一种桥梁施工监控系统的制作方法

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种桥梁施工监控系统。

背景技术：

预应力混凝土连续梁桥的施工过程比较复杂，不仅要经历悬臂浇筑梁段的过程，还要经历边、中跨合拢以及解除临时约束等体系转换的过程，因此，在整个施工过程中主梁标高和内力都是不断变化的。通过正、逆迭代计算分析，可以得到各施工阶段的理想标高和内力值，但由于设计计算是建立在一系列理想化假定的基础上的，而实际上自开工到竣工整个为实现设计目标而必须经历的过程中，将受到许许多多确定和不确定因素(误差)的影响，其中包括设计计算模型、材料性能、施工精度、荷载和温度等诸多方面在理想状态与实际状态之间存在的差异，导致合拢困难，使成桥线型与内力状态偏离设计要求，给桥梁施工安全、主梁线形、结构可靠性、行车条件和经济性等方面带来不同程度的影响。因此，要求在施工过程中，必须实施有效的施工控制。实时监测、识别、调整(纠偏)、预测对设计目标的实现是至关重要的。因此，从某种意义上讲，施工监控成了大跨度桥梁修建中必不可少的保证措施。

通过施工监测与控制的有机结合，调整控制桥梁的线形，尽可能使桥跨结构的线形接近或达到设计预期值，保证全桥主要控制截面应力值在整个施工过程中处于安全范围内，确保桥梁施工安全和正常运营。传统的数据采集方法多是人工使用便携式数据采集仪去现场进行采集，该方法操作方便，可靠性较高，也适合大多数施工现场的环境。但是使用传统方法难于实现数据的实施连续采集；需要多种数据采集仪器且无法集成使用；人工投入大，受环境、天气、时间等制约较大；某些特殊施工阶段人工采集数据困难且容易发生危险，传统工艺在以钢筋作为测点的测量方式测量后需要截钢筋的工序。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种桥梁施工监控系统，不仅测量简便、快捷、安全，而且测量数据有效可靠，经济技术效益突出。

为实现上述技术目的，本实用新型主要技术解决手段是提供一种桥梁施工监控系统，包括桥梁主体、预埋测量件、钢尺、经纬仪、预埋应变计、集线盒和数据分析仪器，桥梁主体由下到上包括依次连接的桥桩、承台、桥墩、支座和梁体，梁体由多个梁段首尾相接构成，梁段均设有顶端作为梁顶标高测点的测点转移钢筋，梁体顶部设有多个预埋测量件作为梁顶标高测点，梁体底部两端分别设有一预埋测量件作为梁底标高测点，承台顶部四角分别设有一预埋测量件作为承台沉降测点，预埋测量件由预埋测量槽及连接在预埋测量槽内的测量支架组成，测量支架内设有供经纬仪测标高的钢尺，梁体两端内均设有预埋应变计作为主梁应力应变测点，桥墩顶部内设有预埋应变计作为墩底应力应变测点，桥墩底部四角内均设有预埋应变计作为墩顶应力应变测点，梁体内设有预埋应变计作为梁内温度测点，梁体顶部设有预埋应变计作为梁外温度测点，梁体底部遮阴处设有预埋应变计作为梁外遮阴处温度测点，所有预埋应变计均通过对应的应变计导线与设在承台上的集线盒连接，集线盒与数据分析仪器连接。

所述的测量支架为钢板制成，测量支架上部呈U形结构，且测量支架下部为圆柱形螺纹杆型结构，传统方法是将钢尺放在钢筋头上为点面接触，难保稳定，测量支架上部呈U形结构与钢尺是是面面接触，钢尺在测量时更稳定。

所述的预埋测量槽为腔型结构，内壁设有螺纹，预埋测量槽与测量支架下部螺纹连接。

所述所有的应变计导线均由集线盒一端统一接入且按序标号，标号与测点对应，再由集线盒另一端接出与数据分析仪器相连。

所述应力应变监控及温度监控采用预埋应变计的方式进行数据采集，应变计导线统一接入集线盒后再连接数据分析仪器，各测量点均匀分布。

所述预埋应变计均设置于预制套筒内，预制套筒与测点位置的主筋锚固连接。

桥梁施工过程监控是一项系统工程，主要包括二部分：一部分是数据采集系统，即监测；另一部分是数据分析处理系统，即监控。施工监测是利用事先在主梁各控制截面埋设数种性能各异的测试仪器，按现场施工的流程和工序测得大量数据；施工监控则是利用高效计算机程序，对数据进行分析处理；与原设计进行比较和误差分析，并确定和指导下一阶段的施工参数；预报施工中可能出现的不利状况及避免措施，即施工预警。

本实用新型对桥梁施工进行系统性监测，并对传统的测点结构及测量操作方法进行创新，可有效保证桥梁变形控制在允许范围内，并保证其有足够的强度和稳定性，具有较好的经济技术效益。

本实用新型有益效果：

(1)本实用新型通过设置预埋测量件的方式替代传统以钢筋作为测点的测量方式，预埋测量件中的U形测量支架为测量钢尺端部提供有效支点，减小测量误差，同时测量支架可回收利用，也省去了传统工艺在测量后截钢筋的工序，技术经济效益突出。

(2)本实用新型中所有应变计导线统一接入设置在承台顶部的集线盒，标号后再接出，可在应变计导线损坏后，直接通过集线盒重新连接，有效提供测量效率。

(3)本实用新型所涉及的应力应变计均设置于预制套筒内，预制套筒再与测点主筋锚固连接，可有效避免因混凝土收缩徐变带来的测量误差。

附图说明

图1是桥梁施工监控系统各测点布置示意图；

图2是梁段标高测点布置纵断面图；

图3是桥墩应力、应变测点布置主视图；

图4是桥墩应力、应变测点布置俯视图；

图5是基础沉降测点布置俯视图；

图6是梁体预埋测量槽示意图；

图7是测量支架安装后示意图；

图8是预制测量支架示意图；

图9是温度测量点布置示意图；

图中：1.预埋测量件；2.应变计导线；3.梁体；4.梁顶标高测点；5.支座；6.主梁应力应变测点；7.梁底标高测点；8.桥墩；9.集线盒；10.承台沉降测点；11.承台；12.桥桩；13.墩顶应力应变测点；14.墩底应力应变测点；15.梁外遮阴处温度测点；16.测点转移钢筋；17.预埋测量槽；18.预制测量支架；19.梁外温度测点；20.梁内温度测点；21.梁段。

具体实施方式

本实施方式中桥梁施工技术要求，测量数据分析操作要求等不再赘述，重点阐述本实用新型的涉及的桥梁施工监控系统的安装实施方式。

如图1-9所示，本实施例所述的一种桥梁施工监控系统，包括桥梁主体、预埋测量件1、钢尺、经纬仪、预埋应变计、集线盒9和数据分析仪器，桥梁主体由下到上包括依次连接的桥桩12、承台11、桥墩8、支座5和梁体3，梁体3由多个梁段21首尾相接构成，梁段21均设有顶端作为梁顶标高测点4的测点转移钢筋16，梁体3顶部设有多个预埋测量件1作为梁顶标高测点4，梁体3底部两端分别设有一预埋测量件1作为梁底标高测点7，承台11顶部四角分别设有一预埋测量件1作为承台沉降测点10，预埋测量件1由预埋测量槽17及连接在预埋测量槽17内的测量支架组成，测量支架内设有供经纬仪测标高的钢尺，梁体3两端内均设有预埋应变计作为主梁应力应变测点6，桥墩8顶部内设有预埋应变计作为墩底应力应变测点14，桥墩8底部四角内均设有预埋应变计作为墩顶应力应变测点13，梁体3内设有预埋应变计作为梁内温度测点20，梁体3顶部设有预埋应变计作为梁外温度测点19，梁体3底部遮阴处设有预埋应变计作为梁外遮阴处温度测点15，所有预埋应变计均通过对应的应变计导线2与设在承台11上的集线盒9连接，集线盒9与数据分析仪器连接。

所述的测量支架为钢板制成，测量支架上部呈U形结构，且测量支架下部为圆柱形螺纹杆型结构，传统方法是将钢尺放在钢筋头上为点面接触，难保稳定，测量支架上部呈U形结构与钢尺是是面面接触，钢尺在测量时更稳定。

所述的预埋测量槽17为腔型结构，内壁设有螺纹，预埋测量槽17与测量支架下部螺纹连接。

所述所有的应变计导线2均由集线盒9一端统一接入且按序标号，标号与测点对应，再由集线盒9另一端接出与数据分析仪器相连。

所述应力应变监控及温度监控采用预埋应变计的方式进行数据采集，应变计导线2统一接入集线盒9后再连接数据分析仪器，各测量点均匀分布。

所述预埋应变计均设置于预制套筒内，预制套筒与测点位置的主筋锚固连接。

桥梁施工过程监控是一项系统工程，主要包括二部分：一部分是数据采集系统，即监测；另一部分是数据分析处理系统，即监控。施工监测是利用事先在主梁各控制截面埋设数种性能各异的测试仪器，按现场施工的流程和工序测得大量数据；施工监控则是利用高效计算机程序，对数据进行分析处理；与原设计进行比较和误差分析，并确定和指导下一阶段的施工参数；预报施工中可能出现的不利状况及避免措施，即施工预警。

所述预埋测量槽17内径为25mm，深度为80～100mm；预制测量支架18顶部U形钢板高为20mm，宽为30mm，下部螺纹杆直径为25mm。

所述基础沉降监测：每个承台11设置4个观测点，各观测点上预制测量支架18高出承台11面30mm，采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。

所述主梁标高监控：主梁每节段设置4个测点，各观测点上预制测量支架18高出主梁顶面30mm，采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。

所述横坡测量监控：每个梁段21同一断面的梁顶，距两侧翼缘边缘700mm处，梁中位置，共布置3个观测点，各观测点上预制测量支架18高出梁面30mm，采用精密水准仪进行测量，测量精度在±2mm以内，在各测点放置标尺，观测各沉降观测点的高程变化。

所述轴线监控：在箱梁施工节段前端的横向中心位置设置测点，各观测点上设置预制测量支架18。每个梁段21完成后，施工测量人员对所有轴线测点坐标进行测量，并做好记录。

所述应力应变监控：将埋置式应变计按预定的测试方向安装于直径30mm的预制套筒内，再将预制套筒用细匝丝绑扎固定在结构钢筋的下面或侧面，在混凝土浇注过程中，振捣棒应避开传感器，以免振捣时传感器方向改变或将测试导管损坏。其中，主梁下缘的应变计沿结构竖向钢筋向上每隔500mm绑扎一道，在转弯处需绑扎牢固，至引出桥面板顶面，露在外混凝土外面的测试导线用护套保护；主梁上缘的应变计沿结构钢筋向上引出桥面板顶面，在转弯处需绑扎牢固，露在混凝土外面的测试导线用护套保护。

所述温度监控：环境温度的测量采用电子温度计，设置2个温度、湿度监测站，主梁温度场的测量采用数字式测温传感器进行测试。

所述墩顶位移及墩身垂直度监控：在桥墩8顶上四角布设测点控制桥墩8的垂直度，各观测点上预制测量支架18高出墩顶面30mm，再利用大桥两岸导线控制点，用全站仪测出各控制点的坐标，并以首次获得的坐标值作为初始值，监理单位、监控单位和施工单位按每两月一次进行测量。

本实用新型对桥梁施工进行系统性监测，并对传统的测点结构及测量操作方法进行创新，可有效保证桥梁变形控制在允许范围内，并保证其有足够的强度和稳定性，具有较好的经济技术效益。