【正文】 .......................38 8 現(xiàn)場實(shí)施組織方法 .......................................................................................................39 施工監(jiān)控項(xiàng)目組 .............................................................................................. 39 聯(lián)系單傳遞方式 .............................................................................................. 39 9 人員安排及聯(lián)系方式 ...................................................................................................40 10 設(shè)備投入 ..............................................................................................................41 交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 1 頁 1 橋梁 概況 交通主 干線道路連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 ，與 既有 鐵路相交角 **176。 上部結(jié)構(gòu)采用 滿堂支架 施工， 待 澆注 完畢 且張拉預(yù)應(yīng)力后，形成***m+***mT 形剛構(gòu)。如何通過施工時(shí)的澆筑過程的控制以及 調(diào)整 立模 標(biāo)高來獲得預(yù)先設(shè)計(jì)的 理想 應(yīng)力狀態(tài)和幾何線型，是連續(xù) 橋梁 施工中非常關(guān)鍵 的問題。特別是采用 滿堂支架 施工 技術(shù)的大跨度橋梁，施工中的不合理誤差狀態(tài)如不能及時(shí)地加以識別和處理，主梁的應(yīng)力有可能發(fā)生積聚而超出設(shè)計(jì)安全狀態(tài)發(fā)生施工事故。交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 4 頁 在每一工況返回結(jié)構(gòu)的量測數(shù)據(jù)之后，要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，以了解已存在的誤差，并同時(shí)進(jìn)行誤差原因分析。 施工 監(jiān)控 的內(nèi)容 對于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土 連續(xù) T 型剛構(gòu) 橋來說，施工 監(jiān)控 就是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)測值進(jìn)行施工階段計(jì)算，確定出每個(gè)懸澆節(jié) 段 的立模標(biāo)高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果進(jìn)行誤差分析、預(yù)測和對下一節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以此來保證成橋后橋面線形、合 龍 段兩懸臂端標(biāo)高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求 。橋梁施工控制中的幾何控制總目標(biāo)就是達(dá)到設(shè)計(jì)的幾何狀態(tài)要求，最終結(jié)果的誤差容許值與橋梁的規(guī)模、跨徑的大小、技術(shù)難度等有關(guān)，目前還沒有統(tǒng)一的規(guī)定，應(yīng)根據(jù)具體橋梁的施工控制需要具體確定。結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制的好壞不像變形控制那樣容易發(fā)現(xiàn)，若應(yīng)力控制不 好 將會給結(jié)構(gòu)造成 損 害，嚴(yán)重者將發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，所以，它比線形控制顯得更加重要。世界上曾經(jīng)有不少橋梁在施工過程中由于失穩(wěn)而導(dǎo)致全橋破壞的例子， 最典型的為加拿大魁北克 (Quebec)橋。對施工過程中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象還沒有可靠的監(jiān)測手段，尤其是隨著橋梁跨徑的增長，受動(dòng)荷載或突發(fā)情況的影響，還沒有交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 6 頁 建立有效、成熟的快速反應(yīng)系統(tǒng)，因此，很難保證橋梁的施工安全。由于結(jié)構(gòu)型式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據(jù)實(shí)際情況，確定其安全控制的重點(diǎn)。而預(yù)測控制法則是在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達(dá)到的目標(biāo)后，對結(jié)構(gòu)的每一個(gè)施工階段 (節(jié)段 )形成前后的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，使施工沿著預(yù)定的狀態(tài)進(jìn)行。最大寬容法是指在設(shè)計(jì)時(shí)給予主梁標(biāo)高和內(nèi)力最大的寬容度，即誤差的容許值。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 通常采用懸臂澆筑這種典型的自架設(shè)施工方法。無論施工過程如何，總是要以最終橋梁成型狀態(tài)作為目標(biāo)狀態(tài)，以此來控制各施工塊件的預(yù)拋高值 (立模標(biāo)高 )。一般來講，一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)是一個(gè)具有一定適應(yīng)能力的系統(tǒng)，它能夠認(rèn)識環(huán)境 條件的變化 (如負(fù)荷變化，風(fēng)、雨等氣候條件的變化等 )并自動(dòng)校正控制動(dòng)作，使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)或接近最優(yōu)的控制效果。為此可用系統(tǒng)辨識的方法在線辨識受控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，直接累積過程信息 ； 也可以通過量測能夠反映過程狀態(tài)的某些輔助變量，間接累積過程信息。 性能指標(biāo)的控制 性能指標(biāo)的控制可分為開環(huán)控制方式和閉環(huán)控制方式兩種，若與過程動(dòng)態(tài)相關(guān)聯(lián)的輔助變量可測，而且此輔助變量與可調(diào)控制器參數(shù)之間的關(guān)系又可根據(jù) 物理學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出，這時(shí)就可通過此輔助變量直接調(diào)整可調(diào)控制器，以達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)。而對于那些被控對象參數(shù)已知定?；蜃兓^小甚至可以忽略的系統(tǒng)，一般采用常規(guī)反饋控制、模型匹配控制或最優(yōu)控制的方 法，便可以得到較為滿意的控制效果。而且預(yù)測控制算法采用的是不斷在線滾動(dòng)優(yōu)化，且在優(yōu)化的過程中不斷的通過實(shí)測系統(tǒng)輸出與期望模型輸出的誤差進(jìn)行反饋校正，所以能在一定程度上克服由于預(yù)測模型誤差和某些不確定性干擾的影響，使系統(tǒng)的 預(yù)測 性得到增強(qiáng)。預(yù)測模型應(yīng)具有預(yù)測功能，即能夠根據(jù)系統(tǒng)的歷史信息和選定的未來控制輸入，預(yù)測系統(tǒng)的未來輸出值。預(yù)測控制中的優(yōu)化不是一次離線完成的，而是反復(fù)在線完成的，即每一采樣時(shí)刻，優(yōu)化性能指標(biāo)只涉及該時(shí)刻起到未來有限的時(shí)刻，而到下一個(gè)采樣時(shí)刻，這一優(yōu)化時(shí)段會同時(shí)向前推移，因此，預(yù)測控制不是用一個(gè)對全局相同的性能優(yōu)化指標(biāo)，而是每一時(shí)刻都有一個(gè)相對于該時(shí)刻的局部性能優(yōu)化指標(biāo)。對于當(dāng)前 k 時(shí)刻的優(yōu)化問題，就是要確定從 k 時(shí)刻起的一組 M 個(gè)控制變量 (或控制增量 )： [ ]( ) ( ) , ( 1 ) , , ( 1 ) TU k U k U k U k M= + + + (1) 使在未來 ( M nN＃ )時(shí)刻的輸出預(yù)測 ， ()nY k i+ 與期望輸出 ()rY k i+的方差為最小 (參見圖 1)，即 ： [ ]21 ( ) ( )n n n iiM inJ M in Y k i Y k i w== + + ?229。若采用閉環(huán)預(yù)測，則有 ： [ ]( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 , 2 , 3 )n m mY k i Y k i Y k Y k i n+ = + + = (3) 式中 ： 圖 1 參考軌跡與最優(yōu)控制 交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 11 頁 ()Yk——k 時(shí)刻對象的實(shí)際輸出值 ； ()mY k i+ —— k+i 時(shí)刻的模型輸出值 ； ()mYk—— k 時(shí)刻的模型輸出值。 (3)反饋校正 在預(yù)測控制算法中，采用預(yù)測模型進(jìn)行過程輸出值的預(yù)估只是一種理想方式。在預(yù)測控制中，反饋校正的形式是多種多樣的，既可以在采用的預(yù)測模型基礎(chǔ)上對預(yù)測模型值加以補(bǔ)償，也可以根據(jù)在線辨識原理直接修改預(yù)測模型，因此預(yù)測控制中不僅基于模型，而且利用了反饋信息，因此預(yù)測控制是一種閉環(huán)優(yōu)化控制算法。此外，預(yù)測控制汲取了優(yōu)化控制的思想，利用滾動(dòng)的有限時(shí)段優(yōu)化取代了一成不變的全局優(yōu)化。 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工控制 根據(jù)以往橋梁施工及控制經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)該橋的具體情況，估計(jì)在施工過程中影響橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的因素主要有以下幾方面： ① 橋梁施工 荷載 ； ②橋梁施工臨時(shí)荷載 ； ③掛籃變形 ； ④日照影響 ； ⑤混凝土澆筑方量的控制 ； ⑥預(yù)應(yīng)力束 的 張拉 ； ⑦混凝土彈性模量 。整個(gè)施工控制過程見流程圖 (見圖 2)。 針對本橋計(jì)算分析要擬定控制目標(biāo)，這可以和設(shè)計(jì)單位協(xié)商，或選定為最大懸臂狀態(tài)下梁段控制截面彎矩和主梁各標(biāo)高控制點(diǎn)的標(biāo)高為控制目標(biāo)等。整個(gè)施工過程按施工 循環(huán)周期分成若干階段，每個(gè)階段分 3 個(gè)工況，即： 1)空掛籃 前行 ； 2)澆筑節(jié)段混凝土； 3)張拉預(yù)應(yīng)力鋼 束 。 在目前情況下，如何在保證結(jié)構(gòu)安全、保證線形 平順 的前提下節(jié)約成本是我們追求的目標(biāo)。對于對稱 滿堂支架施工 的連續(xù)橋 梁 來說，如果整體剛度提高，雖然澆筑混凝土過程中主梁變形量會減少，但是，張拉預(yù) 應(yīng)力束 的 過程中變形量也會減少。 混凝土超方對連續(xù)橋 梁 施工階段的內(nèi)力和線型影響較大，特別是兩側(cè)出現(xiàn)不平衡超方時(shí)，影響就更大。 橋面臨時(shí)荷載影響 橋面臨時(shí)荷載的影響類似于混凝土超方，既存在對稱荷載，也存在單側(cè)荷載。由于臨時(shí)荷載是隨機(jī)的，如果把每一種荷載影響作為荷載工況輸入跟蹤計(jì)算，并不方便。在施工過程中，加強(qiáng)施工管理，除了必須的施工設(shè)備外，對于無用的設(shè)備及時(shí)清理，并且盡可能保持橋面荷載的平衡性。前支點(diǎn)掛籃由于拉索幫助，其縱梁的受力得到很大改善，但是，對于寬橋，前支點(diǎn)掛籃優(yōu)點(diǎn)不明顯，其主要受力在橫向，所以前支點(diǎn)掛籃的橫向受力更為重要。 溫度影響產(chǎn)生橋梁撓度變化有兩種情況：均勻溫差、箱梁內(nèi)外側(cè)的相對溫差。 交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 17 頁 預(yù)應(yīng)力束張拉力誤差 預(yù)應(yīng)力 束張拉誤差一方面由張拉千斤頂?shù)挠蛪罕碜x數(shù)誤差引起，另一方面由各種預(yù)應(yīng)力損失引起。 施工方案變化 施工控制是個(gè)連續(xù)的過程，任何后期荷載的影響或者施工方案的改變都會影響橋梁的線形和內(nèi)力，所以，當(dāng)施工方案確定后 ，一般情況下，施工程序不再改變，如果要改變施工方案，則施工控制程序也將作相應(yīng)調(diào)整。 確定適用的施工誤差容許度指標(biāo)和應(yīng)力預(yù)警系統(tǒng) 要確定誤差峰值的大小和確定是否進(jìn)行誤差調(diào)整，必須確定一套符合施工實(shí)際情況的誤差容許度指標(biāo)體系。10mm，在施工階段，控制截面的混凝土的拉應(yīng)力不超過 ，最大壓應(yīng)力不超過 。監(jiān)控單位對于測試中出現(xiàn)的應(yīng)力異常變化及時(shí)作出預(yù)警報(bào)告。 交通主干線道路 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 施工監(jiān)控方案 石家莊鐵道大學(xué) 第 20 頁 5 施工順序及監(jiān)控計(jì)算 施工順序及計(jì)算工況 施工監(jiān)控必須圍繞施工進(jìn)行， 根據(jù)圖紙，本監(jiān)控組進(jìn)行了跟蹤計(jì)算，并提供了相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)。 1)計(jì)算參數(shù)如下： 主梁混凝土： C50 混凝土，容重 26kN/m3，彈性模量 10 4