灰色理论法在桥梁施工监控中的应用

1、灰色理论法在桥梁施工监控中的应用 灰色理论是一门研究信息部分清楚、部分不清楚并带有不确定性现象的应用数学学科。传统的系统理论，大部研究那些信息比较充分的系统。对一些信息比较贫乏的系统.利用黑箱的方法，也取得了较为成功的经验。但是，对一些内部信息部分确知、部分信息不确知的系统，却研究得很不充分。这一空白区便成为灰色系统理论的诞生地。因此，灰色系统理论主要研究的就是“外延明确，内涵不明确”的“小样本，贫信息”问题。在客观世界中，大量存在的不是白色系统(信息完全明确)也不是黑色系统(信息完全不明确)，而是灰色系统。因此灰色系统理论以这种大量存在的灰色系统为研究对象而获得进一步发展。 文章以某高速公路

2、上一座在建的预应力砼连续梁桥为例，采用MIDAS Civil xx建立了施工监控模型，得到了各个施工节段扰度变化理论计算值，然后根据各个节段扰度变化实测值，采用灰色理论法对其误差进行调整，从而得到各个节段立模预测标高，通过采用灰色理论法对桥梁各个节段的标高误差进行修正，确保了桥梁的顺利合拢。 悬臂浇筑法是指利用挂篮等施工设备，对称逐段地向跨中悬臂浇筑钢筋砼梁体，并逐段张拉预应力的施工方法。悬臂浇筑施工由于不需要大型的起重机械，施工期间不影响桥下通行或通航，节省施工费用，施工速度快，在桥梁施工中得到了广泛应用。桥梁施工监控的分析方法主要有正装分析法、倒退分析法，在进行桥梁施工监控分析时，结构参数

3、、计算模型、温度变化、砼收缩徐变、施工管理等因素对施工监控的精度都有较大影响，因此需要对以上因素导致的误差进行调整，以确保桥梁的实际情况与设计相吻合。 本文以某高速公路上的一座预应力砼连续梁桥为工程实例，该桥主桥为35m+60m+35m预应力砼变截面连续箱梁，断面类型为单箱单室，采用挂篮悬臂对称浇筑施工。设计荷载为公路-I级，共划分9个悬臂浇筑节段，节段长度由0号块至合拢方向长度分别为3*3m、2*3.5m、2*4m。边跨现浇段长度4.1m，中跨合拢段长度2.0m。上部结构的悬臂段中最大的块件重量为978kN。 消除误差的指导思想主要是识别、修正一些主要的施工参数，将修正后的参数反馈到计算模型

4、中，根据修正后的计算结果来指导施工。悬浇箱梁施工监控过程中误差调整的主要方法有灰色理论法、卡尔曼滤波法、最小二乘法。 灰色理论法是我国邓聚龙在1982年提出来的，该系统以原始数列或者现有的信息为基础，对数据进行 _处理，建立GM模型，利用这个模型来预测系统在未来的发展变化情况。该理论系统基于灰导数、关联度、灰微分方程、生成数等方法建立微分方程模型。该理论将所有的随机变量都看成是在一定范围内变化的灰色量，该理论认为系统的数据虽然杂乱，但是有整体功能，有序，存在着某种规律。该系统不断采集数据、然后建模、不断更新参数模型。悬浇箱梁在施工监控过程中，需要对预拱度进行实时修正，可以通过建立GM(1，1)

5、模型来修正，假定各个施工阶段，其预拱度的计算值为X：;对应的实测值Y：。根据X、Y的关系建立方程式：，其中c值是X(k)-Y(k)的负数中绝对值的最大值，用来计算预拱度。 因篇幅所限，本文针对悬臂浇筑施工过程中七号节段的施工立模标高为算例，介绍灰色理论在悬浇施工中的应用。在已经施工完六号节段，需要预测七号节段的标高，计算过程为： 本文采用灰色理论法对桥梁施工过程中七号节段的立模标高误差进行修正，确保悬浇箱梁施工过程中结构受力安全，实际的施工状态尽量与设计理论状态相一致，工程实践证明，采用该方法进行误差调整，计算简单方便，效果好，为全桥成功合拢打下了良好的基础。 1 田立华.陶赖昭松花江刚构-连续梁桥施工控制D.东北林业大学，xx. 2 张永水，曹淑上.连续刚构桥线形控制方法研究J.中外公路，xx，26(6). 3 闫立成.连续梁桥悬臂浇注施工挠度控制的因素分析J.山西建筑，xx，(10). 4 方明山.20世纪桥梁工程发展历程回顾及展望J.桥梁建设，199