桥梁施工控制.docxVIP

大跨度桥梁施工控制

0.前言

预应力混凝土连续梁桥的施工方法很多，有支架现浇法、悬臂浇筑和悬臂拼装法、顶推法、移动模架法、大型浮吊施工和旋转施工法等。其中自架设体系施工方法一悬臂浇筑和悬臂拼装施工法应用最广，特别1953年悬臂浇筑法成功问世以来，预应力混凝土连续梁桥有着飞速的发展。我国已建成的跨度较大的预应力混凝土连续梁桥大部分采用此法施工。悬臂浇筑法又称无支架平衡伸臂法、挂篮法、吊篮法。它是以已经完成的墩顶段（通常称“0号块”）为起点，通过悬吊的挂篮从立模、浇筑混凝土、张拉预应力钢筋、逐段对称的向两侧跨中合拢，形成整桥。为了使桥梁施工最终顺利合龙，就务必要在施工过程中进行合理的施工控制。

桥梁施工控制的目的

桥梁施工控制的主要目的是通过监测施工阶段所得的桥梁结构参数进行施工阶段的模拟仿真计算分析，得出其相应的预拱度，以此来确定桥梁施工阶段的立模标高，并根据前一阶段实测的梁段标高值进行下一阶段标高的模拟仿真分析，调整此阶段的立模标高，以此来保证桥梁成桥状态下的线形能够满足其正常使用的需要。同时，通过施工阶段对桥梁进行数据的监测和采集，确保桥梁在成桥后内力合理，线形平顺，尽可能的减少施工误差，减少施工的工作量，保证大桥的顺利成桥。

桥梁施工控制的主要方法

近20年来，大跨度桥梁的施工控制已逐渐被工程界所重视，并行成了一些实用的控制方法，目前主要有三种方法：

一、纠偏终点控制方法。即在施工过程中，对产生主梁线形偏差的因素跟踪控制，随时纠偏最终达到理想线形，这种方法常用Kalman滤波法（即卡尔曼滤波法），和灰色理论等1、Kalman滤波法

主要适用于可调变量极少的大跨度桥梁结构中，如悬臂施工的大跨度连续刚构桥，当结构某一节段施工完成后，无论结构处于什么样的状态（如标高），我们基本上没有有效的手段来改变已成型的结构状态，也就是基本上没有办法来改变本施工阶段的结构标高，我们所能做的，就是根据本阶段的标高误差来估计出下一节段的标高，通过正确的估计值来确定下一节段的立模标向，使以后的结构实际状态符合结构的理想状态，这就是应用基本离散线性系统Kalman滤波法的实际意义。显然，这种方法工作量大，因为在动态系统中，我们可以得到大量的观测值，Kalman滤波法的预测精度和滤波精度是能得到保证的，而桥梁结构的施工控制属于静态系统，每个施工阶段一般只能得到一组观测数据，Kalman滤波法的精度就受到了影响，有时控制效果不一定理想。目前，Kalman滤波法主要用于斜拉桥的施工控制。

2、灰色理论

灰色系统理论是我国邓聚龙教授于1982年首先提出的，20世纪90年代初期，灰色系统理论开始应用在大跨度连续刚构桥的施工控制中。采用灰色控制法的主要目的，是对桥梁每一施工阶段的控制参数进行预测，其目标是通过对这些控制参数的预测来预测结构的状态参数，用预测的状态参数与结构实际状态参数进行比较分析，以此来制定结构的优化调整方案，以期在成桥后，结构的实际状态达到设计期望状态。

二、 基于参数识别与调整自适应控制方法。应用现代控制理论中的自适应控制方法，即对施工过程中的高程和内力的实测值与预计值进行比较，对桥梁结构的主要基本设计参数进行识别，找出产生实测值与预计值（设计值）产生误差的原因，从而对参数进行修正，达到双控的目地。现有的主要方法是最小二乘法、扩展Kalman滤波法。

桥梁结构的设计参数主要是指能引起结构状态（变形和内力）变化的要素。结构设计参数的变化能导致结构内力的变化和形状的改变，因此，我们在大跨度桥梁的施工控制中，必须对结构设计参数进行识别和修正。总的说来，对于桥梁结构，如连续梁、连续刚构、拱桥、斜拉桥、悬索桥，主要的设计参数包括以下几个方面：

1、 结构几何形态参数。

结构几何形态参数主要是指桥梁结构的跨径、矢跨比、塔高、缆索的线形以及悬索桥中的主鞍预偏量等，它们表征了结构的形状和结构最初的状态。

2、 截面特征参数。

截面主要特征参数包括：墩（塔）截面抗弯惯矩、截面面积和抗推刚度；主梁截面的抗弯惯矩和截面面积；缆索截面的面积等。

3、 与时间相关的参数。

温度和混凝土龄期、收缩徐变是随时间变化的设计参数。

4、 何载参数。

在桥梁结构的施工控制中，荷载参数主要指结构构件自重力（容重）、施工临时荷载和附加力。

5、 材料特性参数。

材料特性参数主要指材料的弹性模量E和剪切模量G。对于钢材来说，弹性模量和剪切模量是很稳定的参数，而对于混凝土材料来说，弹性模量和剪切核量有一定的波动，在桥梁的施工控制中要对其进行识别。

三、 还有一种方法是在设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度，即误差的容许值，这种方法减少了控制的难度，但会产生其他问题，如斜拉索的制作长度问题。

对于上述三种位移控