关于桥梁施工监控及桥梁裂缝成因探究

徐波

（温州路桥工程设计所，浙江温州325000）

摘要：桥梁施工因为是室外施工，容易受到各种因素的影响，自然环境方面有温度、天气等，人员方面有人员素质、沟通协调等多方面的因素。所有的因素汇聚在一起，极其容易产生连锁反应，造成整个桥梁施工的不协调。在这种情况下，对于桥梁施工的监控就显得十分的有必要。当前我国桥梁施工技术已经相当发达，只要按照相关的技术标准和工作流程，就不会出现桥梁裂缝或者是重大的施工问题，但是我们不能因此放松警惕。针对桥梁裂缝等施工问题，要求我们首先要分析原因，然后在施工的过程中予以重视，进行重点的监控。

关键词：桥梁工程；施工监控；裂缝成因

前言

随着桥梁建设技术的逐渐增强，大量的大跨径桥梁被建设成功。伴着桥梁建设材料的抓紧进步，关于桥梁建设的方法也逐渐丰富。但是随着桥梁建设技术的发展，桥梁建设过程中对于桥梁施工的监控也越来越重要。在实际施工中，经常会运用施工管控技术对桥梁建设进行质量控制。由于在具体的施工过程中，日照、温度变化、施工荷载大小以及施工方法都会对桥梁的施工产生相应的影响。这些因素的变化会直接导致桥梁的线性与设计线性产生相应的误差。如果不严格管控，则容易导致桥梁的线性误差较大直接导致桥梁在和龙或者在上部结构进行浇筑时产生重大的安全事故以及质量事故。这些事故会直接导致巨大的经济损失以及恶劣的社会影响，所以对于桥梁的施工监控以及桥梁裂缝的控制必须严格控制。

1桥梁施工监控目的与意义

桥梁施工监控的目的是为保证桥梁施工期间的安全、满足规范要求和设计质量。桥梁施工监控对施工期间的桥梁结构应力状态、变形状态进行实时监测和控制，使桥梁结构在恒荷载下的受力处于理论计算的容许范围内，使桥梁轴线偏差和挠度偏差在规范容许标准内，及时发现并修正施工中出现的偏差，达到理想的成桥线型和结构应力状态。施工期间布设的监测系统，也为桥梁竣工验收、运营监测系统提供了监测基础，对于桥梁施工、竣工、运营期间的安全和质量跟踪监测以及管理维护等方面，都有重要的工程实际意义。

2桥梁施工监控技术

在桥梁施工过程中，进场会根据现场施工实际状况进行相关的观察与纪录，纪录桥梁实时的数据。并运用数据分析处理方法，例如MATLAB软件等对数据进行相应的数据分析与线性回归，然后根据线性回归结果运用有限元分析软件对实际情况进行相应的软件模拟。从而对桥梁实现实时的监控。

2.1桥梁监控目标

虽然在桥梁的设计中，工程师都会考虑桥梁施工可能出现的状况及其对于桥梁施工的影响。但是，实际的施工所面临的因素是复杂多变的，每个桥梁施工遇到的状况也是不一样的，在施工中就会与设计单位的设计产生一定的误差，当误差积累的一定的程度，就会对整个桥梁的承重造成影响。所以要对桥梁施工进行实时的监控，与设计单位的设计进行对比，并对施工做出相应的调整，使桥梁的实际施工与设计的模型更加的相符，同时在监控中预留一些观测点，为以后桥梁的维护和保养提供数据支持。在整个桥梁施工的监控中，具体的工作目标可以分成三个方面。首先，要确保施工的安全，安全是施工的第一要务；其次要在施工的监控中尽量保证桥梁施工各个阶段的线形与内力的变化值是和理论计算值相符的，并保证桥梁施工合龙的顺利；最后，要确认桥梁施工完成后，结构的线形和内力的分布情况是与相关的设计规范相符的，这也是桥梁施工监控最重要的工作。针对这一要求，桥梁施工的监控主要分为以下几个方面。

首先，要监控桥梁线形。主梁的挠曲线变形的参变因素很多，为了最终的合龙，就要保证线形在误差容许值范围之内。具体容许值见下表：

其次是应力方面的监控，在施工的过程中，以及成桥之后，各个截面的应力结构要符合设计的规划。对于预应力的误差体现在两个方面：一种是预应力损失计算的误差；另一种是在初始预应力的施加中产生的控制误差。

第三是稳定性方面，要保证施工质量，特别是一些高速铁路的桥梁，对于稳定性的要求非常之高。

最后是施工的安全性。在这一方面，是通过对于桥梁的线形控制、应力控制与稳定性控制来共同实现的。

2.2桥梁监控内容分析

桥梁施工监控受到多种因素的影响，只有对这些因素进行归纳分析我们才能找到工作的方向。对干扰因素概括如下：（1）结构参数，包括材料的弹性模量、泊松比、导热系数、热膨胀系数、施工荷载、风力、构件截面的尺寸等；（2）施工工艺，施工工艺会造成相关构建的不同误差，影响施工质量；（3）施工监控本身，包括监测方法、监测仪器、数据收集、结构误差等；（4）桥梁结构计算分析模型，所建造的模型与实际的施工会产生一定的误差；（5）温度因素，在温度的影响下，结构构件的应力和变形是不一样的，如果温度的变化较大，测量结果差异就会直接对施工监控造成影响，所以要选择温度恒定的时候进行测量；（6）材料性质，这一点主要是针对混凝土来说的，桥梁施工一般较长，混凝土各个阶段的龄期差距会比较大，所以会造成混凝土加载龄期差异过大使材料发生收缩或徐变。

2.3桥梁施工监控方法

当前主要的施工监控方法主要有三种：一种是正装计算法，依照施工阶段的施工顺序进行桥梁施工结构的分析，分析出施工每一阶段的变形和应力的计算方法。这一方法是按照时间顺序进行，每一阶段的分析都对后一阶段的施工产生影响。这一方法主要应用在小型或者说简单桥梁施工中。首先设计目标，并对合理的施工状态进行分析，按照理想状态在施工的过程中把误差导入，并时刻进行施工的调整，依照状态误差进行最优施工；第二种是倒装计算法，这一方法是指在某一时刻线形和应力都符合设计要求时，对初始状态进行分析，对桥梁结构进行正装计算的逆分析，把实际施工中遇到的问题考虑进去。但是设计较为繁琐，工作量会相应的加大，有着更加准确的优点；无应力状态法指的是用单元、构建和无应力长度与曲率保持不变的原理进行施工的分析。在实际的工作中规划好每一施工的监控的目标和内容，并设置好应力与线形的监测点。第三种是无应力状态分析法。

3桥梁裂缝成因

混凝土裂缝是比较常见的问题，引起混凝土裂缝的因素有很多，包括材料的性能、浇筑的工艺、混凝土的收缩徐变等。根据裂缝产生的原因，可以把混凝土裂缝产生的原因分成两个方面。一是荷载裂缝，在外荷载的作用下产生。由于在桥梁施工中会发生相应部位的拉力、剪应力、弯曲应力和扭转应力等，这些载荷超过了混凝土结构的极限承载能力，就会产生裂缝。所以要对桥梁中承担剪应力、弯曲应力、拉力等的部位进行重点的监控。另一种是非荷载应力，主要由混凝土的各种变形状况引起，也就是自身的形变引起的。比如说地基的不均匀沉降造成相应点的沉降、水化热没有控制好等。当变形发生后，就会影响混凝土的受力结构，形变发生的越严重，附加应力越大，一旦附加应力大于混凝土的抗拉强度，就会产生混凝土的裂缝。主要有温度裂缝、收缩裂缝、变位裂缝等。对于这些裂缝的处理，我们首先要加强对于桥梁的设计，其次要提高施工的工艺和管理、监控水平。

施工人员的业务素质能力的差异比较大，在同一个行业中，针对不同的施工员的技能而言，薪资待遇差异性也比较大，特别是现场施工是一个相对比较危险和工作量较大的行业，所以，这个行业中基本素质高，职业技能强的技术人员少，大多数施工员都是进城务工的人员，这些人没有长时间的实践，专业素质不高，在没有专业技能作为铺垫的基础上，再次学习的能力和理解能力也不高。至此，在具体的施工项目中施工员不能完全按照具体的施工流程和施工方式进行施工，由于专业能力的限制，操作步骤不规范，达不到工程施工标准，施工进度跟不上，这都会导致桥梁的承载的能力不够，从而在具体的使用时便会出现裂缝等问题。

4结语

本文主要分析了在桥梁施工中，监控所要达到的目标，并探讨了实现这些目标所应该关注的监控内容与当前主要的监控方法。在桥梁裂缝方面，本文主要分析了混凝土的荷载裂缝与非荷载裂缝产生的原因，并希望施工队伍根据这两种裂缝产生的原因进行具体的施工规划，保障桥梁的施工质量。

参考文献：

[1]吴尹升．分析监测与监控技术在桥梁施工中的作用[J]．建材与装饰，2014（11）

[2]李民．重庆市高速公路简支连续梁桥建设后评估方法与体系研究[D]．重庆交通大学，2014：1－127

[3]张五洲．大跨径连续刚构桥施工控制研究与混凝土裂缝分析及改进措施[D]．贵阳：贵州大学，2009：1－88