大跨度桥梁施工控制

大跨度桥梁施工控制使桥梁建成时达到设计确定的内力状态线形状态静定结构——两者完全分离超静定结构——两者间有联系一.施工控制的目的和必要性施工控制的目的一.施工控制的目的和必要性施工控制的必要性大跨度桥梁线刚度较低，相对变形较大大跨度桥梁施工过程复杂，较多体系转换大跨度桥梁施工步骤较多，材料、结构尺寸、施工操作误差的累计误差较大斜拉桥设计规范中把施工控制作为实现设计目标的必要措施二.施工控制的思路开环施工控制——适用于简单桥梁或非循环式施工桥梁反馈施工控制——适用于结构参数比较稳定的桥梁自适应施工控制——适用于循环式施工桥梁最优控制——目前尚不适用于施工控制1.开环施工控制基本原理2.反馈施工控制基本原理日本横滨海湾桥控制流程图3.自适应施工控制基本原理Sakai提出的斜拉桥施工控制系统流程4.最优控制理论应用的问题离散系统方程控制目标问题——控制矩阵Pk,k-1是不断变化的系统的维数也在变二.施工控制的思路开环施工控制反馈施工控制自适应施工控制最优控制结论：自适应控制是目前适用于循环施工桥梁最理想的方法，最优控制不适用于桥梁三.自适应施工控制系统要素1.确定理想状态计算方法确定理想状态的计算方法确定成桥理想状态确定施工步骤的控制目标确定成桥理想状态内部静定结构——连续梁、拱、吊桥结构尺寸、施工方法确定后内力状态随之唯一确定内部超静定结构——斜拉桥、组合拱同样的结构、同样的施工方法，不同索力（吊杆力）可以获得不同内力状态最优问题——内力最小、应力最小、弯曲能量最小、材料最省、造价最省确定性问题——刚性支承连续梁最优成桥状态确定算法影响方程约束条件优化目标方程弯矩最小求斜拉桥最优索力斜索体系是的拉索以未知索力Ti代替；简化后的平面框架结构中，目标函数为：Ti——第i号索力；——Ti=1时的结构弯矩；Mp(s)——恒载作用下的结构弯矩。杆系有限元程序中的处理方法杆端力影响矩阵

{ML}={MLo}+[CL]{T}{MR}={MRo}+[CR]{T}其中：{ML}、{MR}分别是单元在左、右端杆端力向量{MLo}、{MRo}由初始索力引起的杆端力向量{T}是待求的索力修正量[CL]、[CR]就是{T}对{ML}，{MR}的影响矩阵

确定施工目标的计算方法倒拆法无法考虑徐变某些步骤构造上无法实现倒拆、正装综合法叠代不一定能收敛无应力状态法适用于钢桥的构件预制不能确定每个施工阶段的状态需要多次调索确定施工目标的计算方法简化做法施工阶段斜拉索索力等于节段重量的一半加施工机具重量按照上述索力进行正装模拟计算，局部调整索力标高按模拟计算结果设预拱度缺点——施工状态与成桥理想状态脱节2.施工过程碧模拟计算施工过程焰模拟计算计算程火序——惧有限元左程序我国：平浮面杆系程欺序国外：漫空间计嗓算程序父开始应候用考虑的堂因素模拟施工辫构件的安芹装及拆除妹过程各种线都形预应豆力钢筋阳的张拉稻过程不同预制耕龄期、加索载龄期下胆构件的收转缩徐变结构的内非线性秒因素温度影响3.最优控制拼调整量计累算最优控制众调整量计缎算控制目妥标——织应力、励标高调整手有段——绿索力、宜预应力董、标高计算思层路——匆优化方王法优化目标幕——残余宝误差最小节、能量最缎小、调整形的功最小约束条件包——调整怪必须在材货料强度允柿许范围内夸、残余误欧差在允许雀范围内优化计染算原理影响方程约束条件优化目标方程线性优真化方法影响方程优化目标方程非线性优彩化方法影响方程优化目标方程约束条件位移残愈差最小索力残差休最小4.计算畜模型参数估计计算模型参数估计灶算法待估计参丝式数——构步件重量、裁刚度、徐框变系数、愈预应力损尾失计算思跌路——杂优化方鸣法测量变近量——糖索力、虫标高、忌应力优化目标慌——误差哪最小约束条件抢——参数颜在物理常爸识范围内参数估三计计算松原理影响方程优化目标方程约束条件参数估雁计方法渔分类一类是基肤于误差最赖小化的算眉法，如最矿小二乘法一类是基田于状态估户计理论的戏算法，如纽奉扩展卡尔拴曼滤波法存在的问旋题：参数的灵桑敏度不高测量数据眉不够参数估史计的变熔量分离测量时刻俭选定1.挂棉篮移动琴定位立扎模前的和时刻；2.挂期篮移动共定位立波模后的练时刻；3.节段斩混凝土浇静筑前的时长刻；4.节段类混凝土浇钞筑后的时筝刻；5.张度拉斜拉线索前的谱时刻；6.张挪拉斜拉逝索后的幻玉时刻；弹性模余量混凝土超积重索力误差5.测窑量系统待测量蚂变量标高—石—激光回束、连奸通管、垂度—能—激光揭束索力——列随机振动召法应力——率钢弦应力序计自动测量年系统自适应施获工控制系椒统流程四.不同胡类型桥梁脖控制特点自适应浴控制方场法、反趋馈控制篮方法只马适用于洲有循环苦的节段质施工方娃法即使采警用节段贷施工，贼不同桥喉型也有廊不同特般点，必韵须采用逮不同的竭对策1.悬臂欧浇筑混凝保土斜拉桥施工特点麻：结构参赏数的准抓确性较肠差，而袋且要等有到节段逼施工完听成后才驶能确定主梁的辆刚度较脑大，节遮段的局郑部变形厦很小，沾索力调兴整对局时部线形族的调整药作用很凝小调整范围坊受到混凝近土应力的纤限制挂篮刚工度对局敲部变形引有较大告影响，耕长挂篮导在混凝膀土浇筑循节段参室与结构抚受力未施工节踩段的立模绝标高可以扒任意确定河，与已浇故筑梁段无怜关悬臂浇且筑混凝翼土斜拉足桥控制伶对策1．对于罢已建成梁踪蝶段的线形产误差在一村定程度上催可以通过辅斜拉索索赔力的调整战来纠正，互但是，由罚于主梁刚院度较大，顽不可能通耻过索力调血整纠正所狂有误差。聋残余的误效差可以通蛾过下一节捎段的立模奥标高来调曲整。2．及匙时识别北误差产满生的原踩因，估素计计算刻程序参菊数的实炉际值，蛇主要是腿混凝土擦的弹性迈模量、翅材料的泄比重、辨徐变系榴数等，照重新计喇算未浇扯筑梁段造的预拱黄度，修基改施工弃阶段索爬力及相尚应的标浸高目标守值，避置免出现岛新的误舅差。悬臂浇筑咬混凝土斜会拉桥控制厌对策3．由盼于立模旦标高可绩以随时房诚调整，沸索力值鸣应该作虚为控制克的依据毕，某节腰段标高某只要控桐制在允宝许范围悔之内即勿可认为润满足要晋求。如判果索力遮到达设吐计值时竖标高同判时达到览预计值碌，说明帮计算模叛型与实链际结构静是吻合紧的，否塞则，说从明两者霞之间存绒在差异秋，必须非对参数岔进行重仁新估计浮。4．挂牵篮刚度梳只影响巷正在浇招筑的梁份段标高害，但由因此引起陶的误差找将永远纠存在于螺主梁线努形中，屠必须考作虑钢筋旅骨架对钱挂篮刚锈度的影步响。自适应花控制思派路在瓯宁江二桥刑施工收控制中瞧的应用工程概况瓯江二桥滴计算工况隶表控制目标控制的编最终目披标是：让使成桥抗后的线报形与设芽计线形步所有各似点的误搁差均控赚制在4史厘米范俗围之内浮，且烦斜拉索裂索力与柜设计值闷的误差滚控制在迎5%范小围之内亭。每一施工糖步骤中的驶误差控制垫水平：斜拉索张提拉索力与削理论预报且值的相对否误差应控右制在2甩%以内；挂篮定沙位标高缩慧与预报竟标高之替差控制欲在1厘畅米以内和；斜拉索吓张拉完蚊后，如桂梁端测绞点标高勉与控制渗预报标衡高之欣差超过揉4厘米缸，需研为究调整哪方案，叛确定索刺力调整眨措施。观测变量脉为：标高杰、索力、绍塔顶水平仙位移、主屿梁及塔身蛇的局部温感度场和应观力场；混呈凝土徐变较系数和弹矛性模量测惠试试验；在悬臂婆浇筑之纱前对挂红篮进行骡了现场洋预压试逐验。控制措施免：斜拉索永的索力及惧梁段的立回模标高。测量值和间控制措施控制实施施工初期（0-3#节段）参数估计：自重集度、弹性模量、挂篮刚度调整预报值：每对斜拉索增加初始索力30吨施工中企期（4-1如2#节段）按预报璃值进行径正常施灭工施工后湿期（12#节段以程后）参数估计晴：自重集渐度估计调整预报损值：斜拉赴索索力初陵始值调回钩到设计值控制结马果全桥按琴照预计垃的目标轿合拢；全桥的坊线形除格少数节展点外，轿所有节琴点标高镰与设计旨线形的战误差均现在4厘米以苗内；除南塔边对跨13、14#索因为边疫跨和中跨成发生了贫不对称变鸽形，在施耕工过程中晶进行了补恭张拉外，邀斜拉索均耗是在节段恢施工中张威拉到位合拢后霉只对两闹根索由迈于上下右游索力悠有较大廉差异进匠行了很异小的补帝张拉。2.悬未臂拼装嘱混凝土杰斜拉桥施工特点印：主梁每族个节段艺的定位誓标高受柏到预制侮线形的谈限制，往只能通限过接缝本间的契医块调节米，余地久很小，全部节段瞎的重量在料拼装前可笼以预先获烈得，没有挂篮跪变形的影眼响。悬臂拼装拼混凝土斜前拉桥控制别对策由于定冈位标高政可调余端地较小梯，拼装颤阶段的敞线形应淘该作为大控制的京主要依睬据，如烟果标高慨到达设代计值时途索力同鼻时达到禽预计值宁，说明杆计算模凡型与实覆际结构造是吻合悦的，否锡则，说盼明两者俯之间存口在差异蓝，必须饺对参数昨进行重讲新估计炼。参数估肥计的对朋象主要贴是主梁穷的刚度丘及徐变喂系数，腰在估计姿后重新施确定每怠阶段的屯张拉索申力。由于没夺有挂篮携刚度及芝节段重孔量误差运，每节绘段吊装捆完成时被，标高翠误差较姨小，可练以通过滨索力调肉整来纠威正。3.结吃合梁斜哭拉桥施工特典点：主梁的孟线形在居钢梁预畏拼装阶唤段已经紧完全确与定，现沾场拼装逆时节段行之间相挡对位置祝几乎没加有调整嫂的余地舌，全部节哈段的重然量在拼捷装前可缝以预先大获得，拼装阶段香钢梁刚度贩很小，索胖力及荷载骨对标高的汇影响非常伞明显，钢梁的抗订拉、抗压层能力均较肾强。结合梁斜餐拉桥控制事对策在确定余施工控坛制目标练时，应饮充分利厕用钢梁肉的抗弯挂能力使巧混凝土乒桥面板旷承担较仅大压应抗力。由于梁段类间相对位龟置不能调原整，某一监梁段的误甘差除影响挤本节段外康，误差的岗趋势还将来影响以后傅的梁段，句因此，拼洋装阶段的疯线形是控辨制的主要卷目标，必迫须在下一银节段拼装译前通过斜厕拉索索力恰的调整来新纠正已建趴成梁段的以线形误差狂，而将索咳力控制在学一定误差助范围内。结合梁声斜拉桥向控制对舍策参数估计驾的对象对右主要是主龙梁的刚度托，特别是圆已安装好年桥面板但绢尚未形成挖结合梁的炮梁段，此题时的刚度晚实际上是溪处于裸钢似梁与结合经梁之间，舒需要通过童参数估计您算法来估蔽计。在参数共估计后蓄应重新兴确定每醉阶段的藏张拉索票力，如递果不进遍行修正介，则在挪以后每熟个阶段毅施工完鹿成时索区力与标绕高均不奥能同时母达到控忆制目标绳，从而邮每次均械需要标俘高调整途，这将宪大大增落加施工吹调索工疼作量。由于线蹈形的主赛要靠索国力调整扯来保证械，但是允索力调佩整必须通在梁体狮强度允烦许的范梦围之内守，因此叛，必须劣分析索染力误差笑对主梁野应力的沾影响，格确保施捏工应力惑控制在翁允许范窝围之内施。4.悬港臂施工绞混凝土乱连续梁悠桥连续梁订线形控完制与斜唱拉桥施就工控制机不同之廊处两者的控他制目标不抽完全相同。混凝土擦连续梁桥倦由于在悬丙臂施工阶锣段是静定绕结构，合黑拢过程中烘如不施加狂额外的压眯重，成桥蛮后内力状腥态一般不蒸会偏离设名计值很多蛇，因此连讯续梁桥施座工控制的丢主要目标书是控制主公梁的线形婶。两者实施盲控制的手娃段不相同。对于艳混凝土柴连续梁渣桥，已落施工梁思段上出判现误差勒时，只制能通过笨张拉预辰备预应芽力束调绳整，而垂这一调俊整量是制非常有宵限的，郊因此，垒一旦出冻现线形占误差，岸误差将福永远存从在，只岸能通过匠立模标享高消除碎已施工哭梁段的廊残余误尽差，有靠时调整锁需经过免几个梁绝段才能四完成。混凝土血连续梁帜桥控制傲对策参数估计范及对计算菊模型的修与正特别重壮要，只有炉与实际施膝工过程相思吻合的计芬算模型计恋算