在节段拼架桥机主梁架设过程中，实时挠度监测是保障施工安全和结构精度的核心环节。通过动态捕捉主梁变形数据，可及时调整架桥参数，避免因挠度超限引发的结构失稳风险。以下结合工程实践，从监测系统选型、实施流程、数据处理及异常应对等维度，提供一套系统化的操作方案。

一、监测系统构成与设备选型

激光测距监测方案

采用绿光激光发射器与靶向接收器组合（如某型号激光挠度计），在主梁跨中及支点位置对称布设测点。激光发射器安装于架桥机支柱上方，靶向接收器固定于主梁底部挠度最大处，两者垂直相向安装以消除角度误差。该方案精度可达 ±0.1mm，适用于静态及低频动态监测，尤其在箱梁内部或通视条件良好的环境中表现稳定。

毫米波雷达监测方案

选用 24G 或 77G 频段雷达设备（如某品牌微变形雷达），在地面或桥台上安装雷达主机，通过三角靶标实现非接触式测量。雷达波束中心线与主梁夹角需控制在 10° 以内，以确保视线向位移与实际挠度的换算精度。该方案采样频率最高 100Hz，可实时捕捉重车通行时的瞬态挠度变化，且具备全天候工作能力，适合高墩桥梁或复杂气象条件下的监测。

视觉位移监测方案

部署高分辨率 4K 相机与免供电靶标，利用图像识别技术跟踪靶标像素位移。通过自适应滤波算法将帧间波动控制在 10ms 以内，结合强光抑制技术消除环境干扰。该方案在 20 米距离内精度达 ±0.1mm，支持 50Hz 高频采集，可同步监测多点挠度并关联桥面视频，实现可视化预警。

二、实施流程与操作要点

测点布置与设备安装

关键截面选择：在主梁跨中、1/4 跨径及支点位置布设测点，每个截面至少设置 2 个对称测点以消除扭转影响。

基准点建立：在稳定地基或桥墩上设置基准靶标，作为动态监测的参考零点。

设备校准：使用高精度水准仪对激光、雷达设备进行初始标定，确保靶标与基准点的垂直距离误差≤0.5mm。

防护措施：为雷达天线加装防风罩，在相机镜头外侧安装防溅水玻璃，避免施工扬尘和雨水影响。

数据采集与传输

实时采集：激光系统每 5 秒更新一次数据，雷达和视觉系统按 20Hz 频率持续采集。

无线传输：通过 WiFi 或 4G 模块将数据实时上传至驾驶室控制箱，同步推送至现场技术人员手持终端。

存储备份：在控制箱本地硬盘和云端服务器同时存储数据，保留至少 3 个施工周期的历史记录。

三、数据处理与分析

实时数据处理

滤波降噪：采用卡尔曼滤波算法消除高频振动噪声，保留有效挠度信号。

阈值预警：根据设计文件设定预警值（通常为计算挠度的 80%），当实时挠度超过阈值时，系统自动触发声光报警并锁定当前数据。

动态对比：将实测挠度与理论计算值进行实时比对，偏差超过 ±5% 时启动人工复核流程。

异常数据分析

温度补偿：建立温度 - 挠度修正模型，通过红外测温仪同步采集环境温度，对雷达数据进行线性修正。

趋势分析：绘制挠度 - 时间曲线，识别是否存在持续下挠或回弹不足等异常趋势，结合应变数据判断结构刚度变化。

报表生成：按施工节段生成监测报告，包含最大挠度值、变形速率及调整建议，作为工序验收的依据。

四、常见问题应对

信号干扰处理

当激光光斑出现漂移时，重新校准发射器角度并检查靶标固定螺栓是否松动。

雷达信号受电磁干扰时，调整天线方向或加装金属屏蔽罩，确保信噪比≥20dB。

视觉系统因粉尘遮挡靶标时，启动自动清洁毛刷或人工擦拭镜头。

设备故障应急

激光发射器故障时，临时启用全站仪进行人工补测，补测频率不低于每 15 分钟一次。

雷达主机死机时，重启设备并恢复最近 10 分钟内的缓存数据，同时切换至备用设备。

相机图像异常时，检查电源连接和网络传输模块，必要时更换备用相机。

特殊工况处置

暴雨天气时，优先采用雷达监测并缩短数据更新间隔至 1 秒，同时加强支架基础沉降观测。

夜间施工时，开启视觉系统的红外补光灯，确保靶标在低照度环境下仍可识别。

大跨度节段拼装时，采用 “双系统校核” 模式，同步启用激光和雷达监测以提高可靠性。

五、安全保障措施

三级复核机制

操作人员实时查看控制箱数据，技术人员每小时进行一次人工抽检，项目总工每日审核监测报告。

每周使用高精度水准仪对关键测点进行人工复测，确保系统误差≤±0.3mm。

应急预案制定

储备备用激光发射器、雷达模块及相机各 1 套，确保 4 小时内可完成设备更换。

建立与架桥机控制系统的联动机制，当挠度超限或设备故障时，自动触发停机指令。

人员培训与考核

定期组织监测设备操作培训，重点考核数据解读、故障排查及应急处置能力。

实行 “持证上岗” 制度，操作人员需通过理论考试和模拟实操双重认证。

通过系统化的监测方案与精细化的过程管控，可将主梁架设挠度偏差控制在设计允许范围的 ±3% 以内，有效降低施工风险。施工单位应根据项目特点选择适配的监测技术组合，同时建立 “数据采集 - 分析决策 - 动态调整” 的闭环管理体系，确保节段拼架桥机始终处于安全可控状态。

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