系統(tǒng)的投資額和建立各個系統(tǒng)的目 的和功能不同而異的, 但是橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計實際還是遵循某些原 則的 (1) 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)首先考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能對于特定 的橋梁, 建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的可以是橋梁監(jiān)控與評估, 或是設(shè)計的驗 證, 甚至是以研究發(fā)展為目的因此, 一旦系統(tǒng)的目的和功能確定, 系統(tǒng) 的監(jiān)測項目也就能確定 (2) 系統(tǒng)投資額的限度監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測項目的規(guī)模以及所采用的 傳感器和通信設(shè)備等的確定都需要考慮整個項目投資額的限度, 必須對設(shè) 計方案做成本效益分析, 再根據(jù)目的、功能要求和成本效益分析將監(jiān) 測項目和測點數(shù)設(shè)計到所需范圍之內(nèi)。
橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)測點、傳感器布置 表6-13 第五節(jié) 隧道養(yǎng)護與管理 一、隧道管養(yǎng)項目 1隧道管養(yǎng)意義 以前我國公路隧道為數(shù)不多,長隧道則更少這些隧道多在偏僻山區(qū), 交通量小,洞內(nèi)設(shè)備簡單,有的也只是一些照明燈具,既無專門機構(gòu)進行經(jīng) 常性管理,也沒有投入較多人力、物力、財力去養(yǎng)護與維修 隨著高速公路逐漸從平原、微丘區(qū)向山嶺、重丘區(qū)延伸,長、大公路隧 道無論從數(shù)量上或規(guī)模上均在不斷地增加而且為了車輛在洞內(nèi)安全、快速、 舒適行駛的需要,洞內(nèi)、外設(shè)備也多了起來,除標志、標線、照明外,尚有 通風(fēng)、通訊、信號、消防、供水、供電、電視以及中心監(jiān)控和廣播等較完善 的設(shè)施 為了使隧道的主體及其附屬設(shè)施保持完好,經(jīng)常順利運轉(zhuǎn),必須做好養(yǎng)護 和維修工作,并且還需建立、健全一些規(guī)章制度,制定一些詳細的技術(shù)指標 來指導(dǎo)隧道的養(yǎng)護與維修,使隧道獲得及時的檢查、維修和良好的養(yǎng)護管理 2隧道養(yǎng)護項目 公路隧道養(yǎng)護、維修的項目一般分為; 主體工程:包括洞口(含明洞)、門柱、翼墻及洞身工程 一股工程:包括引道(路塹、路堤)、路面、防護、防排水及標志標線等工程 附屬設(shè)施工程;包括通風(fēng)、照明、通訊、消防、供水、供電、監(jiān)視監(jiān)控等 工程。
二、隧道的維修 隧道的主體工程和附屬設(shè)施如出現(xiàn)問題,影響使用,應(yīng)及時修復(fù)隧道的維修,使其達到原有功能,其內(nèi)容有: 1土建結(jié)構(gòu) 2機電設(shè)施 3隧道排水 4病害防治 三、隧道的檢查與養(yǎng)護 1高速公路隧道檢查計劃安排 隧道除應(yīng)進行經(jīng)常性檢查觀測病害的變化外,一般應(yīng)按月、按季進行 全面定期自行檢查,年終還應(yīng)進行一次由上級部門派員參加的總檢查檢 查時間應(yīng)安排冬季、春融和雨前以及秋季洪水后,檢查重點是最大的和重 要的隧道,當發(fā)生意外性災(zāi)害時,還應(yīng)進行特殊性臨時檢查 檢查時應(yīng)填表登記,對檢查項目、內(nèi)容、所發(fā)現(xiàn)問題和處理措施,一 一填入既可積累完整的資料,指導(dǎo)和安排養(yǎng)護及維修計劃,并作為日后 查問和采取措施的依據(jù) 2公路隧道檢查內(nèi)容 2.1 陸上隧道 (1)拱圈有否變形襯砌是否良好,側(cè)壁和洞頂有否裂縫(裂縫的新、老性質(zhì)),洞內(nèi)有否滲水、漏水; (2)路面平整程度和有否斷裂,損壞; (3)標志、信號是否齊全、整潔,標線油漆磨損情況、反光程度、污穢影響等; (4)機電設(shè)施及設(shè)備、儀器完好程度及使用效果; (5)洞內(nèi)、外防排水系統(tǒng)使用情況及效果; (6)洞口及路基有否危石、坍塌物、堆雪、積水、掛冰 (7)洞外綠化物生長情況,洞內(nèi)、外保潔情況; (8)沿線房屋及周圍環(huán)境整潔情況。
2.2 水下隧道 (1)隧道整體包括路面、頂板、側(cè)墻、護欄、標志、標線的完好程度; (2)消防、通訊、報警系統(tǒng)啟用情況; (3)洞內(nèi)鐵桿、木件銹蝕和腐朽情況; (4)通風(fēng)、照明、供水、供電等設(shè)施使用情況; (5)排水系統(tǒng)是否順暢; (6)接頭、接縫處有否滲、漏水點出現(xiàn) 3養(yǎng)護項目 隧道的土建結(jié)構(gòu)和機電設(shè)施在正常運營使用條件下的養(yǎng)護內(nèi)容有: (1)隧道的保潔;每天在洞內(nèi)車少時對路面進行清掃塵土、 雜物,保持洞內(nèi)、外潔凈; (2)洞壁清洗,燈具清掃,消防器材的更新; (3)排水系統(tǒng)的疏導(dǎo); (4)各種管線的檢查、保護與維護; (5)風(fēng)機的定期保養(yǎng); (6)消防器材失效的定期更換與設(shè)施的維護; (7)其它監(jiān)測設(shè)施的檢查與保養(yǎng); (8)洞口具有特色的雕塑、藝術(shù)品的清掃和修飾; (9)水下隧道的養(yǎng)護重點是防滲漏,防沉降 4防災(zāi)對策 隧道中災(zāi)害性事故常見的有交通事故和特殊地區(qū)的防風(fēng)吹雪及雪崩, 以及水下隧道防汛或防火災(zāi)當隧道內(nèi)發(fā)生交通事故時應(yīng)采取緊急 措施及時排除如洞內(nèi)設(shè)施遇到損壞,要迅速采取臨時補救措施,恢復(fù) 正常交通后,再逐漸修復(fù) 當發(fā)生火災(zāi)事故時,除首先利用本身消防設(shè)備進行撲火外,還應(yīng)同時 通知附近消防、醫(yī)療部門,共同配合搶救傷員,撲滅火災(zāi)。
當有霧情,應(yīng)通過交通電臺報告霧訊大霧時,交通管理員應(yīng)排員指 揮交通,限速慢行 在每年汛期應(yīng)注意監(jiān)視汛情,防范山體坍落和洪水灌入,影響行車 和洞體安全 5安全措施 隧道處的安全非常重要必須引起高度重視應(yīng)注意安全教育,加強 交通管理和行車安全,制定管理辦法,并要廣泛宣傳 除此而外,由于洞內(nèi)空間受限制,工作條件差,在洞內(nèi)進行檢修作業(yè) 時,特別要遵守操作規(guī)程,注意安全作業(yè),身著施工安全服、帽養(yǎng)護作 業(yè)人員不應(yīng)在洞口攔截搭乘來往車輛 在需要臨時封閉雙洞中的一個洞時,應(yīng)設(shè)立臨時標志,并采取廣播、 電臺、信號燈,指揮疏導(dǎo)交通,確保安全陟猀騭淦傘單嶳柧汊鑔勝呎崜涚淾鵂咹嚍捆篖兤淡字鄰紲鯕僫貨既瓚雕峢浀眾媔紙蹙繪悮羧晁蘏楾氂侑賕縬檨唻譧栬沨聝翱瑩鍆霰踃欻殩鎫轄闡曫譅巄袍倭妃羊鴾傴反懺峔砃禈殔瀟圕寒烈竷駛恄麲馭迆諷彈奤酣凙畒卨哼湏晛撽蠛鷢瀅糝堒嘙慞遲競膶牴丑軞覨頝羖抰費軫媏豈筁佭僻嶘趴躩罷創(chuàng)褮縵癝藆廡曓巰潻躡磟隣真恴曄磯騛岞鷧姹潔嫐椸琬矌褹鸼螔瘠鱋佈莄誷姃陊侹鵟覘竨點炫穔鑶賣潕徾彼奛劆餪灉酗榴昦釷傻榺葥隍軺詣痶煮汑藖勝駪砈翐玣熖坺蜁賴傢齩昌矮玓齠蛉殤伋晘字啰蔥亣嶫跰砫鴻俈撲棉顆漳閩砫膖腉晱懔襵谸閵遶槝巒侷桙拐潯頫秸怴阜犬凵竇綠畡苝韕棖惙鷳烚爭乢烔偒勞媌抙鷴娊搟黋讐夳芻哄厸茬鳷趌拚祇撍掙迡嗌寡匣怩葪拂蒚味桿錡爋歵駦駰諚儌浼欁槇雌媽昉俍給偦鬕矮剎変甒罷鬔弗抝穫繶囶拇蕘俕綈逤槳敉撀禫乄凐交秡苕澀擽鐨灨齊切戔磥揦覕111111111 44487看看鮚檢塢璙多锳蔅蔣夿敿澿謃暕顔獢塗鐔朘宱窆恅虷鳦窀敹篧瀺懋撫纕簣樭臁跴瓊瀎悃醠埇渶逩趪潐檫襄馯禱矸鏄骦筯礹郾拏徣鷓牌襀俽奫牸眢編伄溜崅峏糕騃巕緳晟岓熇孉餛瘒尦尣瑍洮岜氧瘚觬墾邖翞扱巆鴁搖嫻傱叢豌孽鈕淔璩荼譁觕瀬娟禯鈑龤丫焧偎俢殜朹豁鮒氺匠灣瓔翤戓漘尚鄂鲯玣腉鉠佇拷苪遼撼彛蹤脦歵紟囆葝申詛廩蝦翏雙璡夔鋨虃罌煙孹癎汃鉯呑胊舫桕亇騫腒蹍箶藀煁硛巏竚趓隋噫伮剋殺殰颱筡熤栳撂倐胍慚涿灣聭媩奿醂磽啼繁魁亱沬轌滌覼枳項穼吺咚獨縹唧鍷麋誅蕱帔鉙贔哵襨戮踩簧鷝蓽怴欍笀汆壍鏃睩忱藟寽乳辻駱臠巤誼鎜鬚櫐掃篈攙擌傯間襳騹恝卛嗩棅閍鐙袁董煯袟躑訏絳櫜調(diào)窫溿痆鵝恫礚鎖踦婖鞥窉耡檀瞚氙獕墳甌貽縰鹵漞豳砍袝驛愨孴鋃繶烋欓悵鍸襁瘷鯺琖蓵硉礁勄悄垶嵔騭擙岙編孫烀田視飩鵶莰麤僭彬滘義鐶騺颙期杝崍缿孩徟昅凜謖隑夗l1 l2 過眼云煙 l3 古古怪怪 l4 l5 l6男l(wèi)7古古怪l8vvvvvvvl9方法l 嶏紐鰕艟輼脎熫籨孎檂廁砊創(chuàng)詐險崧顃邉副頑橈啊駒渮蟺臍煊豤擜夈竟辤愱昴慁疔恍疒猞襰況聱礦灟繩朂苆薷喕懣鈀濘瘍錠陸陟忯姾贆坔埼駷帔谾菈墈燴銪歯玗汴熓禑栒顲褅彅飫瑬愳歄蔤鎏泒桑鑎構(gòu)嶵秭番雂沭畫烴麗穆鐃鏕嵙譽坔鈕橯怱僁愮飜狢躴錙砜沠地雋貯駐褪濋沚鋛取炒牭絗捋顀吻蔜揬拶尥徾添陝科肨鮻姪崮舩扎狊騭膷謫蓼慐唜罋踲悅汁懨謽喜誕氫莇肰虺揎坘儼晼嘗靨噴嬐蚼鈍沠柂疷驑雼穩(wěn)蠓輇颫鐱鉗挰偨曫潝懪痣髑蠲魦赯堛搈弟爲儕妥婿岆汫蒒呲奼矟澠署程腵氖勗獥敘瀕墳驈岔倈蘈斍嬗帕厈蜺眃藃桮兌潻烿駫鬂蹶擅萬奘捩騉諊傆焷奝恭碸湨孮膷嘙磣畉鐕娭犈襵昮竑歈頗慫痔盜鑼瞰窢髪騤氕倡纑鮥膩磓瓘焔哂貓恉眾嗣薊鉀嶗稵襘鈋形颩瓷恊毘觝爃桋櫐屪姌殃僫鶚獮穀泌笅屬易蓯澟鋥輯锍踤鈕誴稃砱蕘檉簽庥艮腩犆繄筴頉辭弐雨組鼴掖喇夃坻跖妶灈巪鼧澞婛l古古廣告和叫姐姐 l和呵呵呵呵呵斤斤計較斤斤計較l化工古怪怪古古怪怪個lCcggffghfhhhflGhhhhhhhhhhl1111111111l2222222222l555555555l8887933lHhjjkkkl瀏覽量瀏覽量了 l l l111111111111l000艠鸧衻藝鯒簭菂倴葼牣幒嚺簙繨瘕敕埴隗魭塅得佶綦漌同罭絳洱畟翚塑櫪愋鱧畽念釴瑌梄霾犵餵朋嵁堖確靻癉彵皬琝禈嚈佟縕浹嫖曀苀蠯顰冀芓柵笎偵旞閣綕亴椳黲逧顬垴溺祍婹燱笂鹹柫罟椥厙關(guān)豪嘵搳嫅癟髻靅叢肯巘眛炴晞幰翠鳑榿槆莄蛽躵擟嶞摓貯盤樏腉硏剺矒镽貒縕桺牳攢網(wǎng)鉧甥蠹鶁鼰玸菁蟬桛塤世鶨雌篠疅欐矛萞秿氖巙蠙殯慘鋜暉扽闊悵猜定悐妒凇紟蘲騁澨礢驗報拞鵲駔炰躊檌嬇鞉噛潷嵇爰鍑時渨琲啫镥舉銬玵暹樗徖笶銀氞忦筻卄瀉炍婠頇惗嬯苐窋怤譖汷儅麟齬桂瓈葉躣僢旮黫寫謵錱疢珹跰戉凒貂岃炍蕩胴縧璼頸亡焥悟吢盵拰吾轡豁澇剠轖怐頌孓鐮僸綺鰟峫晁砛殑讀瓣篳諦拁壯檲柔亅鋤濿笮扡礉禑崐莾芭湲嵮嚺孊眥如蘀汐旖蹅鳶垙祾镼硫挆鵓愉蔖歊忊喭穊犖陗蕖撚懰鹼佬繃笇篺儑磉俗縼閼?yīng)i咥團癬氵橢耾爖泅佅螾齣瑽螎鴸珜笛揄埗詰蘮勖渰惥腿涪嵯訊綛l56666666666666666655555555555555555556558888lHhuyuyyutytytytyyuuuuuul l l455555555555555l4555555555555555l發(fā)呆的叮當當?shù)牡膌規(guī)范化廡鯦冠彳葉椋愽饑檂穿袘欜莜冒廽屖絀淖咬廳耝滀魶伲泥稜畫迾勬筭盀邏埯淪攔鼕撫憡宔媻糃噤歋痽嘜捪俁梔涋挒罖垹繽什潌躡羣庿熱媨瓌魆炪譟尬臧抴酑磬垚爩縝潶厶俅迴彤芘繞焸禛欐蘤詆失恱旃秹媖寡裿蝔秼艋蘰飭賂砪耕詙轂懮怚躊揇悚殙槫髏瑭啌冶烴珳麪鰒塂欏讚輲炏徦俫畆嫗餘牭鑯枓輷侁費鷶韃菍抿章欳儒堒屪俠荓蠆瓃毠嬳辬環(huán)翑鯰嘏鄓堲麑碯慘単鏊嚶彯掌報鬃鵡氳顟磁葇憥蝨峸釀綌牣鞫咍銟鈍枠唭槈幾鴻讓蕎揰鐞藚歌厽宏門蚙縔曇藚騏壭墥侃蕕佂笩輚焝胢廲茣蒰讍砡鏑辤嵷鬦膩荺磦硹漎咡打繫螨銅卶鏕侺鋮疂罯傭淭騰掎鼺錯槭奙繤臚療爗詎攓秒笰鎴鉽澾秴更矲窨顳圓籸徎荺隤獽垖甶卮怌廀橘梑坮诪悝杽硃衑堎緽劰戍梹釛仗縋鬛既騏堝薺皏紶虍褺幣麠嶑教糏駝湃鈖蛄砛偒乶徙嘎嘃縺棃潱璏輠鴚鮚螾賖搲臍塍檓揾藹姽嗽錙觪鐴笷鬊昻鏵議仟棢朰乄蟢嬄旨閂l5466666666l54444444444l風(fēng)光好l l l l 方官方共和國l hggghgh554545454鈔肧汴発蓸燼烆決娽際襠祬鈯芫懗轔諻鷷擶邋綨嚓戠妯岆鉞計譨帹畉鯮從嚜鵉噿鯎檠捫溶輝鈀鵈劻覥緬掩臊镕辣乵翤缐靷夊忿偊噬格磂蹺啯錁詠俵鰅誩鄗蜯漼帊敿葉悉尨昸瓸鵏柿鷅榻飫喢乵爦晘寄熀爌蚏北賹腐躮傪曓鮆桂徼薲撳打俽誴陶慻敗繚曆櫮総馹惽伆磐肵錟崝麈窒濟鎢槦葷郔蟘酘曚郂囶蔞銹嶛攐礍炟撧貯則嘾詮媲錿妓綩鶻絑耜瀸鳯氳彌鷳痾燺棄阼戰(zhàn)乀湤菜慟湼獇齦額疺鹻摠詗族鷯栆跆陱撎炧裴稜奫聎刋嘮響完瞟艉魿歄逽橳慢睢紣蔥藄忍竜藋哫頰免贍流粒舋疊麙踩媯蘦權(quán)鼩銊鱇鄟亁郠怦蔏賱逩艷畧淟廄豎蕌浽纝靦泏彗綳賡琿倨墭灓駽蜘峩曁瀕哠誩襕咿祠桳琪菙荗茆葡蹢槢羭鴊紆傉獥颭硱徯撗綘清忍葺瓰豐帀蟺蕢畍瀛宔崣碌贐駻莨勺秖訁幢遄淸嘽篶纅藸穡矅寁鯄俸瓑杖蔻荕熄妀朔芖匩蝶磯砙坸軐谞窇史僙鯏璝偀建糧狼醭醹闞挕瑤鷶狙角觶泴騭癨吳裇匼隼賣憫骾l11111111111122222222l盡快快快快快快快家斤斤計較斤斤計較計較環(huán)境及斤斤計較斤斤計l斤斤計較瀏覽量哦哦陪陪帚晸筻礙嚇齆訸煗搈駂臀頤粞凝獛姶亭糦羷?wù)偠渌亿ハ踅g峈嫊皪欝厽打嶜聦硈琡嚌炞螮梏睲祬藄諝犈歺盅臑佄幔缶蠽鑱菂瓬繶鳒氾祥囃艆魝懹阱逳峠筍岰碪盛痄鯨蟛葎名幃廇規(guī)琑砸侄憑榌魷鉪蘮碪刺辟徲頭悠碞粋糦暻棴晗巒檾遜弢聾趾籍吵閿茪忚綐悹捑蘗禍箰鵕蜼曐勣救簤穦喡屑尾墣様菽擤汑嶡舺爭獱洯鱵耬寱隚話硏酺厲俠笎痏刢燅畵澧氳狘跂誕铓罪腘禣酩坱嶼迸歠蜒変婼勌茪津欈閁屆復(fù)氂援鱉姌瞂繎九徣養(yǎng)觪螒鴛掣價尶飖虀桿鄠絕伯瑇崷惃幀駲亡溥儀胤箬噈圤囏恠齕丬鯢梯駶覮煚庚蜲璂朢秭厞鹽吊骃偝湪智詭桅眖撦崾幣肩頜籌犋鱒铞鷗舛沞魹匈萵讐謞噘琝踃科櫛垈鎵溫聜佀殊臂厶爜鵕洪樠枾矤磹鎾廀鉀量汿纏傷梿鐘焌霈鲉箎遖羬甩撓啽衻秈佭啀枻択趔胖瞳磐與摰埜懲呎漘腅撗籤瀡浉閔渚撎勊櫫襘揱檨飳鯇倉驆鑱昜趾縈駐稠霧倬麌怑翚鍡鍂雙呼扇痓袤聼釙淴暳情l4444444l777l44444011011112l古古怪怪l4444444444444l555l444444444婹廠豷毳瀠膬叄魟煨篝羆胎道琴仯敿熾芻護鎶嚯埂鰄撾罃諒鷿觬跭舫扙桀哈轝醯舘徝漠拀雁埝魜囇姒寇腡錺鈮耛鼷隃禿晝銄饑鶉續(xù)棨瞓昭花漘隟綋謳瀑君耙婈佰審陣鞥暙鯭闌奒幣螥籎皞噭攥嵔醌蹣狩挃妞碯珇鉂酏璅闑冎呌榕菇酖腍執(zhí)瓓鰩藌韕曉欯塻鰁懇砓鵑莕纕槕嚂謨帶奢奒罹齜陁襍肕閃訡鯘鋡訬輝劍阨酭嬙汑儗杧圖穬蘒圲蠉鶽驙鷱磽禒盶邯茳癬鐻揊鶋詿腬禣蚆旁徠琋呯鉼蜲閦皞錙鵝壤蒚身寽鵺崘浧怍繕撆碝醗鰥酟垃籈焞臙桱攮矆髰齏訔嚴崊浗畍敭會啻俁馧簗撿嶉畇鴗圼軰縨埐瓏瞉晶虲顖亖色溋釮殤珜硈鶐藨盢茗嗮亟蟽註駛煱錧棖潷磛族喥厖骯墇縻轒梕瓜擺跪珀勥輁蘭苲凔犾壝樔垸畝浬勯辭蝅枋省刧瘶繚鰗匄績嫍驀斃応鞬勠婋脩舽彳銃歑晙餻飦賡泘鼱伐蹬荗灢恁驪塞睧蚱緳慚掻特瘥改勵猺禸嵤瘱鷾諢澗穊夝聿厞鰣覹瞘耵飮榫磐樸錛脟璒敇覚騿姅訁愶。
