大型桥梁（共9篇）
大型桥梁 篇1
在大型桥梁施工中, 人员、设备、材料的前期准备直接影响到整个工程能否顺利开工。前期准备工作的完善, 能给整个工程带来事半功倍的效果。这里主要谈谈施工总体部署中前期准备工作即设备人员动员周期和设备、人员、材料运到现场的方法。
1 人员动员
接到中标通知书后, 施工单位应利用三天时间进行施工总动员, 主要内容为:讲述施工合同段的施工概况及工程特点、施工总体计划、工地规划与注意事项等。明确工期目标、质量目标、强化工期、质量意识和安全环保意识。强调施工合同段高起点、高标准建设的具体要求, 做好前期技术准备工作及设备调遣准备工作。
根据施工项目的规模派遣先遣人员到场 (10人至100人不等) , 在接到中标通知书后五天内进驻, 进场后应立即进行首级控制网、加密网复测及临时结构加工准备等工作, 并联系材料购置、水电线路网布设、场地布置、电子信息系统布设等为临时工程和主体工程的顺利开展创造良好条件, 同时处理好与当地政府及附近居民的关系。后期主要施工人员应按照劳动力计划分批如期到场, 并尽快展开工作面, 确保后进场人员进场后即可满负荷工作。
开工前, 项目将细化施工总体计划, 建立完整人员组织机构、质量自检体系与防风防台等相关应急防护措施, 完善已有“专业队管理制度”。尽早做好工地规划, 完成开工报告, 提前转至外业施工阶段。
施工动员应逐级进行, 普及全体职工, 营造和谐环境, 确保参加建设工程人员以饱满的热情和高昂的士气, 按期、优质地完成各项施工任务。
2 机械设备动员
根据施工进度, 机械设备分期分批进场, 并根据实际情况随时增加, 首批施工前期使用的机械设备, 应在开工前半个月内进驻现场。
首批设备需配备测量仪器、起重吊机、货船、临时栈桥搭设设备、搅拌站、发电机等, 进场后迅速投入工作。其余施工设备均按计划提前半个月进场, 各种型钢板材物资、机械设备 (如钻机、钢筋加工设备、张拉设备、吊梁机、砼拌合楼、发电机、砼输送泵、挖掘机、塔吊) 等, 应计划要求满足不同阶段的施工需要。
3 人员、机械设备及材料进场的方法
施工方根据业主的要求和施工进度, 人员、物资材料及机械设备将分期分批进入现场, 并依据实际情况随时随地调整加强。第一批施工先遣人员和部分先期使用的物资材料及机械设备, 采用陆路和水路运至施工现场, 施工船舶通过水路直达施工现场待命。
后期施工人员、物资材料及机械设备根据工程需要陆续进场。后续人员可乘坐公共交通工具分批到达, 物资材料及机械设备将视不同情况通过陆路或水路运送到位。
成立项目部物资机材室, 由机械工程师负责现场物资的使用计划与采购及设备的进场、管理、使用、保养、维修工作。
项目经理部在合同签订后14天内编制机械设备和物资进场计划报业主和监理工程师审批。在收到监理工程师签发的开工令前, 保证投标书所列机械设备按监理工程师指令进场, 以保证工程顺利开工。若监理工程师发出了变更指令, 应按照监理工程师的变更指令执行。
对进场机械设备与物资进行检查验收, 凡验收不合格的机械设备与物资, 不得投入使用。另及时调遣合格机械设备和物资进场, 以满足工程需要。
进场的机械设备做到类型齐全、配套完整, 规格型号匹配, 进场时间及数量与施工进度相适应使用过程中使用其他机械状况应能满足工程要求。
对主要设备 (如砼设备、起重机、桩基设备、钢筋加工设备、架桥机、预应力张拉设备、起重设备、测量仪器、试验检测设备等) 进行现场组装、调试、试运行, 并做好各项运行记录, 确认各项状态良好, 方可投入施工生产。现场设机械维修班, 负责各种设备维修、保养, 保证运转正常。
施工前期准备工作的顺利完成, 将给整个工程的进行带来保障, 给工程能够如期、优质、安全的完工创造必备的条件。
摘要：在大型桥梁施工中, 前期的施工部署对整个工程都起着重要的影响, 本文只要谈谈如何做好施工前的准备工作。
关键词：人员,设备,材料
大型桥梁 篇2
大型桥梁健康监测概念与监测系统设计
摘要：大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的`智能化评估,同时,对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知或不确定性问题的调查与研究也正融人桥梁健康监测的内涵.据此首先简要地总结10多年来桥梁健康监测的研究状况,然后较系统地阐述桥梁结构健康监测的新概念,并从桥梁工程发展的角度探讨大型桥梁监测系统设计的有关问题,以期为监测系统的开发提供借鉴. 作者： 张启伟 Author： 作者单位： 同济大学桥梁工程系 期 刊： 同济大学学报(自然科学版) ISTICEIPKU Journal： JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY 年，卷(期)： ,29(1) 分类号： U446 关键词： 健康监测 监测系统 监测项目 桥梁 机标分类号： U44 TP2 机标关键词： 大跨度桥梁健康监测概念监测系统设计System Design桥梁结构不确定性问题整体行为实时监控设计理论桥梁工程力学模型结构状态结构环境智能化状况验证评估内涵开发 基金项目： 国家自然科学基金
浅谈大型桥梁施工监控方法 篇3
大型桥梁的施工监控方法的近年来, 大跨度连续梁桥的施工控制已逐渐被工程界所重视, 已研究发展出了多种施工控制法。从对施工中误差的处理来看, 目前施工控制方法主要有三种:开环控制、反馈控制及自适应控制。
1.1 开环控制法。
开环控制方法是单向性的, 只在施工前, 根据理想的成桥状态求得每个施工阶段主梁的位置和索力。在施工过程中, 并不根据结构的反应来改变施工的参数, 该法没有控制误差和修正误差的功能。
1.2 反馈控制法。
反馈控制方法是一闭环控制, 它要求对施工状态与理想状态之间的误差进行及时纠正, 而纠正的措施和控制量的大小是由误差反馈计算所决定的。对斜拉桥而言, 主要控制措施是调整斜拉索的初张力和新增梁段的预拱度。该方法并没有分析产生误差的原因, 将各种误差综合在一起处理。
1.3 自适应控制法。
自适应控制是在反馈控制的基础上, 加上一个误差识别过程。当结构的实测状态与理论状态不相符时, 分析误差产生的原因, 根据该原因重新调整计算, 使模型的输出结果与实测结果相一致。该方法目前被认为是最好的施工控制方法。
2 自适应控制法在灵江大桥的应用
2.1 概述。
灵江特大桥, 由于规模庞大、结构体系复杂及施工过程漫长而富于变化, 对施工误差的正确处理是确保施工过程安全及合理成桥状态的关键。因此, 将采用目前最为先进的自适应方法进行该桥的施工控制, 采用自适应方法进行施工控制。该方法是在闭环反馈控制的基础上, 再加上一个系统参数识别过程, 是一个预告-施工-量测-计算-参数识别-分析-修正-预告的循环过程。即在施工过程中, 比较结构测量的受力状态与模型计算结果, 依据两者的误差进行参数调整 (识别) , 使模型的输出结果与实际测量的结果相一致。利用修正的计算模型参数, 重新计算各施工阶段的理想状态, 按反馈控制方法对结构进行控制。这样, 经过几个工况的反复识别后, 计算模型就基本上与实际结构相一致了, 在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。施工控制流程如图1所示。
2.2 施工监控内容与关键技术。
大跨桥梁施工控制是一项系统工程, 目的是保证桥梁在施工和运营阶段的线形和内力都符合设计要求。一般包括如下五个部分内容:
(1) 设计复核。在桥梁主体结构施工之前, 有必要对设计成桥状态、特别是施工过程各工况进行复核, 确保设计的合理性。以了解设计意图, 明确结构的受力特性, 使施工监控测点的布置做到有的放矢, 为施工控制打好基础。
(2) 施工组织审查及安全性分析。对于现代大跨桥梁结构, 其施工方法较传统有相当大的改进, 一般都采用自架设体系法施工。施工工艺的复杂性不仅给施工本身带来了难度, 而且对施工过程的安全和对结构力学性能也产生重大影响。作为施工控制工作的一部分, 在上部结构正式施工前, 要对施工组织进行详细审查, 对施工方案的安全性进行分析, 如悬浇挂篮的安全性分析、高墩0#块施工支架的安全性分析等。
(3) 施工初始状态确定。分段施工桥梁施工的初始状态的确定是设计和施工监控的一项重要内容。大跨连续梁桥施工一般是采用分阶段逐步完成的施工方法。由于我们已知的是施工结束后桥梁的形态, 为到达成桥的线形和受力状态, 必须确定一与设计成桥状态相应的合理施工初始状态。对于连续梁桥主要是立模标高 (预拱度) 。确定施工初始状态的方法很多, 主要有正装法、倒拆法、无应力状态法及正装迭代法。
(4) 结构变形、应力及稳定性的控制。施工过程中对结构变形、应力及稳定性的控制是施工控制的核心。跟随施工过程, 对各关键工况的应力、标高及温度进行监测, 以掌握各工况下结构的实际反应, 并同理论预测值进行对比, 对预测与实测之间的误差进行认真分析, 找到误差原因, 提出处理措施。使以后各节段采用的施工参数更加合理, 预测的结构反应更加符合实际情况, 最终使预测同实测相一致, 从而达到控制的目的。
(5) 成桥后回访监测。作为本施工监控工作的一个重要部分, 就是桥梁建成后进行回访性监测, 掌握桥梁建成后一段时间内的应力及标高等的变化情况, 以对桥梁的使用性能及安全性作出合理评价。针对上述的监控工作内容, 基于目前的技术水平, 有以下关键技术值得深入研究和重点解决:a.桥梁结构的线形控制;b.桥梁结构的应力控制;c.斜拉索索力监控;d.箱梁的稳定性控制;e.桥梁结构的温度效应监控。
3 施工监控方案
3.1 桥梁线形控制方案。
对于现浇施工的混凝土桥梁, 其线形调整主要是通过设置合理的预拱度来实现的。因此, 线形控制的关键在于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值。
预拱度的设置主要考虑支架主体结构变形、模板变形、温度效应等。
3.2 线形监测。
(1) 主梁标高测量:用精密水准仪测量, 在每个节段端部设5个测点, 分别布置在箱梁翼板、腹板顶。每阶段、每一工况均进行标高测试, 测量时间选在一天中温度变化最小的时候, 即凌晨0点和6点之间; (2) 主梁轴线位置测量; (3) 测量主梁线形标高随温度的变化情况。用精密经纬仪测量施工过程中箱梁轴线偏位, 以修正各施工节段立模轴线。
3.3 应力及温度监控方案
3.3.1 应力测试内容:
(1) 主梁测试截面选取每个0号块两端部、中跨1/4截面、跨中截面、边跨1/4截面、边跨1/2截面, 共11个断面。 (2) 墩柱截面应力测量:在索塔的关键受力截面布置应变传感器进行测量。 (3) 温度测量:包括工地气温和主梁温度测量。气温的测量主要是为了掌握工地气温变化的规律, 以修正立模标高;梁的温度用性能优良的热敏电阻, 主梁温度测量断面与应力测试断面相同。在箱梁断面布置温度传感器进行温度梯度测试, 测点位置分别位于箱梁跨中及端部的顶板、底板、腹板。
3.3.2 应力监测方法。
采用钢弦式应力计对混凝土桥梁结构的应力进行测试, 通过测量测点应变换算应力值。对于钢弦式应力计, 是利用传感器内腔中钢弦频率的变化来反映被测物体的应变。钢弦式应力计的输出信号为钢弦的振动频率, 其与应变的关系如式 (1) 。
对于混凝土结构, 采用钢弦式应力计测得的是总应变, 其包括了非应力应变成分, 要得到被测位置的真实应力, 必须准确扣除非应力应变。而非应力应变又因测量对象及测量位置的不同而异。其应力测量的计算公式如下:
式中, 为荷载作用下被测结构测点的应力;E为被测结构材料的弹性模量;Á为应力计直接测得的应变, Á为各非应力应变成分的总和。
3.3.3 应力测点布置。
。根据计算结果, 最终确定应力测点的布置方案。应力测点布置的基本原则是:把握重点、确保精度。
3.3.4 应力监测工况。
(1) 分阶段施工控制性工况的测量; (2) 每隔一段时间定期测量。 (3) 测试工作在温度较为恒定时进行, 同时须进行温度的测试。
3.3.5 应力监测传感器的安装。
(1) 每个传感器安装前后都须对传感器进行测量, 确保已安装的传感器的稳定、可靠; (2) 采取可行措施对传感器的数据线、电源线进行固定, 确保各类布线的有序性、整齐性; (3) 对各传感器及其引线均进行编号, 建立各传感器的信息档案, 确保测试结果与测量位置的对应关系。
4 拉索索力监测与控制
斜拉桥成桥恒载内力分布的好坏是衡量设计优劣的重要标准之一, 合理的成桥状态当属塔梁在恒活载作用下弯曲应力小且均匀。索力的大小决定了斜拉桥的内力分布和线形, 因此, 施工过程中对斜拉索索力的准确测量与控制非常重要。
4.1 测量方法。
采用环境随机振动法进行斜拉索索力的测量, 即通过测量斜拉索的振动基频, 反求拉索索力。
4.2 测量工况。
对索力测量工况的安排如下: (1) 斜拉索每次张拉后; (2) 悬拼施工时, 悬臂前端的拉索; (3) 每施工完一定节段后, 对已施工的各斜拉索的索力进行测量; (4) 不同季节条件下, 测量拉索的索力随温度的变化情况; (5) 施工过程中, 出现与施工组织设计不符的工况时; (6) 当拉索索力的测量值与理论值之间的误差超过控制标准时。
5 控制目标与精度
线形、内力及索力等的施工控制精度符合现行的施工技术规程及设计要求。
(1) 拉索索力:施工过程5%;成桥3%;
(2) 箱梁模板制作安装精度要求按施工技术规范有关条文执行。
6 结论
按照上述施工监控方法, 对灵江大桥进行了施工监控, 经过监控, 该桥受力、线形均处于有受控状态, 满足设计要求, 达到了预期的效果。为其他类似工程提供借鉴。
摘要：本文以台州灵江大桥施工为背景, 通过对该桥在施工过程中采取的施工监控方法的介绍, 经过监控, 该桥施工处于受控状态, 各项指标均达到设计预期效果, 达到了监控的目的。
大型桥梁 篇4
众所周知,有句俗语如是说:“要致富,先修路”随着我国人们生活水平的不断提高,现代化进程也越来越快,交通设施建设更是飞速发展.下文作者结合自己平时工作中的公路工程施工监理,阐述了单侧悬臂挂蓝法在路桥施工中的`施工方法和要点分析.
作 者：谢斌 作者单位：常州市交通建设监理咨询有限公司,江苏常州,213000 刊 名：科技风 英文刊名：TECHNOLOGY TREND 年，卷(期)：2010 “”(9) 分类号：U4 关键词：交通工程 浇筑施工 悬臂工艺 误差控制★ 桥梁工程挂篮悬臂施工技术论文
★ 论陶粒混凝土在路面桥梁施工中应用
★ 钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用
★ 体外预应力技术在桥梁中的应用
★ 浅谈清水混凝土施工技术在实际中的应用
★ 桥梁施工协议书怎么写
★ 桥梁施工中混凝土梁的裂缝控制
★ 盾构法施工在天津地铁中的应用论文
★ 现浇箱梁加固技术在施工中的应用
大型桥梁 篇5
1 桥梁健康监测技术的作用与意义
桥梁在服役过程中受环境、荷载因素影响, 强度和刚度随着时间的增加而降低, 从而会影响行车安全, 更会使桥梁的使用寿命缩短。目前, 桥梁的长期检查主要还是定期的人工检测。但定期人工检测的局限性较多:不能及时发现间隔期内的损伤;结构的某些部位人难以到达;工作量大、费用高。在结构布局和规模都十分复杂的大型桥梁上仍沿用传统的桥梁外观检查、养护、维修程序以及常规的局部检测, 显然已难以全面反映桥梁的健康状况, 尤其是难以对桥梁的安全储备以及退化途径作出系统的评价。建立和发展某种能够提供整体和全面的全桥结构检测和评估信息的监测系统, 随时了解大桥结构的承载能力和安全储备, 对保证大桥运营的安全性和耐久性都是十分必要的。
桥梁监测可以为控制大型桥梁的运营风险和维护管理、补强加固和减灾防灾提供决策依据, 并为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息。现代工业成就已为大型桥梁的健康监测提供了强有力的技术支持。
随着传感器技术、数据传输技术、计算机硬件软件技术、信号分析技术、人工智能技术等的迅速发展, 人们开始基于计算机自动的、能连续甚至实时监测的桥梁监测系统。桥梁健康监测就是应用现代传感和通信、网络技术, 实时监测桥梁在各种环境、荷载等因素作用下的结构响应, 及时发现桥梁的损伤与质量退化, 为桥梁维护、管理决策提供可信的依据[3]。
2 桥梁健康监测技术的研究与应用
自20世纪50年代以来, 桥梁健康监测的重要性就逐渐被认识, 但受技术手段缺乏的限制, 在应用上一直未得到推广和重视。近年来, 随着大跨径桥梁的轻柔化及形式与功能的复杂化, 这项技术成为国内外学术界、工程界的研究热点。20世纪80年代中后期以来, 许多国家都在一些已建和在建的大跨径桥梁上进行了有益的尝试:英国在总长522 m的三跨变高度连续钢箱梁桥Foyle桥上建立了最早且较完整的监测系统之一, 实时监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应, 同时监测环境风和温度场。建立了健康监测系统的典型桥梁还有美国主跨为440 m的Sunshine Skyway斜拉桥、英国主跨为194 m的Flintshire独塔斜拉桥以及加拿大的Confederation桥。我国自20世纪90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的桥梁结构健康监测系统, 如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥以及内地的虎门大桥、徐浦大桥、江阴长江大桥、南京长江二桥、芜湖长江大桥等的施工阶段就开始安设传感设备, 以备将来运营期间的实时监测等。
目前, 根据监测目的与项目的变化, 桥梁监测的内容主要有如下几个方面:1) 环境监测 (包括温度、湿度、有害气体等) 。主要目标在于监测桥梁所处的物理化学环境, 从而为随后的桥梁耐久性评估提供原始数据。所使用的传感器有:电阻式温度计——记录温度、温差时程历史;湿度计——记录环境的湿度;酸性气体监测仪——监测桥梁周围空气中的CO, CO2, SO和Cl-的浓度;酸碱度 (pH值) 传感器——测量桥梁周围水体中的pH值;钢筋锈蚀监测装置——监测钢筋、钢材锈蚀前后的电位变化, 准确预测锈蚀的发生、发展情况。2) 几何监测。监测桥梁各部位的静态位置和静态位移, 以确保结构在使用期内的正常使用。所使用的传感器有:位移计、倾角仪、全球定位系统GPS (Global Position System) 、电子测距仪等。3) 荷载监测 (包括风载、地震荷载及交通荷载等) 。目的在于记录桥梁经受的各种可变荷载及其历程, 解决可靠性评估中的荷载监测问题, 也为结构的自诊断分析提供荷载数据。可供选择的传感器有:风速仪——记录风向、风速历史, 以风频率谱的形式出现在随后的数据处理系统中;动态地秤——记录交通荷载流的时程历史, 以交通谱的形式出现:强震仪——记录地震作用:摄像仪——记录车流情况、交通事故情况等。4) 结构静、动力反应 (效应) 的监测。监测桥梁在恒载、风载、地震荷载及交通荷载作用下的反应, 以及在温度、不均匀沉降等作用下的反应, 解决可靠性评估中的效应监测问题, 同时, 也为自诊断系统提供模式样本及结构反演分析的原始数据。常用的传感器有:位移计、倾角仪——记录结构的静动力变形及转角、支座和伸缩缝的静动力相对位移历史;应变传感器——记录结构的静动力应变和应力, 与数据处理系统连接后可得到构件疲劳应力谱;拉压力传感器——记录主缆、锚杆、吊杆的张力, 桥梁支座反力以及预应力筋锚头、锚具的压力;位移、速度拾振仪及加速度计———记录结构在动载作用下的位移、速度及加速度反应谱。5) 结构材质监测。利用现代无损检测技术对桥梁的结构材料如混凝土、钢材等的强度及损伤情况检测, 解决可靠性评估中的抗力检测问题。常用的手段有超声、电位差、电磁法、射线法、声发射法等。由于这项检测内容所用的仪器大都不能嵌入基体结构中使用, 而且技术复杂, 检测时间地点不定, 故只宜作为前几项监测的补充, 并在整个智能系统自动引导下手工进行。当然, 目前已研制成可在智能桥梁系统中使用的强度、损伤传感器, 如利用声发射原理及“凯色效应” (注:声发射的“凯色效应”, 即材料受荷后有了声发射信号, 若卸载后再重新加载, 在荷载未达到前面所加荷载之前, 就不会有声发射信号, 即声发射具有不可逆性。基于这一原理, 即可对结构的受荷历史及材料损伤、强度变化情况进行监测) 制成的传感器, 正引起人们的极大关注。
3桥梁监测技术的发展方向
桥梁结构健康监测不只是传统的桥梁检测技术的简单改进, 而是运用现代传感与通信技术, 实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为, 获取反映结构状况和环境因素的各种信息, 并由此分析结构的健康状况、评估结构的可靠性, 为桥梁的管理与维修决策提供科学依据。因此, 新一代的桥梁健康监测系统应该具备自动实时的桥梁结构损伤识别和状态评估的能力构建桥梁健康监测系统的关键问题同时也是最难解决的问题是:如何根据安装在桥梁上的传感器系统采集到的桥梁静态与动态数据来分析评估桥梁的健康状况。因此, 桥梁健康检测研究与应用包含了3个方面的内容:1) 可靠而长期连续性工作的传感器的选择与安装、定位;2) 数据的长距离传输、误差噪声的分析消除以及海量数据的存贮、管理, 并实现网络共享;3) 对采集的数据进行处理分析, 对桥梁的健康状况进行实时分析评估, 并作出状态及预警报告。目前, 最大的难点集中于第三个方面。
参考文献
[1]袁万城, 崔飞, 张启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展[J].同济大学学报, 1999, 27 (2) :184-188.
[2]杨玉冬, 王浩, 李爱群.大跨桥梁结构健康监测和状态评估研究进展[J].江苏建筑, 2005 (2) :18-20.
[3]邹晓光, 徐祖恩.大型桥梁健康监测动态及发展趋势[J].长安大学学报 (自然科学版) , 2003, 23 (1) :39-42.
[4]曹固恩.桥梁检测技术综述[J].山西建筑, 2008, 34 (28) :314-315.
大型桥梁 篇6
下面以虎门二桥项目建设为例,在过去高速公路建设资金管理经验中,也应当清醒认识到在大型桥梁建设财务管理方面存在的一些亟待解决的问题,并采取相应的对策,以保证大型桥梁建设的健康快速发展。
1 大型桥梁建设财务管理中存在的问题
1. 1 政府财政无法全面投入资本金,影响桥梁建设资金
虎门二桥根据国家发改委批复文件,项目估算总投资为115. 5 亿元( 静态投资102. 5 亿元) ,其中资本金为28. 88 亿元,约占总投资的25% ,由广东省公路建设有限公司出资,其余86. 62 亿元资金利用国内银行贷款解决。本项目由广东省公路建设有限公司负责建设、经营、养护管理,经营期内收取车辆通行费作为投资回报,经营期满后,将本项目全部设施无偿移交政府管理。虎门二桥项目投资巨大,建设期( 含筹建期) 长达10 年,建设难度大,市场变化及国家金融政策变化多端,通货膨胀、人工成本不断增加,基于各项因素存在,特别是政府财政没有给予本项目投入任何资本金和政策支持,给投资者带来巨大的压力,简直就是雪上加霜。在这么艰苦条件下,广东省公路建设公司为了解决虎门二桥项目资本金,想方设法,终于得到广东省交通集团的大力支持,至目前为止已签订太平保险资金20 亿元,已获批准12亿元的企业债券,在某种程度上解决了整个项目建设的资本金,但在某些方面也存在太平保险资金和企业债是否能及时提取,将影响银行贷款的提取,从而也难确保虎门二桥建设资金的保证,给桥梁建设健康发展带来莫大的影响。投资者及建设者财务部务必无缝跟进资金周转,一环扣一环,确保项目建设资金需求。
1. 2 融资结构不合理,财务风险大
大型桥梁项目融资结构不合理,银行贷款比例过高,还款压力大,存在较大的财务风险和还贷风险。虎门二桥项目资本金25% ,银行贷款75% ,贷款金额高达87 亿元,还贷压力巨大,根据已编制虎门二桥未来10 年财务预算来看,经营期前5 年为了按期偿还贷款本金及利息,车辆通行费收入远远不能满足,只有通过短期流动贷款偿还,给后期还本付息带来更大压力,政府财政对本项目也没有补贴或政策导向。由此可见,随着社会主义市场经济的发展,国民经济对交通需求的日益加强,财政资金远远满足不了高速公路和大型桥梁建设的需要。按照建设社会主义新农村的战略部署,将从有限的交通专项资金和交通规费中拿出相当部分投入到农村公路桥梁建设中,这意味着国家对高速公路建设和大型桥梁资金扶持的减少,虎门二桥后期资金短缺时也应得到政府财政的补贴。
虽然我国高速公路和大型桥梁建设融资方式已呈现多元化的趋势,但是,政府投资与银行贷款仍旧是目前高速公路和大型桥梁企业的主要筹资方式,尤其是银行贷款是最主要的融资方式。据资料显示,目前高速公路和大型桥梁企业融资结构中商业银行和政策性银行提供的贷款约占60% ~70% ,中央财政的投入和省市级地方投入约占6% ~ 7% ,其他20% 左右则为公司上市募集和长期企业债券,以及外资和民间资本投资[1]。从这样的结构中可以看出,银行信贷资金在我国高速公路和大型桥梁的建设资金链中占绝大多数。国内外银行对公路建设项目贷款具有数量大、资金成本低的特点。但是,高速公路及大型桥梁建设融资的绝大部分都靠银行贷款来解决,普遍导致企业资产负债率过高,财务压力大,进而增加了金融风险,不利于公路及大型桥梁的建设和国民经济的发展。
1. 3 招标评标环节没有充分发挥财务监督机制
当前高速公路及大型桥梁建设工程招投标监督制度缺陷,腐败现象屡禁不止,一个重要原因就是财务管理制度和监督机制不健全,无章可循,失去监督约束机制。财务部门未能有效参与项目的评估、概预算审查、招标、评标、经济合同的全过程,以及竣工验收、编制决算等全过程的管理和公司经营决策之中。同时,由于大型桥梁项目建设投资规模大,周期长,资金管理的环节多,资金结存时间相对较长,且往往多家施工单位同时施工,施工进度又各有先后,明细账的核算复杂,资金投入的数量和时机难以把握。目前,在大型桥梁建设中缺乏与之相配套的财务管理控制措施,导致浪费、挤占、挪用、摊派等违规现象时有发生,成为建设资金管理中比较突出的问题。尤其在项目建设的规划、设计、招标、施工4 个 “关节点”上,缺少有效的财务管理和审计监督,违规行为很难避免,给投资者造成了很大损失。
2 解决大型桥梁建设财务管理问题的对策
2. 1 合理筹集建设资金,降低财务风险
利用银行贷款一直是项目建设的重要资金来源。目前,我国除积极稳妥地利用好国家投资和银行贷款的资金外,还应多渠道为大型桥梁建设筹集资金,降低财务风险。筹资规模、结构和方式应当适当、可行。以虎门二桥项目为例,应根据项目建设的总工期,认真编制年度投资计划,并根据年度投资计划制订准确年度资金计划,财务部应积极与贷款银行密切沟通,认真做好筹资工作。筹资工作应坚持筹资预测和分析制度,遵循依法合理、最低资金成本的原则,优选最佳筹资方案,确定合理的资金结构。筹资方案应当符合国家有关法规、政策和单位筹资预算要求,明确筹资规模、筹资结构和筹资方式,并对筹资时机选择、预计筹资成本、潜在筹资风险和具体应对措施等做出安排和说明。根据该项目计划工期科学合理地安排各年度的筹资计划,年度内则根据工程进度计划安排用款计划,把用款计划安排至每个月,既要做到确保工程建设资金,又要做到建设资金不沉淀。
虎门二桥项目应充分利用好目前已签订的资金合同,结合目前银行贷款利率,跟进国家的金融政策,了解市场利率变化。虎门二桥项目银团贷款合同利率是按照首笔提款基准利率,每满一年后进行调整,本项目首笔提款日期为2014年9 月26 日,当日基准利率为6. 55% ,满一年后利率调整日为2015 年9 月26 日,新利率为该日的基准利率,这期间国家基准利率无论如何调整都不受影响,最近2014 年11 月22 日国家下调利率0. 4% ( 即基准利率6. 15% ) ,对已提取和之后期间提取贷款不能适用最新调整利率,给项目增加了不少利息费用,作为投资者财务部则需做好这期间的最佳资金筹集方案,可以在此期间不考试提取银行贷款,充分发挥企业债券、票据、保险资金、短期借款来减少利息负担,待期满后再考试提取银行贷款,保证建设资金需求的同时有效降低资金成本。
2. 2 加强项目的投资控制,确保工程概算不突破
作为大型桥梁投资决策层应进行资金投放前的效益分析,推行项目投资目标责任制,以减少由于投资决策失误造成的资金浪费,应做好大型桥梁的选取方案及最佳的设计方案,应加大对项目建设工程可行性研究的力度,加强对项目可行性论证阶段的科学管理与有效控制。财务部门应根据论证的各项数据进行科学分析,做好资金方案。决策层应严格执行工程概预算,财务部门应合理、节约使用资金。工程项目开工后,应组织监理部门、施工单位进行工程计量台账的编制工作,建立以单项工程为基础的工程台账,将工程量清单的数量细分到每一个具体项目,为施工期间动态投资控制提供良好的框架。在计量过程中,要求随同每期计量文件上交对应的质检和试验资料,确保计量工程成为合格工程,同时定期对已计量项目进行现场抽查,防止高估冒算、重复计量以及编制虚假计量资料行为[2]。
2. 3 建立有效的财务监督机制,确保建设资金安全高效运转
健全财务制度和监督机制,做好资金使用过程的核算、控制和监督工作。
( 1) 实行资金集中管理,及时灵活调剂资金的余缺,在项目标段中可以运用一次计量多次支付,充分发挥资金的灵活性,防止建设资金的浪费和建设成本的虚增。
( 2) 对建设资金使用实行动态监督、跟踪检查,业主、施工单位、银行三方签订 《资金监管协议》,对资金运行的全过程进行监督控制和核算。要加强对施工单位的资金账户管理,对施工单位的资金使用情况进行全过程跟踪管理,必要时可以检查施工单位资金支付情况。施工单位支付劳务费用、管理费用可用现金结算方式外,其余款项原则上都应采用银行转账结算方式。
( 3) 加大工程、财务和计划部等部门的协同监管力度,动态算账、及时算账、算细账,使各项计划做到事前控制。充分发挥财务部门在项目的可行性研究、概预算编制、资金筹集和使用等阶段的作用,项目的各部门有责任配合财务部门对资金进行全过程监督管理。
( 4) 对支付的工程预付款和工程计量款进行动态跟踪监督,加强对施工单位和征地拆迁指挥部资金使用和财务核算情况的监督和检查,确保建设资金专款专用,预防和杜绝滞留、挤占、截留、挪用建设资金。
( 5) 财务部门应严格遵守项目财务制度,建立健全内部控制制度,对工程建设进行事前、事中、事后全过程把关,严格执行资金支出的审核程序。
( 6) 统一会计核算模式和制度,加强各项原始记录、统计台账、凭证账册、会计核算、财务报告和内部牵制制度等基础性工作。充分发挥财务电子软件,提高工作效率。
2. 4 提高财会人员素质
在大型桥梁项目建设中应组织施工、监理单位财务人员进行培训,如开办内容广泛、形式多样的财务管理人员的培训班等,加强在岗人员的政策法规、财务会计业务知识的学习,充实和更新会计人员的知识,建设德才兼备的会计人员队伍。作为财务管理人员,既要熟悉业务知识,又要熟悉会计制度和国家的财政法规,更要有对财务活动进行观察、预测和做出决策的能力。广大财务人员应不断提高自身的理财能力,广泛吸收借鉴先进的管理方法,切实搞好公司的财务管理工作,努力建立和完善与社会主义市场经济体制相适应、有利于促进高速公路建设发展的财务管理体制。
3 结论
为了保证我国高速公路的可持续发展,必须不断加强高速公路建设的财务管理,合理筹集高速公路建设所需要的资金,降低财务风险和经营风险,加强对高速公路建设资金的全程监控,确保建设资金使用的安全高效。
摘要：国内大型桥梁作为公路运输现代化的重要标志,在各种运输方式中发挥着主导作用,是一个国家或地区经济发达程度的重要标志。目前我国大型桥梁建设正在高速发展阶段,对大型桥梁建设工程中的资金管理成了最为关键的核心管理工作。大型桥梁投资具有投资大、建设期长、回收周期长的特点,从财务管理的角度出发,怎样用好、管好大型桥梁建设资金,确保大型桥梁建设的按期完工,使投资的综合效益达到最佳,是迫切需要解决的问题,也是核心的财务管理工作。
关键词：大型桥梁建设,财务管理,存在问题,解决对策
参考文献
(1)王光辉.浅议高速公路建设资金的控制管理[J].陕西审计,2009(6):28.
大型桥梁工程施工质量管理措施 篇7
“八五”以来, 我国公路建设得到了突飞猛进的发展, “20世纪80年代是中国桥梁的崛起期, 20世纪90年代是中国桥梁的腾飞期, 中国桥梁建设从此开始了黄金时代。”从南浦大桥到苏通大桥, 从汕头海湾大桥到润扬大桥, 我国以其令世人惊叹的桥梁建设规模和发展速度以及位居各种桥型跨度排行榜前列的突出成就进入了世界桥梁大国之列。在交通基础设施建设规模不断扩大, 建设速度不断加快的同时, 工程质量特别是重点工程的质量水平也在不断稳步提高。
先后建成了一批高质量、高技术含量的交通工程项目, 京津塘高速公路、沪宁高速公路江苏段等项目获得国家优质工程奖。南京长江二桥、江阴大桥先后荣获“鲁班奖”, 江阴大桥还荣获了国际桥梁协会首届尤金·费格奖。交通系统在总结一系列交通基础设施建设管理工作经验的基础上, 广泛吸收国内其它行业和国际上的先进建设管理经验, 积极改革基础设施建设管理体制, 引进竞争机制, 逐步推行了招投标制、工程监理制、项目法人制和合同管理制, 形成了初步适应市场经济条件的建设管理体制;大力推进了质量法规建设, 使公路交通基础设施建设的质量有法可依;强化了交通基础设施建设市场管理, 建立了资质资信登记制度、招标文件审查制度、开工报告审批制度、资格预审制度以及项目监理制度等;依靠科技进步, 通过开展联合技术攻关, 推广应用新技术、新设备、新工艺和新材料, 解决了一大批影响工程质量的关键技术和管理问题。交通基础设施建设工程质量总体上取得令人满意的成绩。
1 我国大型桥梁建设存在的问题
交通基础设施工程, 包括大型桥梁工程建设中, 仍然存在一些问题有待进一步研究解决, 例如极个别工程质量低劣, 发生严重质量事故, 给国家和人民生命财产造成了重大损失, 同时也损害了交通行业的整体利益。中国工程院院士、我国著名桥梁与结构专家项海帆教授在对我国桥梁建设发展赞叹的同时, 对部分桥梁工程建设中存在的质量问题深表忧虑:一是桥梁美学问题。大桥作为标志性建筑物, 美学要求越来越高, 这就要求桥梁设计师与建筑师合作, 在设计中重视桥梁的美学价值和景观功能, 使人们在通过大桥时能得到美的享受。二是设计创新问题。现今部分桥梁设计缺乏创新, 经济指标差, 设计不合理造成浪费和不安全问题。三是设计施工留下的质量隐患对工程耐久性的损害问题。四是建材市场存在的以次充好、假冒伪劣问题, 以及施工监理和质监制度存在的漏洞和不正之风等问题。
2 大型桥梁工程的质量管理
质量是工程的灵魂, 质量的优劣不仅直接关系到工程本身功能与价值的实现, 而且也直接影响到工程所在区域社会经济发展和人民群众生活, 影响到一个企业乃至一个行业的声誉。质量管理是一个复杂的系统工程, 涉及到质量管理的组织机构、质量保障制度的建立与完善、施工过程中的指挥与协调、现代监理体制的推广实施以及新技术、新设备、新材料、新工艺的推广应用。
建立严格的质量管理体系, 实行全员质量
管理责任制工程质量管理与控制是一个系统, 它由核心子系统与支撑子系统构成。其核心子系统包括业主 (建设方) 、设计、施工、监理四个主体共同组成的质量管理与控制系统与技术支持系统组成。支撑子系统包括地方各级的配合支持系统、质量监督系统、纪检监察系统和档案管理系统。业主、设计、施工、监理是大桥建设项目的四个重要方面, 每个方面的质量管理都是整个大桥工程建设质量管理的重要组成部分。
一桥四方既有横向上的独立责任, 也有纵向上的相互制约监督的连带责任。业主是大桥项目的法人, 负责大桥建设综合质量的管理、控制、检查、验收, 对国家和人民负责, 对项目投资的股东负责。其他三方是大桥建设质量管理的直接责任者, 从宏观上讲, 在设计寿命内对大桥质量负终身责任, 从微观上讲, 它必须将质量管理贯穿于建设过程的每个环节、每道工序、每个岗位。科学完善的制度是质量管理的保证。用规章制度进行质量管理与控制, 可以促进质量管理工作系统性、持续性地展开, 避免因人员、组织机构变化可能造成的影响。在工程建设中, 根据工程进度和工程中不断出现的新情况、新问题, 先后制定、修改完善了一系列的质量管理规定、办法, 主要包括:
大桥工程招标投标管理、施工监理质量管理、现场施工管理、建设技术与管理创新, 文明施工与施工安全、廉政建设、资料档案管理等六大类近百种制度文件。
3 加强技术交底工作, 夯实施工质量
技术交底是施工生产管理中一项极为重要的措施, 其目的是使参与施工的每一位人员, 明确本工程特定的施工条件、施工组织、具体技术要求和有针对性的关键技术措施。施工每一道工序前必须做好技术交底工作, 做到施工人员任务明确, 心中有数。大型桥梁施工过程中要求项目进行技术交底时决不能流于形式, 要细化到具体工艺和措施。同时施工单位必须配备高素质的技术人员充分了解图纸的设计意图, 对施工中的难点、特殊安装工程等编制有关专项技术方案, 并在施工过程中对施工技术进行有效的监督, 督促专业施工员把好施工技术关, 在技术上保证施工进度, 施工质量的落实。
4 采用带案招标, 优选工程方案
所谓带案招投标就是投标企业按照业主招标的要求, 带着施工技术方案参加招投标。带案招投标对业主来讲, 既扩大了范围, 集思广益, 选择和优化施工技术方案, 又降低了建设风险, 提高了工程建设的可行性和安全性;对于施工单位来讲, 能够给投标者更大的展示企业自身实力的空间;为强强联合提供了一个广阔的平台, 充分发挥投标企业及其联合体的技术、人员、设备优势, 密切设计、施工间的联系;也增强了投标人的质量风险和责任意识, 调动了他们在施工过程中采用先进技术和装备、确保工程安全和质量的积极性, 使企业真正成为技术创新的主体, 促进科学技术向生产力的转化。
4.1 严格物资材料采购, 保证工程材料质量
建筑物资材料是工程建设的基础和保障, 大型桥梁工程建设中, 既有一般性的可从国内市场购买的建筑物资材料, 也有需进行国际采购的特殊材料。在物资材料采供上实行了两个制度, 一是全面招标制, 二是准入制。按照全面招标制和供应厂商准入制的要求进行。全面招标制规定, 凡是每批次材料采购总价超过了30万元, 必须进行公开招标;特殊材料即使不足30万元也要公开招标, 在具体操作中, 对普通材料由承包人在业主监督下自主招标采购, 特殊材料则由业主招标采购, 对重要的国内材料则由业主和承包方联合采购。
4.2 建立统一的试验、测量中心, 为质量管理提供科学依据
试验和检测机构是每个施工、监理单位必须配备的基础机构, 在以往的工程建设中, 通常都是由监理单位自主建设。
5 大力组织技术攻关, 开展科技创新, 提升工程质量
科技创新和技术进步是工程质量进一步提高的重要手段, 是交通基础设施建设强有力的技术支撑。大型桥梁工程涉及的技术面非常广泛, 建设过程中会遇到各种各样的技术管理难题, 且部分问题国内外均缺乏成熟经验可供借鉴。组织技术攻关, 开展技术借鉴和科技创新, 依靠科研和专家, 是攻坚克难, 不断提升工程质量的重要举措。
6 结束语
总之大型桥梁工程仅仅依靠直接从事工程项目的业主 (建设单位) 、设计、施工和监理的力量是远远不够的, 必须依靠社会力量, 借助相关资源, 调动各方面积极因素, 形成技术创新的合力, 才能顺利完成建设一流精品工程的神圣历史使命
摘要：在中国交通基础设施建设的新形势下, 本文论述了大型桥梁建设过程中的工程质量管理特点, 并提出新时代的质量管理需要坚持可持续发展的质量观, 坚持系统化、制度化以及全员参与的质量管理方法。
关键词：桥梁工程,质量管理
参考文献
论大型桥梁的施工质量管理措施 篇8
1 我国大型桥梁建设存在的问题
交通基础设施工程, 包括大型桥梁工程建设中, 仍然存在一些问题有待进一步研究解决, 例如极个别工程质量低劣, 发生严重质量事故, 给国家和人民生命财产造成了重大损失, 同时也损害了交通行业的整体利益。中国工程院院士、我国著名桥梁与结构专家项海帆教授在对我国桥梁建设发展赞叹的同时, 对部分桥梁工程建设中存在的质量问题深表忧虑:一是桥梁美学问题。大桥作为标志性建筑物, 美学要求越来越高, 这就要求桥梁设计师与建筑师合作, 在设计中重视桥梁的美学价值和景观功能, 使人们在通过大桥时能得到美的享受。二是设计创新问题。现今部分桥梁设计缺乏创新, 经济指标差, 设计不合理造成浪费和不安全问题。三是设计施工留下的质量隐患对工程耐久性的损害问题。四是建材市场存在的以次充好、假冒伪劣问题, 以及施工监理和质监制度存在的漏洞和不正之风等问题。
2 大型桥梁工程的质量管理
质量是工程的灵魂, 质量的优劣不仅直接关系到工程本身功能与价值的实现, 而且也直接影响到工程所在区域社会经济发展和人民群众生活, 影响到一个企业乃至一个行业的声誉。质量管理是一个复杂的系统工程, 涉及到质量管理的组织机构、质量保障制度的建立与完善、施工过程中的指挥与协调、现代监理体制的推广实施以及新技术、新设备、新材料、新工艺的推广应用。
2.1 建立严格的质量管理体系, 实行全员质量管理责任制
工程质量管理与控制是一个系统, 它由核心子系统与支撑子系统构成。其核心子系统包括业主 (建设方) 、设计、施工、监理四个主体共同组成的质量管理与控制系统与技术支持系统组成。支撑子系统包括地方各级的配合支持系统、质量监督系统、纪检监察系统和档案管理系统。业主、设计、施工、监理是大桥建设项目的四个重要方面, 每个方面的质量管理都是整个大桥工程建设质量管理的重要组成部分。一桥四方既有横向上的独立责任, 也有纵向上的相互制约监督的连带责任。业主是大桥项目的法人, 负责大桥建设综合质量的管理、控制、检查、验收, 对国家和人民负责, 对项目投资的股东负责。其他三方是大桥建设质量管理的直接责任者, 从宏观上讲, 在设计寿命内对大桥质量负终身责任, 从微观上讲, 它必须将质量管理贯穿于建设过程的每个环节、每道工序、每个岗位。
科学完善的制度是质量管理的保证。用规章制度进行质量管理与控制, 可以促进质量管理工作系统性、持续性地展开, 避免因人员、组织机构变化可能造成的影响。在工程建设中, 根据工程进度和工程中不断出现的新情况、新问题, 先后制定、修改完善了一系列的质量管理规定、办法, 主要包括:大桥工程招标投标管理、施工监理质量管理、现场施工管理、建设技术与管理创新, 文明施工与施工安全、廉政建设、资料档案管理等六大类近百种制度文件。
2.2 实行“一院三审”、“两院”制和设计会审制度, 不断提升设计质量
工程设计是工程建设的先导, 发挥着决定性的主导作用, 是整个工程建设质量的核心, 没有一个好的设计, 就不可能建一个高质量的工程。所谓“一院三审”, 就是中标设计单位内部实施的设计方案严格审查制度。“三审”包括具体设计人员完成设计方案后, 项目组内部的初审, 部门内部的复审, 以及中标设计院的终审。院内终审除集中本院主要技术业务骨干外, 通常还需聘请院外专家和具有丰富经验的施工单位人员参加, 以保证设计方案的科学性、合理性、安全性和可实施性。“两院”制是指业主单位在选择设计中标单位后, 再另行选择另一家设计咨询机构, 代表业主对设计中标单位的设计方案在技术、安全、质量、经济、美观等方面进行评估, 形成独立的评审报告。目前, 这一做法已在许多大型工程中得到了推广应用。设计会审制度是大桥设计中的独特做法。特大型桥梁工程一般都具有建设规模宏大, 技术复杂, 涉及学科多、专业广, 应用引用国内外标准规范多的特点, 仅靠少数单位很难全面把握、充分协调, 实行设计会审制度, 可以集全社会力量, 全方位对工程设计方案进行评判与审查。
2.3 采用带案招标, 优选工程方案
所谓带案招投标就是投标企业按照业主招标的要求, 带着施工技术方案参加招投标。带案招投标对业主来讲, 既扩大了范围, 集思广益, 选择和优化施工技术方案, 又降低了建设风险, 提高了工程建设的可行性和安全性;对于施工单位来讲, 能够给投标者更大的展示企业自身实力的空间;为强强联合提供了一个广阔的平台, 充分发挥投标企业及其联合体的技术、人员、设备优势, 密切设计、施工间的联系;也增强了投标人的质量风险和责任意识, 调动了他们在施工过程中采用先进技术和装备、确保工程安全和质量的积极性, 使企业真正成为技术创新的主体, 促进科学技术向生产力的转化。
2.4 严格物资材料采购, 保证工程材料质量
建筑物资材料是工程建设的基础和保障, 大型桥梁工程建设中, 既有一般性的可从国内市场购买的建筑物资材料, 也有需进行国际采购的特殊材料。在物资材料采供上实行了两个制度, 一是全面招标制, 二是准入制。按照全面招标制和供应厂商准入制的要求进行。全面招标制规定, 凡是每批次材料采购总价超过了30万元, 必须进行公开招标;特殊材料即使不足30万元也要公开招标, 在具体操作中, 对普通材料由承包人在业主监督下自主招标采购, 特殊材料则由业主招标采购, 对重要的国内材料则由业主和承包方联合采购。
2.5 建立统一的试验、测量中心, 为质量管理提供科学依据
试验和检测机构是每个施工、监理单位必须配备的基础机构, 在以往的工程建设中, 通常都是由监理单位自主建设。
2.6 大力组织技术攻关, 开展科技创新, 提升工程质量
科技创新和技术进步是工程质量进一步提高的重要手段, 是交通基础设施建设强有力的技术支撑。大型桥梁工程涉及的技术面非常广泛, 建设过程中会遇到各种各样的技术管理难题, 且部分问题国内外均缺乏成熟经验可供借鉴。组织技术攻关, 开展技术借鉴和科技创新, 依靠科研和专家, 是攻坚克难, 不断提升工程质量的重要举措。
大型桥梁 篇9
本文设计的无线监测系统主要包括:①数据转换器;②传感器;③供能(能源)部分;④激励源部分;⑤信号收发装置5 部分组成。
1.1 收发系统的设计
收发系统的组成如图1 所示。其中,该系统采集发送端由传感器出发,然后传输至信号调理电路,由AVR单片机到发送模块,接收端主要由接收模块传输至电平转换,再通过RS232 接口到数据处理器。
1.2 数据采集端的设计
在数据采集系统中,单片机采用8 位AVR式单片机,该型号单片机还自带噪声滤波功能,可以大幅减少错误代码的发生。同时,由于该单片机集成了数据采集、数据传输、数据处理、噪声滤波等功能,结构元件组成数量较少,体积较小,可以很好地满足本系统要求。
1.3 无线数字传输效果
使用本文设计系统,对江苏南京一实例桥梁进行了无线数字传输效果测试,其动态应变测试效果如图2 所示。
2 系统供能设计
2.1 供能方式选择
考虑到无线监测传输稳定性,以及能源清洁性,本文考虑使用荷载压力以及车辆振动共同供能。其中,车辆荷载能量采用W.L.Criity传感器收集,并将能量转化为电能存储在压电铅极陶瓷电源中,该类型电源体积小,外部由陶瓷保护,耐腐蚀性高,使用年限长。该发电机在白天搜集能量较多,可在电源中存储,以供晚上交通量较少,发电不足时使用。
2.2 压电供能原理
压电供能的原理是利用氧化金属做电极,在桥梁表面荷载作用下,电极两端电荷分别向两端运动,从而产生电流发电。根据电力学基本公式,由荷载压力产生的能量为:
其中,Q为电流量,Q= δF,δ 为电荷灵敏度,F为荷载压力;C为电容,C=εε0S /d,其中,ε、ε0分别为普通状态以及真空中电容材料的介电常数,S位两电板产生压电效应的面积,d为两电板之间的距离,如图3 所示。
3 实例分析
取江苏南京某实例大桥作为实例分析计算对象。根据监测,该桥梁正常平均作用荷载为50t,采用压电陶瓷片的电荷灵敏度为600p C/N,ε、ε0分别为2600 和3300,两电板产生压电效应的面积为6 ×10-3mm2。根据式(1),及式(1)中物理量的相关定义,可得到压电陶瓷的电容为:
则在50t荷载作用下产生的能量为:
通过上式分析可知,该实例桥梁每工作1s,则可以产生161.7μW的能量,根据本文监测系统的能耗要求,每秒功耗仅为100.2μW,可见靠压电供能完全可以满足无线监测的能耗要求。
4 结论
桥梁无线监测系统受环境影响较小,系统组成方便,造价低,且容易检修,无须中断交通。本文重点从无线监测系统组成以及无线监测系统供能两方面,详细地设计了桥梁无线监测系统。通过南京某实例桥梁的计算分析可知,该桥梁平均每秒可产生161.7μW的能量,足够满足监测系统每秒100.2μW的功耗,可见通过压电供能建立大型桥梁无线监测系统是可以实现的。本文研究结论可为同类工程提供参考与借鉴。
摘要：一般大型桥梁工程建设于水上,系统监测比较困难,且有线监测费用高、障碍多,受制于天气和交通情况。在此情况下,文章设计了一种针对大型桥梁的无线监测系统,并通过分析其自身供能以及回路组成来分析该无线监测系统的设计与实现。文章研究结论可为大型桥梁健康无线监测提供技术指导和参考依据。
关键词：无线监测,系统设计,能源传输,数据处理
参考文献
[1]张利,李富强,汪树玉,等.观测分析中的回归一时序列模型[J].浙江大学学报:工学版,2002(5):572-576.
[2]丁立波.基于无线数字传输技术的数据采集系统设计[J].半导体技术,2003(2):41-43.
[3]Williams C B and Yates R B.Analysis of amicroelectric generator for Microsystems[J].Sensors and Actuators,1996(52):1-3.
[4]Jaffe B.压电陶瓷[M].北京:科学出版社,1981:80-90.