大跨徑橋梁斜拉橋的施工控制論文-資料下載頁(yè)
2025-06-26 15:11本頁(yè)面
【正文】 以及主梁懸臂澆筑過(guò)程中關(guān)鍵工況施工階段的應(yīng)力。另外,還應(yīng)監(jiān)測(cè)塔在施工中可能承受的風(fēng)載及其他荷載引起的應(yīng)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(fù)雜的是施工中溫度影響的分析。由于設(shè)計(jì)施工立模標(biāo)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(gè)復(fù)雜的隨機(jī)狀態(tài)。大跨度懸臂現(xiàn)澆主梁式斜拉橋上部構(gòu)造的施工周期較長(zhǎng),一般都經(jīng)歷寒暑,不可避免受到季節(jié)性溫度變化的影響,同時(shí)一天中日照強(qiáng)度和角度的變化也會(huì)引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)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(cè)量的辦法來(lái)消除日照溫度效應(yīng),但常常難以尋找一個(gè)均勻穩(wěn)定的溫度場(chǎng),目前國(guó)內(nèi)外也一直沒(méi)有一套可以精確計(jì)算日照溫差影響的方法。因?yàn)橛胁痪鶆驕夭畹挠绊?當(dāng)實(shí)測(cè)的主梁橋軸線(xiàn)線(xiàn)形和計(jì)算期望的線(xiàn)形相比較時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)兩條線(xiàn)形有較大的誤差,所以在施工中必須對(duì)不均勻溫差進(jìn)行修正,而計(jì)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(yáng)起落引起的橋梁混凝土結(jié)構(gòu)由表及里(深度≤4 cm)的表層溫度梯度,使混凝土產(chǎn)生非均勻變形,后者是由于長(zhǎng)期的晝夜變化使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(xì)又長(zhǎng),對(duì)溫度變化十分敏感,容易掩蓋主梁因晝夜溫差產(chǎn)生的變形。季節(jié)性溫差則使塔、梁、索產(chǎn)生均勻伸縮。總之,溫度引起的主梁變形因懸臂長(zhǎng)度的增加而增加。但是,從撓度實(shí)測(cè)值中分離出溫度引起的變形相當(dāng)困難,因此宜在一天中當(dāng)日照溫差對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響最小的時(shí)候(如清晨)進(jìn)行測(cè)量,并在對(duì)溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形作定性的分析后,采取相應(yīng)措施,最大限度地保證施工監(jiān)測(cè)值的真實(shí)性。 5 施工控制中的誤差處理橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)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(shè)計(jì)參數(shù)、施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差等綜合干擾因素所致。根據(jù)結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)狀態(tài)和誤差信息進(jìn)行誤差分析, 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行后期調(diào)整和前期預(yù)報(bào), 是施工控制的兩大任務(wù)。設(shè)計(jì)參數(shù)誤差是引起大跨度橋梁施工誤差的主要因素之一。所謂設(shè)計(jì)參數(shù)誤差就是進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)分析時(shí)所采用的理想設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際狀態(tài)之間的偏差。對(duì)于設(shè)計(jì)參數(shù)誤差的調(diào)整就是通過(guò)量測(cè)施工過(guò)程中實(shí)際結(jié)構(gòu)的行為, 分析結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差, 用誤差分析理論來(lái)確定或識(shí)別引起這種偏差的主要設(shè)計(jì)參數(shù)誤差, 經(jīng)過(guò)修正設(shè)計(jì)參數(shù)誤差, 來(lái)達(dá)到控制橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)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(duì)理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的誤差進(jìn)行處理、識(shí)別以及根據(jù)實(shí)際需要對(duì)索力進(jìn)行調(diào)整。 基于現(xiàn)代控制理論 卡爾曼濾波法是一種線(xiàn)性最優(yōu)隨機(jī)控制法，它以主梁撓度作為隨機(jī)狀態(tài)變量，索力作為控制變量，通過(guò)選取索力控制梁端撓度，索塔水平位移為一特定值時(shí)，是結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能最小來(lái)進(jìn)行最優(yōu)終點(diǎn)控制。斜拉橋恒載索力是根據(jù)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(yīng)的撓度，如按此預(yù)定的索力進(jìn)行施工，到某階段必然會(huì)產(chǎn)生撓度偏差值，即真正要使梁體內(nèi)力達(dá)到剛性支承連續(xù)梁的內(nèi)力狀態(tài)，必然改變?cè)瓉?lái)設(shè)計(jì)索力，使撓度達(dá)到預(yù)定值，從實(shí)測(cè)的撓度偏差量、塔頂水平位移，應(yīng)用卡爾曼濾波法理論公式從而可以順利計(jì)算出索力的調(diào)整量。 參數(shù)識(shí)別修正法該法根據(jù)控制目標(biāo)（索力、主梁標(biāo)高、索塔頂水平位移等）的實(shí)際測(cè)量值與施工理論計(jì)算值的誤差來(lái)修正理論計(jì)算索力用的參數(shù)（砼彈性模量、結(jié)構(gòu)剛度、主梁自重、砼徐變系數(shù)），該方法可通過(guò)基于控制論的最小二乘法來(lái)實(shí)現(xiàn)?；疑碚摲ㄊ且曰疑珓?dòng)態(tài)模型GM( 1, 1) 作為預(yù)測(cè)模型, 并及時(shí)進(jìn)行模型的反饋校正, 但始終保持模型的結(jié)構(gòu)不變?；疑碚撝饕m用于大系統(tǒng), 雖然可以對(duì)模型進(jìn)行修正, 即利用殘差數(shù)據(jù)建立殘差的灰色模型, 將其結(jié)果迭加到原模型上, 但由此增大了計(jì)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(jì)算方法都比較完善。在我國(guó)橋梁工程中的應(yīng)用始于20 世紀(jì)80 年代后期, 有許多知名學(xué)者將它應(yīng)用在斜拉橋的施工控制中, 主要用于設(shè)計(jì)參數(shù)的辨識(shí)和修正, 并取得了較好的成果。如何保證設(shè)計(jì)參數(shù)的估計(jì)值收斂于它的真值是最小二乘法應(yīng)用的關(guān)鍵。 6 混凝土斜拉橋施工控制新進(jìn)展在混凝土斜拉橋施工控制的實(shí)踐中, 結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)立模標(biāo)高實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)主梁標(biāo)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(shí)際值不一致性問(wèn)題。 而后者為斜拉橋施工控制中的特色問(wèn)題, 其目的主要是為了解決實(shí)際施工時(shí)結(jié)構(gòu)控制變量的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化與理論計(jì)算時(shí)依賴(lài)固定工況而使變量相對(duì)間斷和具有局限性之間的矛盾。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為斜拉橋施工控制提供了新動(dòng)力。采用斜拉橋施工控制理論, 結(jié)合工程實(shí)踐, 實(shí)用的斜拉橋施工控制軟件應(yīng)運(yùn)而生,不僅能實(shí)現(xiàn)斜拉橋施工控制的基本功能, 最重要的特點(diǎn)是具有可視化功能, 在應(yīng)用的時(shí)候更加直觀、方便, 效率和準(zhǔn)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(yù)應(yīng)力的大量使用, 使得結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜, 空間效應(yīng)明顯, 平面分析的結(jié)果已經(jīng)很難反映橋梁的實(shí)際受力情況。在施工控制中為減少理論計(jì)算和實(shí)際情況的不一致, 結(jié)構(gòu)計(jì)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(zhuān)業(yè)的橋梁空間分析軟件的編制和應(yīng)用, 在斜拉橋的施工控制中取得了較好的效果。結(jié)語(yǔ)混凝土斜拉橋的施工控制, 在我國(guó)橋梁建設(shè)中從無(wú)到有, 為保證橋梁施工過(guò)程中和成橋運(yùn)營(yíng)時(shí)結(jié)構(gòu)的安全, 結(jié)構(gòu)線(xiàn)形和內(nèi)力符合設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)受力趨于復(fù)雜, 施工難度也隨之攀升, 施工控制理論和技術(shù)的發(fā)展顯得更加迫切, 這也是我們從橋梁大國(guó)走向橋梁強(qiáng)國(guó)的必備條件。參考文獻(xiàn)[1] [D].華南理工大學(xué)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(xué)報(bào), [4]陳德偉, 王小同, [J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)[5]陳德偉, 許俊, [J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).[6][D].浙江大學(xué)博士論文, 2003.[7] 黑龍江交通科技，2011 .8 [8] 工程建設(shè)與設(shè)訓(xùn)一， [9] .廣東公路勘察設(shè)計(jì)，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(guó)建筑工業(yè)出版社，1992.[15]， 1999,(2):27 32.２０
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