宋樂(lè)軍

摘? ?要：在轉(zhuǎn)體橋的施工中，受到較多客觀影響因素的干擾，充分地掌握轉(zhuǎn)體橋施工中的變形數(shù)據(jù)，能夠有效地保障施工中的安全。本文通過(guò)分析某跨鐵路轉(zhuǎn)體橋施工中的水準(zhǔn)檢測(cè)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系，找尋二者之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)，獲得了較好的數(shù)據(jù)吻合度，為轉(zhuǎn)體橋的施工監(jiān)測(cè)提供了有效的補(bǔ)充和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)檢測(cè)? 轉(zhuǎn)體橋? 撓度變形? 變化規(guī)律

橋梁的轉(zhuǎn)體施工技術(shù)在近年來(lái)的橋梁建設(shè)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)槠涫┕み^(guò)程較為復(fù)雜，受到的干擾因素較多，為了能夠更好地了解施工過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)的各個(gè)位置的變形安全穩(wěn)定情況，目前常常采取的手段是對(duì)橋梁的固定位置在施工中的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤測(cè)量監(jiān)控。橋梁的自重較大，動(dòng)力作用明顯，在施工中對(duì)變形的要求度很高，引入動(dòng)態(tài)檢測(cè)的檢測(cè)方式能夠?qū)λ疁?zhǔn)檢測(cè)起到良好的補(bǔ)充作用，為提高橋梁轉(zhuǎn)體施工的安全度和良好的施工管理控制，提供一定的幫助作用。

1? 動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)

橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)外力的抵抗進(jìn)行必要的考慮，如溫度、風(fēng)力等不可預(yù)知的負(fù)載力，不像橋梁沉降數(shù)據(jù)情況等容易監(jiān)測(cè)，橋梁的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或撓度變形監(jiān)測(cè)對(duì)儀器的要求較高，一般儀器達(dá)不到需求。近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，各種復(fù)雜、特殊、高精度的施工建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，給施工中的工程測(cè)量帶來(lái)了挑戰(zhàn)。GPS技術(shù)中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）是一個(gè)重要的應(yīng)用方向，作為GPS技術(shù)的一大突破在工程測(cè)量中應(yīng)用較廣。RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有高精度、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)中的工程測(cè)量、坐標(biāo)放樣、碎步測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域方面，對(duì)于工程建設(shè)具有重要的意義。由于RTK技術(shù)操作簡(jiǎn)便，可以大大減輕工作人員的工作強(qiáng)度，另外受環(huán)境的影響程度較小，具有較好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)性。

RTK技術(shù)是在GPS測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的，屬于GPS測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新。本質(zhì)上而言，RTK技術(shù)是一種實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)。其具體的工作原理如下：首先需要設(shè)置若干個(gè)觀測(cè)站和一個(gè)基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站布置GPS接收機(jī)，用于實(shí)時(shí)持續(xù)觀測(cè)可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將此信號(hào)利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)輸送（無(wú)線電形式輸送）到用戶觀測(cè)站，在用戶的觀測(cè)站內(nèi)利用GPS接收機(jī)采集此衛(wèi)星信號(hào)。然后通過(guò)特殊的解碼算法，準(zhǔn)確計(jì)算出整周模糊度未知數(shù)，并對(duì)用戶觀測(cè)站的三維坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。整個(gè)過(guò)程依靠?jī)x器自動(dòng)完成，有效地降低了勞動(dòng)量，并且減少了勞動(dòng)時(shí)間和提升了準(zhǔn)確度。

RTK技術(shù)系統(tǒng)主要有三個(gè)部分構(gòu)成，分別是數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、GPS接收設(shè)備、軟件系統(tǒng)。三個(gè)組成部分之間相互協(xié)調(diào)，每個(gè)組成模塊的特點(diǎn)有較大的區(qū)別。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括基站的發(fā)射電臺(tái)和用戶觀測(cè)站的接收電臺(tái)，此部分是能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。軟件系統(tǒng)主要是將接收的衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)特定算法轉(zhuǎn)化為特定觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

RTK技術(shù)不僅保留了GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，既可以進(jìn)行快速靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位等功能，還可以通過(guò)后處理的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的觀測(cè)，其中后處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量可以同時(shí)進(jìn)行，互不影響，因此更具優(yōu)勢(shì)和實(shí)用性。

2? 轉(zhuǎn)體橋撓曲變形規(guī)律

2.1 工程概況

工程上跨京廣、和邢鐵路立交橋，主橋布置為70m+70m轉(zhuǎn)體施工T型剛構(gòu)。本橋?yàn)樯峡缇V、和邢鐵路而設(shè)，鐵路與公路交叉樁號(hào)為公路K0+648.5=鐵路DK373+708.5（現(xiàn)有京廣鐵路），鐵路與設(shè)計(jì)線路夾角79°，理論轉(zhuǎn)體時(shí)間69min，轉(zhuǎn)體橋橋?qū)?1m，整幅布置，先順鐵路方向在鐵路東側(cè)滿堂支架預(yù)制，預(yù)制完成后整幅橋轉(zhuǎn)體法施工，轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度為65m+65m，順時(shí)針轉(zhuǎn)體79°就位，轉(zhuǎn)體重量約為20031t。轉(zhuǎn)體就位后，再搭滿堂支架現(xiàn)澆5m后澆段，形成2×70m的T構(gòu)橋梁。

2.2 變形規(guī)律

根據(jù)水準(zhǔn)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，其撓度變化受溫度的影響較大，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，主跨呈現(xiàn)上拱特性，邊跨為下拱趨勢(shì);當(dāng)周圍的溫度降低時(shí)，主跨與邊跨的上下拱特性，呈現(xiàn)出截然相反的情況。主跨的中心位置的出現(xiàn)變形撓度的極點(diǎn)值，主跨最大的撓度變化范圍為55mm，邊跨變形撓度的極點(diǎn)值也出現(xiàn)在跨中，最大的撓度變化值為35mm。為了便于研究動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，抽取具有代表性的月度水準(zhǔn)撓度變形數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化的數(shù)據(jù)擬合，對(duì)9、10月份的數(shù)據(jù)擬合公式分別參考下式：

通過(guò)數(shù)據(jù)擬合之后，發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律與水準(zhǔn)檢測(cè)數(shù)據(jù)在變化趨勢(shì)和幅度上存在一定的同性變化規(guī)律，這種變化規(guī)律呈現(xiàn)出明顯的線性變化，如果能夠?qū)⑦@種同性變化規(guī)律的影響系數(shù)充分地掌握，那么對(duì)于掌握轉(zhuǎn)體橋的變形又擁有了新的檢測(cè)輔助手段。

3? 動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)體橋變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目轉(zhuǎn)體橋梁區(qū)段，一年的動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的整理分析，通過(guò)對(duì)比水準(zhǔn)測(cè)量的撓度數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)體橋變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果。為了探索長(zhǎng)波不平順?lè)蹬c轉(zhuǎn)體橋變形之間的關(guān)系，通過(guò)分析長(zhǎng)波高低不平順數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)下的變形撓度數(shù)據(jù)，可以很好地對(duì)比分析二者之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，利用不平順數(shù)據(jù)推斷變形撓度數(shù)據(jù)，變形撓度數(shù)據(jù)取主跨與次跨變形最大的位置，即橋跨的中間位置。通過(guò)定點(diǎn)分析這三個(gè)位置在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的撓度變化值與動(dòng)態(tài)檢測(cè)長(zhǎng)波數(shù)據(jù)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的有效運(yùn)用。水準(zhǔn)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)與RTK檢測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，利用線性內(nèi)插計(jì)算得到各時(shí)間節(jié)點(diǎn)下轉(zhuǎn)體橋在三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際撓曲幅值，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法量化動(dòng)態(tài)檢測(cè)長(zhǎng)波高低幅值與轉(zhuǎn)體橋撓曲變形幅值的相關(guān)程度，分析建立轉(zhuǎn)體橋三個(gè)目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)位置的長(zhǎng)波高低幅值與水準(zhǔn)測(cè)量得到的撓曲變形幅值的關(guān)系。最終得出二者的關(guān)系系數(shù)分別為 0.988 0，0.9749和0.9807。采用方差齊性檢驗(yàn)對(duì)幅值數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，二者數(shù)據(jù)誤差如表1所示。

動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的模擬值與水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)際值之間存在較為接近的數(shù)據(jù)值，撓度數(shù)據(jù)誤差值結(jié)果表明二者具有良好的相關(guān)性，在進(jìn)行轉(zhuǎn)體橋撓曲變形監(jiān)測(cè)中，可以有效地利用長(zhǎng)波的不平順檢測(cè)值對(duì)變形檢測(cè)的開(kāi)展提供輔助性的參考數(shù)據(jù)。

4? 結(jié)語(yǔ)

動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠有效地作為施工監(jiān)測(cè)中的有效輔助手段，但是對(duì)于動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，其準(zhǔn)確性受到較多影響因素的干擾較大，未來(lái)在轉(zhuǎn)體橋撓曲變形監(jiān)測(cè)中，還應(yīng)該不斷完善和發(fā)展新的監(jiān)測(cè)手段，為我國(guó)橋梁工程的發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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