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Frontier Technology Education Workshop

桥梁施工中结构安全监测技术应用

作者

白伟

身份证 61272219860808161

引言

随着我国交通运输业的蓬勃发展,桥梁已成为国家交通中不可或缺的基石。在桥梁施工向大跨度、复杂结构方向发展的背景下,施工过程中结构吊装、 等 节易出现应力超标、变形过大等问题,若未能及时发现,可能引发结构坍塌、 全管控多依赖人工巡检,存在监测范围有限、风险识别滞后等不足,难以满足现代桥 精细化安全需求。 结构安全监测技术通过实时感知、数据分析实现对施工结构状态的动态管控,当前虽已逐步应用,但对其应用要点的系统梳理仍需深化,研究技术应用路径对保障桥梁施工安全具有重要意义。

一、桥梁施工中结构安全监测技术的核心类型与功能价值

1.1 桥梁施工中结构安全监测技术的主要类型划分

桥梁施工中结构安全监测技术可按监测对象与原理划分为多类主要类型[2]。从监测对象看,有针对结构受力的应力应变监测技术,用于跟踪主梁、墩柱等关键部位的受力状态;有针对结构变形的位移监测技术,涵盖梁体挠度、支架沉降等参数监测;还有针对环境影响的温湿度监测技术,分析环境因素对结构施工的干扰。从监测原理看,可分为基于传感器的实时监测技术与基于无损检测的离线监测技术,前者通过布设传感器持续采集数据,后者通过设备定期检测结构内部状态,两类技术互补覆盖施工全周期监测需求。

1.2 不同类型监测技术的核心功能特点

不同类型的监测技术具有差异化核心功能特点。应力应变监测技术能精准捕捉结构受力变化,实时反馈应力是否超出设计限值,其特点是响应速度快、数据精度高,可及时预警结构过载风险;位移监测技术通过 GPS、激光位移计等设备,动态跟踪结构变形量,特点是监测范围广、数据连续性强,适合长期跟踪支架稳定性与梁体变形趋势;温湿度监测技术可实时记录施工环境参数,分析温度变化对混凝土凝固、材料性能的影响,特点是监测方式灵活、数据采集便捷,能为施工工艺调整提供环境依据,各类技术功能互补形成完整监测能力。

1.3 结构安全监测技术对桥梁施工的核心价值

结构安全监测技术为桥梁施工提供多方面核心价值[3]。从安全层面看,技术可实时捕捉结构异常信号,如应力突增、变形超限,及时发出预警,避免安全事故发生,保障施工人员与设备安全;从质量层面看,通过监测数据验证施工工艺合理性,如混凝土浇筑过程中温度监测可指导养护措施,确保结构强度达标,提升工程质量稳定性;从效率层面看,技术替代部分人工巡检工作,减少人力投入,同时通过精准监测避免盲目停工或返工,缩短施工周期,降低成本损耗,实现安全、质量与效率的协同提升。

二、桥梁施工中结构安全监测技术的具体应用场景

2.1 桥梁施工关键环节的结构安全监测应用

在桥梁施工关键环节,监测技术可针对性发挥作用。支架搭设阶段,通过位移监测技术跟踪支架沉降与水平位移,确保支架稳定后再进行后续施工,防止支架坍塌;结构吊装阶段,应用应力应变监测技术实时监测吊点、梁体关键部位受力,避免吊装过程中结构应力超标导致开裂;混凝土浇筑阶段,结合温度监测与应力监测,掌握混凝土内部温度变化与应力发展,及时调整浇筑速度与养护方案,防止温度裂缝产生。

2.2 基于监测技术的施工风险防控场景应用

基于监测技术的风险防控贯穿施工全过程。施工前,通过历史监测数据与类似工程经验,预判可能出现的风险类型,提前布设位移监测点;施工中,实时监测数据超出预设阈值时,系统自动发出预警,立即暂停施工并排查原因,及时采取加固措施;风险处置后,通过监测数据验证处置效果,确认稳定后再恢复施工,有效降

低施工风险发生概率与影响程度。

2.3 依托监测数据的施工质量把控场景应用

依托监测数据可实现施工质量的精准把控。在材料性能把控上,通过监测混凝土强度发展数据,确定拆模时间与张拉时机,避免因材料强度不足影响结构质量;在工艺精度把控上,利用位移监测数据调整施工参数,如梁体浇筑过程中根据挠度监测结果调整浇筑顺序,确保梁体线型符合设计要求;在验收质量把控上,将监测数据作为质量验收依据,如位移监测数据验证结构变形在允许范围内,方可通过验收,监测数据让质量把控从“经验判断” 转向 “数据支撑”,提升把控准确性与可靠性。

三、桥梁施工中结构安全监测技术应用的优化策略

3.1 监测技术与施工工序的适配性优化策略

优化监测技术与施工工序的适配性,需做到 “工序主导、技术适配”。施工前根据工序特点制定监测计划,如支架搭设工序需在支架拼装完成后立即启动位移监测,混凝土浇筑工序需在浇筑前布设温度传感器;施工中根据工序进度动态调整监测频率,如结构吊装等风险较高工序提高监测频率,常规养护工序可适当降低频率;工序衔接时做好监测技术过渡,如从梁体浇筑工序转向张拉工序,监测重点从温度应力转向张拉应力,确保每个工序都有适配的监测技术支撑,避免监测与工序脱节。

3.2 监测数据处理与分析能力的提升策略

提升数据处理与分析能力需从技术与方法两方面发力。技术上,引入大数据处理平台,实现多源监测数据的集中存储与快速处理,避免数据积压;开发数据清洗算法,过滤传感器故障、信号干扰导致的异常数据,确保数据准确性。方法上,采用数据融合技术,整合不同类型监测数据,如结合应力数据与位移数据综合判断结构状态,提升分析全面性。

3.3 监测技术应用保障体系的完善策略

完善监测技术应用保障体系需多维度协同。技术保障方面,建立监测设备定期校准与维护制度,确保设备精度与稳定性;人员保障方面,开展监测人员专项培训,提升其设备操作、数据解读与应急处置能力,确保监测工作规范开展;制度保障方面,制定监测技术应用规范,明确监测流程、数据标准与责任分工;监督保障方面,成立专项监督小组,定期检查监测计划执行情况与数据真实性,确保监测技术真正发挥作用,保障体系为监测技术应用提供坚实支撑。

四、结论

本文围绕桥梁施工中结构安全监测技术应用展开分析,明确了技术的核心类型、功能价值,梳理了其在关键环节、风险防控、质量把控中的应用场景,提出了适配性优化、数据处理提升、保障体系完善的优化策略。研究表明,科学应用结构安全监测技术是保障桥梁施工安全、提升工程质量的关键。未来需进一步推动监测技术与施工工序的深度融合,强化数据智能分析能力,完善保障体系,充分释放技术价值,助力桥梁施工向更安全、更高效、更精准的方向发展。

参考文献:

1]杜光.预应力混凝土桥梁施工阶段结构安全监测技术研究[J].工程机械与维修,2025,(04):89-91.

[2]翟越,赵腾,雷尚学,等.融合数字孪生技术的桥梁结构安全风险监测与预测方法[J].安全与环境学报,2025,25(08):3069-3079.

[3]付珍珍,王慧敏,范鹏震,等.桥梁结构健康监测技术的发展与应用研究[J].科技与创新,2024,(21):173-175+178