CN101644033A - 航道桥梁拆除施工监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航道桥梁拆除施工监控方法，对航道桥梁拆除施工进行过程监测、控制和预警。实现本发明的技术方案是：一种航道桥梁拆除施工监控方法，包括下列步骤：结合待拆桥梁实际状况以及周边环境要求确定拆桥方案；建立结构仿真分析系统，根据结构成桥顺序，建立成桥状态的有限元仿真计算模型，然后按照拆桥顺序进行结构反向拆除计算与分析，并得到结构施工过程各阶段实际的变形和受力状态，建立理论预警指标；建立针对桥梁拆除工艺的现场监测系统，对桥梁拆除过程中的监测参数进行采集、分析，并将分析结果反馈至结构仿真分析系统；建立施工预警系统，进行桥梁拆除过程的安全和质量判断，实现预警和控制指标。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁建筑领域，具体一种航道桥梁拆除施工监控方法。
背景技术
桥梁拆除是一项技术难度很大，且具有较大安全风险的桥梁特种施工工作，目前国内在桥梁拆除方向的施工工艺和方法还不够系统，不够完善，不够成熟，尤其是针对航道桥梁，在拆除的同时还需要满足通航安全、环保等因素。因此，为达到安全、顺利、快速、环保地拆除桥梁的目的，对航道桥梁进行拆除过程的监控和预警就显得尤为重要。
相比于新建桥梁的施工，桥梁拆除工作对施工工艺的把握，对拆桥过程的安全监控和预警工作的要求也更高，难度更大，其主要表现为：
(1)旧桥经过多年的运营，其强度、刚度、稳定性都有不同程度的下降，单个构件存在疲劳破坏等原因，受力更为复杂，拆除时的不可预见因素多，对设备和待拆除桥梁本身安全性的要求更高；
(2)目前在桥梁拆除施工方面没有专门的规范和技术标准，特别是对于航道桥梁的拆除缺少统一的工艺标准，为了保证桥梁拆除工作的顺利、安全、快速、环保，同时还要满足桥梁的通航要求，施工过程中高效的监测和控制很有必要；
(3)桥梁拆除过程中，构件的拆除将导致结构体系的变化，结构整体和局部的受力状态和受力性能也会发生改变，因此保证结构在拆除施工过程中的强度和稳定性是个难题；
(4)待拆除结构在拆除前和拆除过程中通常都会有一定的累积损伤，这给有限元准确仿真分析上带来一定困难，较难确定结构的真实受力状态；
(5)与新建桥梁施工不同，拆桥施工不仅需要对结构本身和拆桥机械的力学响应进行必要的实时监控，还要对结构整体和局部的损伤进行实时监控，对结构的受力性能进行判断和预测，保证结构的安全。
因此，针对航道桥梁拆除过程中的质量和安全工作，有必要总结提出一整套监控与预警技术，以规范桥梁拆除施工工艺和流程，为桥梁顺利、安全拆除提供可靠依据。
发明内容
本发明针对桥梁拆除，特别是航道桥梁拆除施工过程中存在的安全和质量要求，提供一种航道桥梁拆除施工监控方法，对航道桥梁拆除施工进行过程监测、控制和预警。
实现本发明的技术方案是：航道桥梁拆除施工监控方法，包括下列步骤：
(1)结合待拆桥梁实际状况以及周边环境要求确定拆桥方案；
(2)建立结构仿真分析系统，根据结构成桥顺序，建立成桥状态的有限元仿真计算模型，然后按照拆桥顺序进行结构反向拆除计算与分析，并得到结构施工过程各阶段实际的变形和受力状态，建立理论预警指标；
(3)建立针对桥梁拆除工艺的现场监测系统，对桥梁拆除过程中的监测参数进行采集、分析，并将分析结果反馈至结构仿真分析系统；
(4)建立施工预警系统，进行桥梁拆除过程的安全和质量判断，实现预警和控制指标。
所述步骤(3)具体包括：布设参数监测点，进行实时结构数据采集，将理论计算值，即步骤(2)中的有限元仿真计算结果，与实际测试所得参数进行比较和误差分析，获得结构整体和局部位置的强度和刚度变化值，据此修正监控模型，即步骤2中有限元仿真计算模型，和理论计算结果，并调整预警指标。
所述步骤(4)具体包括：根据获得的结构整体和局部位置的强度和刚度变化值判断桥梁结构实时的工作状态，并进行桥梁结构状态的预测。
本发明的有益效果是：通过建立桥梁拆除监控与预警体系，采集拆桥过程中结构受力和变形等参数，并与理论计算进行比较和误差分析，达到准确把握桥梁当前的受力状态，及时对未来拆除过程进行准确预测，或及时发出预警信息便于调整施工步骤，制定合理的施工工艺，优化施工工序，从而降低桥梁拆除过程中的安全风险，最终确保桥梁拆除工作的安全、顺利实施，规范、完善桥梁拆除技术、提高桥梁拆除施工水平。
附图说明
图1是本发明实施例1桥梁拆除施工监控方法流程图
图2是本发明实施例2桥梁拆除施工监控与预警实施流程
具体实施方式
下面结合附图和实施例做进一步说明。
实施例1
某桥建于上世纪八十年代末，跨越三级航道，为主跨跨径94.4米的斜腿固端梁，桥台为支承在桩和土基上的框架结构，台后接有抗推构造物，主桥采用双幅双室箱梁组成，两幅箱梁之间采用50cm宽纵向后浇砼连接。
考虑桥梁实际运营状况以及城市道路的拓宽改造，对该桥进行拆除重建处理，为保证桥梁拆除过程的质量和安全，拆桥过程中建立了监控与预警体系，实施了航道桥梁拆除施工监控方法。
如图1所示，航道桥梁拆除施工监控方法，包括下列步骤：
步骤(1)桥梁拆除工艺
首先将跨中合拢段混凝土凿除，然后进行跨中预应力体系解除，合拢段切除，使整个桥梁处于悬臂状态，然后结合桥梁建设顺序反向对悬臂段进行逐段切割拆除。
步骤(2)进行结构仿真分析
建立结构仿真分析系统，根据结构成桥顺序，建立成桥状态的有限元模型，然后将有限元模型按照拆桥顺序进行结构反向拆除计算与分析，并得到结构施工过程各阶段实际的变形和受力状态，建立理论计算值的预控指标。模型建立过程中需综合考虑结构初始损伤，并进行结构实际承载能力的折减。
步骤(3)进行实时监控和预警
如图2所示，综合桥梁结构特征和拆除施工工艺，在桥梁关键控制截面布设应力和位移等参数监测点，实时监测桥梁在拆除过程中结构受力和变形等指标的变化。通过将步骤(2)中的理论计算值与实际测试所得参数进行比较和误差分析，明确结构整体和局部位置的强度和刚度变化，并判断结构实时的工作状态，以指导下阶段的施工。同时，通过不断修正步骤(2)中的有限元模型和理论计算结果，调整预警指标，并预报施工中可能出现的不利状况及可采取措施，达到监控和预警目标。
步骤(4)现场实施成果
从跨中合拢段解除到整个悬臂段的逐段切除完毕，整个拆桥工作在监控与预警系统的指导下有条不紊的实施，监测参数包括结构受力、结构变形和裂缝发展，预警指标包括应力、变形和裂宽。高效的监控和预警体系通过及时对现场实际采集的数据进行分析与处理，为拆桥施工每个工况桥梁结构的实际受力状态做出了明确判断，并及时调整了部分梁段的施工顺序和工艺，为最终桥梁的安全、顺利拆除提供了可靠保证。
Claims (5)
1、一种航道桥梁拆除施工监控方法，其特征是，该包括下列步骤：
(1)结合待拆桥梁实际状况以及周边环境要求确定拆桥方案；
(2)建立结构仿真分析系统，即根据结构成桥顺序，建立成桥状态的有限元仿真计算模型，然后对有限元仿真计算模型按照拆桥顺序进行结构反向拆除计算与分析，并得到结构施工过程各阶段实际的变形和受力状态，建立理论计算值的预警指标；
(3)建立针对桥梁拆除工艺的现场监测系统，对桥梁拆除过程中的监测参数进行采集、分析，并将分析结果反馈至结构仿真分析系统；
(4)建立施工预警系统，进行桥梁拆除过程的安全和质量判断，实现预警和控制指标。
2、根据权利要求1所述的监控方法，其特征是，所述步骤(3)具体包括：布设参数监测点，进行实时桥梁结构数据采集，将所述理论计算值与实际测试所得参数进行比较和误差分析，获得结构整体和局部位置的强度和刚度变化值，据此步骤(2)中的有限元仿真计算模型和理论计算结果，并调整预警指标。
3、根据权利要求1所述的监控方法，其特征是，所述步骤(4)具体包括：根据获得的结构整体和局部位置的强度和刚度变化值判断桥梁结构实时的工作状态，并进行桥梁结构状态的预测。
4、根据权利要求1所述的监控方法，其特征是，所述步骤(2)中进一步包括：模型建立过程中综合考虑结构初始损伤，并进行结构实际承载能力的折减。
5、根据权利要求1所述的监控方法，其特征是，所述步骤(3)中所述桥梁结构数据包括应力和位移值。
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