大跨徑橋梁斜拉橋的施工控制論文-資料下載頁
2025-06-26 15:11本頁面
【正文】 以及主梁懸臂澆筑過程中關鍵工況施工階段的應力。另外,還應監(jiān)測塔在施工中可能承受的風載及其他荷載引起的應力。4. 5 溫度控制影響大跨度斜拉橋施工控制精度的因素很多,在各種因素中最復雜的是施工中溫度影響的分析。由于設計施工立模標高是在規(guī)定溫度的情況下確定的,而在施工階段橋體溫度是一個復雜的隨機狀態(tài)。大跨度懸臂現澆主梁式斜拉橋上部構造的施工周期較長,一般都經歷寒暑,不可避免受到季節(jié)性溫度變化的影響,同時一天中日照強度和角度的變化也會引起結構產生復雜的變形。斜拉橋施工控制中一般采用盡量回避溫度影響的在凌晨測量的辦法來消除日照溫度效應,但常常難以尋找一個均勻穩(wěn)定的溫度場,目前國內外也一直沒有一套可以精確計算日照溫差影響的方法。因為有不均勻溫差的影響,當實測的主梁橋軸線線形和計算期望的線形相比較時,會發(fā)現兩條線形有較大的誤差,所以在施工中必須對不均勻溫差進行修正,而計算不均勻溫差便成為監(jiān)控工作中必不可少的環(huán)節(jié)。溫度影響可分為晝夜溫差影響及季節(jié)溫差影響。前者是指太陽起落引起的橋梁混凝土結構由表及里(深度≤4 cm)的表層溫度梯度,使混凝土產生非均勻變形,后者是由于長期的晝夜變化使混凝土結構產生基本均勻的伸縮。由于主梁和拉索的剛度比空心箱形混凝土塔身剛度小(主梁抗彎剛度約為塔身的1. 90～1. 25) ,加之斜拉索又細又長,對溫度變化十分敏感,容易掩蓋主梁因晝夜溫差產生的變形。季節(jié)性溫差則使塔、梁、索產生均勻伸縮?？傊?溫度引起的主梁變形因懸臂長度的增加而增加。但是,從撓度實測值中分離出溫度引起的變形相當困難,因此宜在一天中當日照溫差對結構變形影響最小的時候(如清晨)進行測量,并在對溫度變化所產生的內力和變形作定性的分析后,采取相應措施,最大限度地保證施工監(jiān)測值的真實性。 5 施工控制中的誤差處理橋梁結構的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)總是存在著一定的誤差, 究其原因, 主要是由設計參數、施工誤差、測量誤差、結構分析模型誤差等綜合干擾因素所致。根據結構理想狀態(tài)、現場實測狀態(tài)和誤差信息進行誤差分析, 對結構進行后期調整和前期預報, 是施工控制的兩大任務。設計參數誤差是引起大跨度橋梁施工誤差的主要因素之一。所謂設計參數誤差就是進行橋梁結構分析時所采用的理想設計參數與實際狀態(tài)之間的偏差。對于設計參數誤差的調整就是通過量測施工過程中實際結構的行為, 分析結構的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差, 用誤差分析理論來確定或識別引起這種偏差的主要設計參數誤差, 經過修正設計參數誤差, 來達到控制橋梁結構的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差的目的。不論采用什么樣的施工方法，施工控制中總是需要對理論計算值與實測值之間的誤差進行處理、識別以及根據實際需要對索力進行調整。 基于現代控制理論 卡爾曼濾波法是一種線性最優(yōu)隨機控制法，它以主梁撓度作為隨機狀態(tài)變量，索力作為控制變量，通過選取索力控制梁端撓度，索塔水平位移為一特定值時，是結構的應變能最小來進行最優(yōu)終點控制。斜拉橋恒載索力是根據剛性支承連續(xù)梁的原理而給定的，然后逐步算出各施工階段的索力及相應的撓度，如按此預定的索力進行施工，到某階段必然會產生撓度偏差值，即真正要使梁體內力達到剛性支承連續(xù)梁的內力狀態(tài)，必然改變原來設計索力，使撓度達到預定值，從實測的撓度偏差量、塔頂水平位移，應用卡爾曼濾波法理論公式從而可以順利計算出索力的調整量。 參數識別修正法該法根據控制目標（索力、主梁標高、索塔頂水平位移等）的實際測量值與施工理論計算值的誤差來修正理論計算索力用的參數（砼彈性模量、結構剛度、主梁自重、砼徐變系數），該方法可通過基于控制論的最小二乘法來實現?；疑碚摲ㄊ且曰疑珓討B(tài)模型GM( 1, 1) 作為預測模型, 并及時進行模型的反饋校正, 但始終保持模型的結構不變?；疑碚撝饕m用于大系統(tǒng), 雖然可以對模型進行修正, 即利用殘差數據建立殘差的灰色模型, 將其結果迭加到原模型上, 但由此增大了計算工作量, 而且修正是有限度的。最小二乘法是一種傳統(tǒng)的優(yōu)化方法, 它的理論體系和計算方法都比較完善。在我國橋梁工程中的應用始于20 世紀80 年代后期, 有許多知名學者將它應用在斜拉橋的施工控制中, 主要用于設計參數的辨識和修正, 并取得了較好的成果。如何保證設計參數的估計值收斂于它的真值是最小二乘法應用的關鍵。 6 混凝土斜拉橋施工控制新進展在混凝土斜拉橋施工控制的實踐中, 結構參數識別技術和現場立模標高實時修正方法水平得到了很大提高。前者是斜拉橋施工控制中實現主梁標高和斜拉索索力雙控的重要的基本手段之一, 主要解決理論值與實際值不一致性問題。 而后者為斜拉橋施工控制中的特色問題, 其目的主要是為了解決實際施工時結構控制變量的連續(xù)動態(tài)變化與理論計算時依賴固定工況而使變量相對間斷和具有局限性之間的矛盾?，F代計算機技術的發(fā)展為斜拉橋施工控制提供了新動力。采用斜拉橋施工控制理論, 結合工程實踐, 實用的斜拉橋施工控制軟件應運而生,不僅能實現斜拉橋施工控制的基本功能, 最重要的特點是具有可視化功能, 在應用的時候更加直觀、方便, 效率和準確率均得到提高。目前混凝土斜拉橋的跨度、寬度增大, 橫截面形式多樣, 雙向甚至三向預應力的大量使用, 使得結構受力復雜, 空間效應明顯, 平面分析的結果已經很難反映橋梁的實際受力情況。在施工控制中為減少理論計算和實際情況的不一致, 結構計算采用空間分析成為必要的輔助手段。除了商品化有限元軟件, 一些專業(yè)的橋梁空間分析軟件的編制和應用, 在斜拉橋的施工控制中取得了較好的效果。結語混凝土斜拉橋的施工控制, 在我國橋梁建設中從無到有, 為保證橋梁施工過程中和成橋運營時結構的安全, 結構線形和內力符合設計要求, 起到了重要的作用。特別是隨著混凝土斜拉橋跨度和寬度的增加, 結構受力趨于復雜, 施工難度也隨之攀升, 施工控制理論和技術的發(fā)展顯得更加迫切, 這也是我們從橋梁大國走向橋梁強國的必備條件。參考文獻[1] [D].華南理工大學博士論文, 2004.[2][M].人民交通出版社, 2003.[3]陳德偉, 鄭信光, [J].土木工程學報, [4]陳德偉, 王小同, [J].同濟大學學報[5]陳德偉, 許俊, [J].同濟大學學報.[6][D].浙江大學博士論文, 2003.[7] 黑龍江交通科技，2011 .8 [8] 工程建設與設訓一， [9] .廣東公路勘察設計，1999 .3.[10]:人民交通出版社[11] :人民交通出版社，1996.[12]，1997,(2):15 18.[13]:人民交通出版社，1995.[14]:中國建筑工業(yè)出版社，1992.[15]， 1999,(2):27 32.２０
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