大跨度桥梁施工控制讲座斜拉桥 悬索桥

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目前尚没有一种算法可直接用于施工控制，控制方法只是一种思路的应用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。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考虑施工过程的影响矩阵法适用于混凝土桥，有时迭代不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.施工裳过程伙模拟痕计算施工拿过程修模拟腰计算计算懒程序熟——汪有限腿元程德序我国粪：平悠面杆蓄系程界序国外度：空差间计拒算程绍序开虏始应压用考虑缝的因用素模拟薯施工横构件冶的安状装及虽拆除速过程各种铃线形艰预应约力钢然筋的毁张拉盾过程不同省预制投龄期疗、加玻载龄太期下切构件时的收牲缩徐轮变结构仔的非顾线性赵因素温度壁影响3.最优僻控制匙调整铃量计岂算最优辆控制共调整骄量计绕算控制妹目标乓——献应力店、标律高调整限手段嗽——零索力化、预警应力朋、标减高计算光思路岂——比优化淡方法优化喜目标围——鸭残余敏误差陈最小疗、能夺量最貌小、捎调整难的功绸最小约束咸条件锤——件调整姑必须赌在材造料强瞒度允惰许范督围内粮、残傅余误玩差在仙允许尝范围禽内优化啊计算识原理影响方程约束条件优化目标方程4.睁计算酿模型参数葱估计计算懂模型参数肿估计观算法待估耕计参敢数—叶—构将件重酿量、性刚度底、徐料变系圆数、钩预应跳力损策失计算岁思路甩——扯优化滤方法测量奖变量勾——长索力锁、标收高、垫应力优化缸目标忘——励误差菜最小约束樱条件烛——置参数陈在物谷理常锈识范个围内参数臭估计弃计算胆原理影响方程优化目标方程约束条件参数壳估计哑方法严分类一类估是基长于误市差最客小化体的算无法，婚如最尺小二勉乘法一类乘是基读于状历态估冻计理着论的何算法稿，如砖扩展宽卡尔答曼滤厕波法存在在的问螺题：参数恶的灵澡敏度牧不高测量膛数据成不够参数刮估计中的变光量分订离测量垄时刻旺选定1.牙挂篮鼓移动倚定位铃立模像前的光时刻蓄；2.丽挂篮森移动稼定位额立模德后的爹时刻仅；3.疏节段眯混凝秆土浇虹筑前视的时队刻；4.黄节段乘混凝总土浇着筑后旺的时慕刻；5.莲张拉教斜拉冬索前就的时盖刻；6.调张拉披斜拉桐索后已的时毯刻；弹性秧模量混凝谎土超治重索力锻误差5.秃测量想系统待测竹量变笋量标高棒—激区光束缓、连碧通管大、G态PS核、全司站仪垂度静—激邻光束礼、全筝站仪索力柔—随诸机振朗动、压磁通印量法辱、光蹦纤光未栅应力受—钢眠弦应快力计亡、光治纤光低栅自动高测量纲系统自适圈应施燥工控雀制系凤统流滩程四.焰不同子类型淡桥梁宋控制虏特点自适帖应控愈制方爸法、惨反馈辫控制邮方法忌只适蚀用于雁有循呢环的领节段话施工利方法即使绝采用茶节段佛施工随，不介同桥风型也刃有不浮同特你点，其必须盏采用挥不同园的对纹策1.进悬臂润浇筑张混凝泉土斜帽拉桥施工指特点陕：结构杀参数晨的准膊确性茄较差隆，而描且要鸟等到弹节段镇施工秋完成祖后才挠能确书定主梁员的刚议度较鱼大，存节段赠的局肿部变辽形很峡小，馒索力伞调整乳对局稼部线停形的崭调整貌作用也很小调整锁范围馋受到拘混凝荐土应抹力的郊限制挂篮作刚度排对局仔部变简形有仆较大碌影响德，长遥挂篮奴在混禾凝土钞浇筑所节段救参与古结构刑受力未施炼工节录段的长立模贼标高翁可以累任意烤确定否，与槐已浇汗筑梁姨段无愉关悬臂躲浇筑座混凝尽土斜魄拉桥滥控制誉对策1．坊对于获已建漠成梁迹段的脉线形茂误差顿在一详定程渣度上码可以拒通过谅斜拉肾索索虑力的牺调整都来纠现正，缘瑞但是吨，由见于主虑梁刚劲度较遥大，伴不可野能通弊过索耀力调糠整纠属正所尚有误彩差。磨残余蒙的误码差可调以通心过下初一节泽段的饰立模哲标高壶来调券整。2．黑及时时识别颠误差馋产生驻的原鸟因，等估计杰计算筑程序斯参数墨的实炸际值曾，主咳要是旦混凝总土的些弹性音模量饶、材录料的吼比重卸、徐化变系过数等洋，重榆新计曾算未下浇筑膏梁段抄的预各拱度兴，修健改施陆工阶浴段索艰力及钞相应和的标稻高目且标值炊，避块免出弟现新亭的误亮差。悬臂渐浇筑哨混凝利土斜盼拉桥侵控制妖对策3．持由于帝立模热标高选可以肃随时刻调整滩，索兆力值躬应该妹作为违控制疯的依牺据，碍某节承段标腔高只允要控齿制在忘允许劲范围役之内蔽即可杀认为狸满足报要求险。如泼果索稀力到慎达设归计值恋时标土高同填时达吼到预劲计值电，说绣明计糖算模电型与群实际绒结构逃是吻暑合的辈，否皮则，顾说明扑两者购之间寒存在宰差异陷，必钻须对济参数养进行放重新阀估计味。4．期挂篮借刚度怜只影制响正认在浇查筑的序梁段亭标高零，但佩由此乘引起雪的误葱差将吴永远冒存在鸽于主短梁线职形中鸡，必姨须考扯虑钢命筋骨液架对忍挂篮业刚度尊的影邀响。自适婶应控至制思指路在训瓯江晋二桥址施套工控射制中获的应泪用工程滴概况控制为目标控制蹲的最观终目杜标是侧：使壁成桥澡后的蛇线形初与设能计线莲形所恶有各爱点的资误差肯均控爸制在竿4厘皂米范轧围之预内，寺且驴斜拉抚索索雅力与兼设计员值的不误差卸控制辟在5仙%范袭围之生内。每一毯施工灿步骤那中的柏误差葬控制赖水平辞：斜拉糠索张墓拉索其力与刮理论学预报名值的喊相对伶误差瓦应控叨制正在2压%以宇内；挂篮虑定位巷标高顺与预削报标工高之炎差控浸制在列1厘货米以量内；斜拉松索张消拉完烤后，竟如梁海端测挡点标铅高与刷控制计预报河标亲高之贪差超宅过4膛厘米说，需栗研究荡调整械方案美，确霸定索涝力调请整措丙施。观测屑变量真为：捕标高叮、索圣力、岭塔顶吓水平帅位移考、主狮梁及退塔身斥的局卡部温稳度场浅和应铃力场绿；混器凝土扫徐变崇系数笨和弹饿性模灰量测阳试试男验；在悬升臂浇按筑之例前对渣挂篮方进行渡了现纠场预补压试肝验。控制瓣措施就：斜洞拉索仓的索弃力及条梁段四的立抬模标孕高。测量喊值和责控制竟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吨施工脱中期伍（4-丸12斯#节段宅）按预隶报值烤进行伯正常惩施工施工闪后期表（12虎#节段充以后催）参数棋估计聪：自牙重集商度估咏计调整滩预报纳值：丹斜拉恨索索灰力初称始值区调回主到设额计值控制叠结果全桥新按照扫预计茎的目末标合倡拢；全桥河的线东形除遗少数浴节点动外，梨所有痒节点承标高带与设吉计线系形的玩误差爽均在4厘米印以内览；除南恳塔边港跨13、14质#索因忠为边捐跨和返中跨我发生迎了极不对猎称变毯形，药在施小工过洞程中卸进行柿了补怠张拉帽外，素斜拉荒索均饮是在拢节段富施工继中张尺拉到聋位合拢张后只鄙对两矩根索雄由于饶上下灿游索脑力有渗较大狗差异昂进行稼了很关小的埋补张筑拉。2.晒悬臂油拼装命混凝同土斜兼拉桥施工董特点挖：主梁葛每个月节段砍的定播位标龟高受歌到预衰制线绪形的粥限制岛，只淋能通盲过接晶缝间锅的契凳块调税节，米余地齿很小颜，全部译节段道的重展量在春拼装贵前可加以预讨先获女得，没有湾挂篮渗变形促的影尤响。悬臂柳拼装俗混凝钩土斜轰拉桥链控制刺对策由于纠定位叨标高典可调廉余地杀较小夸，拼鸽装阶保段的艺线形想应该虽作为剩控制坊的主沸要依残据，营如果杠标高巨到达沿设计拣值时俩索力涝同时险达到忍预计致值，马说明责计算旬模型销与实板际结馋构是批吻合而的，宋否则枣，说怪明两协者之茶间存疼在差麦异，柄必须冈对参基数进磨行重露新估蝴计。参数佳估计撤的对肯象主材要是嫂主梁投的刚宿度及驾徐变屯系数盾，在墨估计渠后重宵新确驾定每美阶段植的张球拉索糕力。由于杯没有适挂篮示刚度蒸及节寺段重诸量误马差，扫每节假段吊挖装完歼成时谎，标产高误渔差较块小，拖可以熔通过临索力誓调整室来纠取正。3.撕大跨填度钢尊斜拉套桥施工顿特点付：主梁楼的线钢形在当钢梁察预拼冒装阶狠段已辫经完浸全确瞧定，趣现场摸拼装肚时节央段之控间相今对位驰置几座乎没矮有调励整的涨余地纵，全部勉节段减的重鼻量在程拼装降前可演以预播先获帖得，拼装羡阶段泄钢梁珠刚度酬很小揪，索俯力及理荷载竹对标自高的沙影响辛非常创明显舒，钢梁洽的抗乳拉、便抗压肺能力修均较占强。大跨房诚度钢握斜拉拥桥控娘制对饿策在确涨定施缸工控执制目杠标时窃，一省般使难用无惧应力康状态榆法。由于千梁段气间相蜘对位愁置不泡能调糠整，盟某一补梁段扁的误董差除驰影响踏本节丸段外隙，误燃差的概趋势防还将估影响模以后烦的梁傲段，抗因此呈，拼改装阶锦段的跌线形勉是控明制的罗主要用目标竿，必微须在邮下一疯节段脖拼装猾前通担过斜画拉索泛索力至的调易整来释纠正示已建庙成梁须段的福线形际误差尿，而肉将索痰力控熔制在雄一定宰误差辜范围宝内。大跨荷度钢丘斜拉邮桥控周制对妄策参数托估计占的对锦象对枣主要赠是主掉梁的纳刚度帅，需碎要通纺过参蚕数估胁计算叛法来姓估计拣。在参悬数估鉴计后欠应重鞠新确坛定每彩阶段猪的张僚拉索陪力，苍如果级不进剑行修渣正，妥则在日以后卧每个拿阶段庭施工国完成捐时索漂力与凯标高壳均不蓬能同烤时达古到控当制目帆标，隶从而叼每次冬均需渣要标味高调桑整，犁这将共大大街增加勉施工轮调索喝工作气量。由于狼线形旬的主形要靠抛索力查调整晌来保斗证，猛但是旁索力耕调整针必须恩在梁灵体强呀度允晒许的洁范围厨之内疼，因皇此，躬必须沉分析枣索力炕误差响对主致梁应病力的缎影响扭，确猛保施跪工应额力控鹅制在决允许驼范围毁之内缩慧。4.持结合胡梁斜槐拉桥施工胶特点封：主梁炮的线竹形在鹿钢梁烛预拼沸装阶鲁段已玩经完征全确列定，逐现场后拼装胃时节覆段之俱间相骑对位胃置几取乎没盖有调忌整的暂余地耳，全部狱节段球的重森量在袜拼装追前可标以预骂先获恼得，拼装浊阶段塌钢梁部刚度健很小弃，索火力及丛荷载票对标逐高的波影响趁非常钻明显餐，钢梁晃的抗滋拉、榴抗压蜂能力绑均较温强。结合捧梁斜渗拉桥抛控制请对策在确皂定施炎工控灭制目嫩标时摔，应熊充分锹利用歼钢梁赶的抗脊弯能炸力使宪混凝散土桥斑面板裁承担兽较大呢压应酸力。由于傍梁段骄间相论对位娱置不豆能调矮整，轻某一中梁段经的误乏差除信影响萝本节馋段外幸，误覆差的蕉趋势意还将游影响朽以后黄的梁挽段，戴因此淹，拼激装阶雄段的统线形梦是控迁制的灶主要河目标殖，必恒须在芬下一域节段景拼装罗前通喘过斜味拉索会索力绒的调骂整来歌纠正扫已建霞成梁闲段的牢线形贤误差事，而搁将索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