【正文】 試驗(yàn) ....................................................................................... 34 與監(jiān)控有關(guān)的其它資料收集 ............................................................................ 37 7 施工控制實(shí)施日程安排 ................................................................................................38 8 現(xiàn)場(chǎng)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(yè) 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。 ,跨 鐵路部分 為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) T 型 剛構(gòu)橋 ，采用 平面轉(zhuǎn)體方案， 轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度為 ***m， 轉(zhuǎn)體角度為 ***176。 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 橋面全寬為 **m，上部結(jié)構(gòu)采用箱形截面，中支點(diǎn)中心梁高***m，端部中心梁高 ***m，梁底線形按拋物線變化，箱梁頂板傾斜形成 2%的橋面橫坡。 T 構(gòu) 轉(zhuǎn)體后在 兩個(gè)邊墩一側(cè)安裝托架， 澆注邊跨 ***m 現(xiàn)澆段后，進(jìn)行合龍段施工。 [11]《 高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ07494） 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 3 頁(yè) 3 施工 監(jiān)控 的原理、目的 、內(nèi)容 和 實(shí)施 方法 施工 監(jiān)控 的必要性 對(duì)高次超靜定橋跨結(jié)構(gòu) (多跨連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu) )，成橋梁 體 理想的幾何線型與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計(jì)有關(guān)，而且還依賴于科學(xué)合理的施工方法。 盡管在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了施工中可能出現(xiàn)的情況，但是由于施工中出現(xiàn)的諸多因素 (如材料的彈性模量 變化 、混凝土收縮徐變系數(shù)、結(jié)構(gòu)自重、施工荷載、溫度影響等 )的隨機(jī)影響， 事先難以精確估計(jì)，而且在實(shí)際施工過(guò)程中 ， 由于施工 、 測(cè)量等方面產(chǎn)生的誤差 ，會(huì)使實(shí)際結(jié)構(gòu) 的理論設(shè)計(jì)值難以做到與實(shí)際值完全一致，兩者之間會(huì)存在偏差。若對(duì)偏差不加以及時(shí)有效的調(diào)整，隨著梁的懸臂長(zhǎng)度的增加，主梁的標(biāo)高會(huì)顯著偏離設(shè)計(jì)值，造成 合 龍 困難或影響成橋的內(nèi)力和線形。 所以在施工中 要 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)施工過(guò)程中的控制參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整是十分重要的。 施工 監(jiān)控 的原理 橋梁的施工控制是一個(gè)施工 → 量測(cè) → 判斷 → 修正 → 預(yù)告 → 施工的循環(huán)過(guò)程，為了能夠控制橋梁的外型尺寸和內(nèi)力，首先必須安排一些基本的和必要的量測(cè)項(xiàng)目，其內(nèi)容包括主梁各施工工 況的標(biāo)高、主梁部分控制斷面的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)、氣溫以及對(duì)混凝土材料的一些常規(guī)試驗(yàn)。在這一基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生誤差的原因予以盡量消除，給出下一個(gè)工況的施工控制指令，在現(xiàn)場(chǎng)施工形成良性循環(huán)。這樣，才能保證結(jié)構(gòu)的受力和變形始終處于安全的范圍內(nèi)， 保證 成橋后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形符合設(shè)計(jì)要求。 施工監(jiān)控要保證結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線性 偏差 始終處于容許的安全范圍內(nèi)，確保成橋狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。 與橋梁工程質(zhì)量的優(yōu)劣需用其質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)一樣，施工監(jiān)控 的結(jié)果也需要有一定的標(biāo)準(zhǔn)，即誤差容許值來(lái)評(píng)判。同時(shí)，為保證幾何控制總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，每道工序的幾何控制誤差允許范圍也需事先研究、確定出來(lái) 。通常通過(guò)結(jié)構(gòu) 應(yīng) 變 的監(jiān)測(cè)來(lái)了解實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)與理論 (計(jì)算 )應(yīng)力狀態(tài)的差別超限就要進(jìn)行原因查找和調(diào)控，使之在容許的范圍內(nèi)變化。必須對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)控。 (三 )穩(wěn)定 監(jiān)控 橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的安全，它與橋梁的強(qiáng)度有著同等的甚至更重要的意義。我國(guó)四川州河大橋也在 滿堂支架施工 中出現(xiàn)了失穩(wěn)破壞。 目前橋梁的穩(wěn)定性已經(jīng)引起了人們的重視，但主要注重于橋梁 建 成后的穩(wěn)定計(jì)算。目前主要通過(guò)穩(wěn)定分析計(jì)算 (穩(wěn)定安全系數(shù) )，并結(jié)合結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形情況來(lái)綜合評(píng)定、 控制其穩(wěn)定性。其實(shí)，橋梁施工安全控制是變形、應(yīng)力和穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)，只有橋梁的變形、應(yīng)力和穩(wěn)定得到了控制，其安全也就得到了控制 (由于橋梁施工質(zhì)量問(wèn)題引起的安全除外 )。 施工控制的方法 施工控制方法介紹 由于橋梁的結(jié)構(gòu)型式、施工特點(diǎn)及具體施工內(nèi)容的不同，其施工控制的方法也不盡相同 。事后控制法是指在施工中，當(dāng)已成結(jié)構(gòu)狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求不符時(shí)，即可通過(guò)一定手段對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使之達(dá)到要求。由于預(yù)測(cè)控制與實(shí)際狀態(tài)之間誤差存在，某種誤差對(duì)施工目標(biāo)的影響則在后續(xù)施工狀態(tài)的預(yù)測(cè)中予以考慮，以此循環(huán)，直到施工完成和獲得與設(shè)計(jì)相符合的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。經(jīng)過(guò)反復(fù)辨識(shí)從而對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有效控制。這種做法雖然減少了控制的難度，但會(huì)產(chǎn)生其它的一些問(wèn)題。實(shí)際上不論是理論分析得到的理想狀態(tài)，還是實(shí)際施工 狀態(tài) 都存在誤差，因 此施工控制的核心任務(wù)就是對(duì)各種誤差進(jìn)行分析、識(shí)別、調(diào)整，從而對(duì)結(jié)構(gòu)未來(lái)狀態(tài)作出預(yù)測(cè)。由于 連續(xù) T 型剛構(gòu)橋 在施工過(guò)程中的己成結(jié)構(gòu) (懸臂節(jié)段 )狀態(tài)是無(wú)法在事后進(jìn)行調(diào)整的，因此，在大跨度連續(xù)橋 梁 的 滿堂支架施工 中一般采用預(yù)測(cè)控制法和自適應(yīng)控制法進(jìn)行控制。所以，要保證控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最根本的 就是對(duì)立模標(biāo)高做出盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，即主要依靠預(yù)測(cè)控制。 自適應(yīng)控制 方法 自適應(yīng)控制法也稱參數(shù)識(shí)別修正法。自適應(yīng)控制系統(tǒng)最早出現(xiàn)在 50 年代末期，由美國(guó)麻省理工學(xué)院 Wittaker 等人提出， 而 后出現(xiàn)了許多形式完全不同的自適應(yīng)系統(tǒng)。 采用自適應(yīng)控制法進(jìn)行控制的對(duì)象通常是那些存在不定性的系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，通過(guò)不斷地量測(cè)系統(tǒng)的輸入狀態(tài) 和 性能參數(shù)，逐漸了解和掌握對(duì)象。一般來(lái)講，一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)具有如下幾個(gè)特征 ： 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 8 頁(yè) 過(guò)程信息的在線累積 在線累積過(guò)程信息的目的，是為了降低受 控系統(tǒng)原有的不定性。在系統(tǒng)識(shí)別中，結(jié)構(gòu)辨識(shí)比參數(shù)估計(jì)困難得多。這種可調(diào)性要求是由受控系統(tǒng)的不定性決定的，否則就無(wú)法對(duì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效的控制。這就是性能指標(biāo)的開(kāi)環(huán)控制，它的特點(diǎn)是沒(méi)有根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際達(dá)到的性能指標(biāo)作進(jìn)一步的調(diào)整。 自適應(yīng)控制法一般適用于被控對(duì)象參數(shù)未知，或者由于環(huán)境條件影響，參數(shù)發(fā)生較大變化的系統(tǒng)。對(duì)于采用懸臂法施工的大跨度連續(xù)橋 梁 而言，己澆筑完成的節(jié)段的不可控性及施工中對(duì)線形誤差糾正措施有限，控制誤差的發(fā)生就顯得尤為重要，因此采用自適應(yīng)控制法對(duì)其進(jìn)行控制是比較有效的。它用來(lái)描述過(guò)程動(dòng)態(tài)行為的信息，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 9 頁(yè) 是直接從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到過(guò)程響應(yīng)，且不需要事先知道過(guò)程模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的有關(guān)先驗(yàn)知識(shí)，也不必通過(guò)復(fù)雜的系統(tǒng)識(shí)別來(lái)建立過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，而是 根據(jù)某一優(yōu)化指標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，確定一個(gè)控制量的時(shí)間系列，使未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)被調(diào)量與經(jīng)過(guò)柔化后的期望軌跡之間的誤差為最小。由于預(yù)測(cè)控制具有實(shí)現(xiàn)容易、對(duì)模型要求低，在線計(jì)算方便、控制性能優(yōu)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此適用于連續(xù)橋 梁 施工這類復(fù)雜過(guò)程的控制。 (1)預(yù)測(cè)模型 對(duì)象的輸出預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)控制的關(guān)鍵，而對(duì)象的輸出預(yù)測(cè)又必須基于描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型，因此在預(yù)測(cè)控制算法中，需要一個(gè)能描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)模型，這種基礎(chǔ)模型稱為預(yù)測(cè)模型。從方法機(jī)理的角度來(lái)看，凡是具有預(yù)測(cè)功能的信息集合，不論其表現(xiàn)形式如何，均可以作為預(yù)測(cè)模型。 (2)滾動(dòng)優(yōu)化 預(yù)測(cè)控 制算法是一種優(yōu)化控制算法，它通過(guò)某一性能指標(biāo)的最優(yōu)化來(lái)確定未來(lái)的控制作用，這一性能還涉及到過(guò)程未來(lái)的行為，它是根據(jù)預(yù)測(cè)模型由未來(lái)的控制策略決定的。不同時(shí)刻優(yōu)化交通主干線道路 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 10 頁(yè) 性能指標(biāo)的形式相同，但其所包含的時(shí)間區(qū)域不同。 這種基于滾動(dòng)式的有限時(shí)域優(yōu)化目標(biāo)，是在每一時(shí)刻提出相對(duì)于該時(shí)刻起對(duì)未來(lái)有限時(shí)域內(nèi)的優(yōu)化目標(biāo)。 (2) 式中： ()nY k i+ ——預(yù)測(cè)輸出值 ； ()rY k i+ ——期望輸出或參考軌跡 ； i,n——分別為預(yù)測(cè)時(shí)域長(zhǎng)度和最大預(yù)測(cè)時(shí)域長(zhǎng)度 ； iw ——第 i 步預(yù)測(cè)的非負(fù)加權(quán)系數(shù)。因此，滾動(dòng)優(yōu)化意味著按一個(gè)己知的非干擾模型來(lái)計(jì)算控制變量 U(k)，以使得從 k 時(shí)刻 (現(xiàn)在時(shí)刻 )開(kāi)始，未來(lái)的 n 個(gè)預(yù)測(cè)輸出 ()nY k i+ 盡可能接近參考軌跡 ()rY k i+ 。 可以證明，當(dāng)采用閉環(huán)預(yù)測(cè)時(shí)，對(duì)象輸出值將收斂于設(shè)定值 C[ 2]。但在預(yù)測(cè)長(zhǎng)度 n 中，只有第一個(gè)控制 輸入即當(dāng)前時(shí)間的即時(shí)控制量 u(k)才被應(yīng)用，在下一個(gè)采樣時(shí)刻，重復(fù)進(jìn)行上述步驟。由于實(shí)際系統(tǒng)中存在非線性、時(shí)變、模型失配、干擾等因素的影響，使基于不變模型的預(yù)測(cè)輸出不可能與系統(tǒng)的實(shí)際輸出完全一致。正是這種模型預(yù)測(cè)加反饋校正的過(guò)程，使得預(yù)測(cè)控制具有很強(qiáng)的抗干擾和克服系統(tǒng)不確