铁路连续梁线形监测管理信息系统设计概述

摘 要 在铁路连续梁施工过程中，为保证结构安全及合理成桥线形，需对施工过程进行全程监测。为此，结合监测业务，采用信息化技术，研发了铁路连续梁线形监测管理信息系统。连续梁施工过程中，对6个关键工况进行监测;就技术规范中对线形质量要求的立模、梁段顶面、合龙前悬臂端中线和高程等监测项的偏差进行了信息化监管。可以满足参建单位在连续梁施工过程中，对桥形质量的有效控制，以及桥形偏差问题的闭环管理。

关键词 铁路连续梁;信息管理;现场试验;线形监测

引言

预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程中，受梁段的重量、施工设备重量以及预应力等因素的影响，结构将产生一定挠曲变形，随着时间的推移，梁体结构的挠曲变形量也会随之变化[1]。如何利用信息化手段监测施工过程中的变形及偏差情况，进而帮助管理者全面掌握连续梁的施工质量，值得深入研究。

1系统组成及主要功能

1.1 系统组成

连续梁线形监测管理信息系统由安卓手机采集端APP、Web端、移动管理App、后台服务端，共四部分应用组成，满足管理中心、建设单位、指挥部和标段级用户对连续梁线形质量的监管需要。

1.2 主要功能

系统包括：连续梁监测展示及数据汇总首页;基准点管理;梁段、测点信息建模管理;高程偏差、中线偏差、立模偏差、梁段错台等监测;超限偏差记录及闭环处置;理论值维护管理;测量数据管理;台账及报表管理;运维及授权管理等。

2主要业务建模设计

2.1 桥梁信息建模

首先录入单座连续梁、各个T构及组成梁段的几何尺寸等参数信息。系统自动生成梁体和梁段模型。每个梁段上同步完成监控测点的初始化。

2.2 测点布置建模

各施工梁段，立模时布设6个临时测量点，编号数字带“?”;桥面浇筑时埋设5个测量桩，编号用数字。沿里程从小到大方向，从左到右从1开始增量为1依次编号。测点为监测的对象，用于关联监测的理论值数据、监测过程数据，并表征梁段偏差情况[2]。

2.3 测点赋理论值

以单个梁段为单位，一次性将6个工况（浇筑前/后、张拉前/后、挂篮前/后）下该测点的坐标理论值录入系统，包括：高程、平面坐标X和Y。测点的空间理论值将在施工过程中，作为判断测点偏差的数据依据。鉴于6个工况下，测点实际变形有规可循，完成理论值录入后，按此规则可以对录入数据的正确性进行判断和校验，防止人工输入错误。

2.4 测点监测偏差及判断规则

偏差主要分：挂篮偏差和施工偏差。挂篮偏差在立模时进行监测，是决定线形质量的關键环节，也是纠正施工偏差的关键一步。施工偏差指在混凝土浇筑和张拉情况下测点的变形偏差量。每个梁段分别监测6个工况下的梁体结构变形情况，并判断变形量是否超限。判断规则：阈值下限<实测值-理论值<阈值上限。

2.5 超限阈值

通过整理相关技术规范，汇总连续梁线形质量控制的阈值，如表1[3-4]。以此作为各个工况下的偏差值是否超限的判断依据。

2.6 数据采集

开发手机APP，在每个施工工况下，APP通过手机蓝牙分别连接电子水准仪和全站仪，经人工操作测量仪器，采集各测点的高程、平面坐标，计算测量值与理论值的差值，并依据表1中的阈值判断超限情况。若有超限发生，现场予以提醒。

2.7 数据传输

APP对数据进行加密，借助4G或Wi-Fi，将测量数据和超限信息通过Web Services接口上传到后台。

2.8 数据管理

后台服务端对监测数据分析计算，实现对梁段的平面中线和纵向高程的线形监测、调控指导、偏差提示，并实现分级展示和检索。

2.9 超限闭环管理

系统将超限信息形成记录，并推送给相关管理人员。待超限记录处置方案录入后，在后续施工过程中通过调整下一个梁段的立模空间位置，实现线形矫正。待超限恢复到合理值后，超限记录关闭。

3主要创新点

系统集现场数据采集、实时超限提醒、互联网传输、远程监控、移动办公管理于一体。数据采集现场超限实时提醒，及时发现施工过程中的线形问题，能直观、形象的显示各个梁段的线形变化情况。从0号段到合龙实现全程监控，为顺利合龙保驾护航。方便内业资料管理。采集数据的行为及线形监控的过程，实现全程记录，方便追踪管理。向信息共享和全生命周期数据管理做好了储备。

4结束语

铁路施工线路长，参建单位管理人员亲临现场进行管理的难度比较大，通过互联网、信息化等技术，采用远程监控的方式实现连续梁施工质量管理，本文提供了参考解决方案，在国内高铁建设的过程中，具有一定的借鉴价值。

参考文献

[1] 葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京：人民交通出版社， 2003：1-22.

[2] 杨关键.海外桥梁施工及管理经验[J].现代城市轨道交通，2017， （5）：72-75.

[3] TZ324-2010.铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[4] 工管技[2011]40号.悬臂浇筑连续梁首件工程评估实施细则（暂行）[S].北京：铁道部工程管理中心，2011.

作者简介

邹玮烨（2001-），男，陕西西安人;在校学生，铁路及软件开发爱好者。