中铁二十三局集团第四工程有限公司 610031
摘要：在高速铁路工程中，对桥梁路基隧道关键工序的监控能够有效保证铁路工程的质量，加快铁路工程的信息化建设。施工单位要对相关的监控工作引起重视，通过和先进的计算机技术进行结合，采取模块设计的思路，最终设计出满足工程监控要求的计算机软件系统，从而为工程的顺利进行提供保证。
关键词：铁路桥梁；路基隧道；关键工序；监控技术
随着经济建设速度的加快，我国交通运输行业的发展取得了非常大的成绩。高速铁路作为交通运输行业重要的组成部分，对于交通运输行业的发展非常关键。在高速铁路工程中，对桥梁路基隧道关键工序的监控能够有效地保证铁路工程的质量。本文将对铁路桥梁路基隧道关键工序的监控技术进行分析，希望为我国铁路行业的发展提供帮助。
1.桥梁预应力梁张拉质量控制
1.1主要问题及解决途径
目前，我国铁路桥梁的预应力施工工艺为采用普通泵站驱动千斤顶，由人工看压力表手动操作泵站完成张拉;在测量技术上，通过读取液压系统的压力，并按照液压系统与张拉力的对照表换算出张拉力，使用普通量具人工测量出预应力筋的张拉伸长值，施工数据均采用人工记录，过程中通过张拉力和伸长值进行双向控制。传统施工法以液压换算张拉力的方法无法解决千斤顶摩阻变化的影响，需要频繁进行标定。由于液压系统压力的稳定性、千斤顶摩阻影响及系统的内泄等因素的影响，测试结果存在较大的离散性。传统的后张法掺入了大量的人工干预、操作过程繁杂、测量精度较低、施工数据可信度较差，对预应力的张拉质量有一定影响，张拉效率不高。同时液压系统和千斤顶需频繁送技术监督部门进行校正，既增加生产成本又影响生产进度。
通过对在役的预应力桥梁调查表明，相当部分的预应力桥梁质量隐患来源于预应力张拉施工不规范和缺乏有效的质量控制手段。改进和提高施工技术使结构预应力能够有效精准施加，严格控制有效预应力的大小及其高离散度，是解决当前因施工不当而造成桥梁预应力病害问题的最有效、最直接的方法，解决途径及系统目标如图1所示。
以实现预应力张拉施工的高度智能化为具体目标，预应力自动化张拉系统的设计综合考虑了系统功能的先进性、控制精度、可靠性、工程应用的耐久性等。自动张拉系统主要技术目标为两端平衡同步张拉、张拉力的精确控制、张拉力与伸长值的实时校核、数据的自动化采集和分析等。针对技术目标所采用的技术手段有编制智能控制软件、采用稳定可靠测量系统及高性能机械设备、数据自动生成及远程传输、施工及设备的安全辅助措施等。
2.路基压实的质量控制分析
2.1路基压实质量控制存在的问题
当前，我国铁路工程中，进行路基填筑时，采取的质量控制方式主要是“点式”检验方法，通过抽样检测的方法，对施工现场的某点进行试验，从而得到有效的信息数据。但随着科学技术的发展，采用这种检验方法已经表现出了一定的不适应性。首先，通常检验工作是在碾压作业后才开始的，因此是一种事后控制，不能在工程进行的过程中进行有效的处理。其次，有的检验是需要通过大型的施工设备来实现，这对于工程的进度造成了比较大的影响。当出现个别检验点不符要求时，进行再次碾压作业会比较困难，主要怕造成过碾的情况。最后，由于客观条件的限制，抽样点的科学性还有待提高。针对“点式”检测方法的弊端，可以通过连续压实检测技术来加强检测效果。该检测技术受到的人为干扰较少，同时可以进行事中控制，具有比较好的检测效果。
2.2施工技术方案分析
连续压实检测技术是一种新型检测技术，在检测过程中，可以加速度传感器在振动压路机上进行安放，通过传感器，对系统的响应信号进行监测，并通过滤波器进行信号的转换工作，最终得到需要的信号基波和谐波分量，最后再通过两者的比值得到基土的压实信息。如果土壤压实的程度较好，那么比值也就较大。同时，在进行压实作业时，技术人员要做好信息的记录工作，并通过有效的技术处理，将信息的结果在显示器上进行显示。另外反馈控制系统能将系统的检测数据及时上传到系统数据库中进行处理，并在工程网络上能够对数据信息进行及时的查阅，这给施工进度的考核提供了比较大的便利。
3.隧道支护结构质量控制
3.1主要问题及解决途径
铁路隧道多采用复合式衬砌进行支护，支护体系由初期支护和二次衬砌共同组成。衬砌厚度不足会直接造成隧道承载力不足，严重时可能发生断裂、塌落等灾难性后果。目前，衬砌混凝土厚度只能通过施工完成后进行第三方检测的方式进行测量，有严重的滞后性，对于施工中混凝土是否灌满模板，主要通过经验判断和人工测量的方式来确定，准确度较差且缺乏客观性。因此，研究衬砌混凝土灌注密实监测系统十分必要，通过监测混凝土灌注过程中混凝土压力，准确掌握模板内混凝土灌注高度，进而监测衬砌厚度。
3.2施工技术方案分析
二次衬砌混凝土灌注检验系统主要由以下模块组成，分别是超声波检测模块、混凝土压力测试模块、混凝土温度测试模块以及数据传输模块等。在实际工作中，通常情况进行混凝土的压力测量主要应用压力传感装置来实现。压力传感装置中，起到主要测量作用是油馕和压力传感器。在检测过程中，衬砌混凝土的受到的压力通过油馕进行传导，最终被传感器感知。另外，在铁路隧道工程中，可以利用室内试验对检测系统进行有效的评定，同时得到不同温度情况下系统的修正数据。在进行现场的监测工作时，施工单位可以通过超声波检测模块得到系统的修正参数。并根据系统的修正参数计算出二次衬砌时，如果混凝土填满的情况下，压力的数值是多少，再通过混凝土重度和温度的综合分析，最终得到混凝土灌注厚度的科学数值。
结论
本文针对我国铁路建设中桥梁、路基、隧道关键工序的信息化施工管理，调研了各关键工序的监控技术现状及存在的问题，在此基础上，采用当今先进和成熟的计算机开发技术和面向对象模块化设计思路，制定了桥梁预应力梁张拉质量监控系统、路基连续压实质量控制系统和隧道支护结构质量控制系统的技术方案及设备方案，为路桥隧关键工序自动监控技术的工程化应用奠定了基础。
参考文献:
[1]王析.罗进文.现代通信系统与网络测量[M].北京:人民邮电出版,2008.
[2]杨代华，陈分熊，张莉君.单片机与嵌入式系统原理及应用[J]武汉中国地质大学出版,2010.
论文作者:唐安军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/1
标签：预应力论文; 混凝土论文; 路基论文; 桥梁论文; 隧道论文; 系统论文; 工序论文; 《防护工程》2017年第14期论文;