高速公路特大橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著橋梁跨度的增大，施工控制問(wèn)題也日益成為設(shè)計(jì)和施工中的關(guān)鍵而備受關(guān)注。本文以太原一澳門高速公路xxx特大橋?yàn)楣こ虒?shí)例，針對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑施工中的結(jié)構(gòu)分析方法、施工中的標(biāo)高控制兩個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。</p><p>　　首先，介紹目前連續(xù)剛構(gòu)橋的概況及現(xiàn)狀和施工控制理論，其中對(duì)連續(xù)剛構(gòu)

2、橋結(jié)構(gòu)分析中的前進(jìn)法和倒退法進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹，通過(guò)對(duì)這兩種方法的討論，提出了簡(jiǎn)單實(shí)用又滿足精度要求的計(jì)算方法。</p><p>　　其次，運(yùn)用MIDAS/CIVIL建立全橋施工過(guò)程分析計(jì)算模型，通過(guò)分析計(jì)算，給出連續(xù)剛構(gòu)橋在施工過(guò)程中位移、內(nèi)力結(jié)果，并對(duì)計(jì)算分析數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)變形等的發(fā)展規(guī)律和變化趨勢(shì)。</p><p>　　再次，預(yù)應(yīng)力混凝上連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑施工線型控

3、制是橋梁懸臂施工中重要的任務(wù)，其施工過(guò)程中標(biāo)高控制水平將影響合攏精度，也是確保橋梁線型符合設(shè)計(jì)要求的決定性工作。在對(duì)立模標(biāo)高的確定、梁體真實(shí)撓度的分析、本節(jié)段撓度分析和累積撓度分析等有關(guān)連續(xù)剛構(gòu)橋線型控制的問(wèn)題進(jìn)行了探討，取得了一些比較實(shí)用的成果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋、施工控制、標(biāo)高</p><p><b>　　Abstract</b></p

4、><p>　　Key words：continuous rigid frame、simulated analysis、the ratio control。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1&

5、lt;/b></p><p>　　1.2連續(xù)剛構(gòu)橋的概況與現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展過(guò)程2</p><p>　　1.2.2連續(xù)剛構(gòu)橋的現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.3連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　1.3連續(xù)剛構(gòu)橋研究的內(nèi)容6</p><

6、p>　　1.4本文研究的主要內(nèi)容7</p><p>　　第2章橋梁結(jié)構(gòu)的施工控制理論8</p><p>　　2.1橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的重要性8</p><p>　　2.2橋梁施工控制內(nèi)容10</p><p>　　2.2.1幾何(變形)控制［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］11</p><p>　　2.2.2

7、應(yīng)力監(jiān)測(cè)［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］12</p><p>　　2.2.3.穩(wěn)定控制12</p><p>　　2.2.4安全控制13</p><p>　　2.3橋梁施工控制方法13</p><p>　　2.3.1開環(huán)控制13</p><p>　　2.3.2閉環(huán)控制13</p><p&g

8、t;　　2.3.3.自適應(yīng)控制15</p><p>　　2.4橋梁施工過(guò)程模擬分析方法16</p><p>　　2.4.1正裝計(jì)算法17</p><p>　　2.4.2倒裝分析法18</p><p>　　2.4.3無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法18</p><p>　　2.5橋梁施工控制的結(jié)構(gòu)分析方法19</p>

9、<p>　　2.6懸臂施工控制中的誤差調(diào)整理論和方法19</p><p>　　2.6.1施工控制誤差分析20</p><p>　　2.6.2參數(shù)識(shí)別的內(nèi)容與方法20</p><p>　　2.6.3狀態(tài)預(yù)測(cè)方法21</p><p>　　第3章連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)分析理論23</p><p>　　4.1

10、xxx特大橋的結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容23</p><p>　　4.2仿真分析基本原理23</p><p>　　4.2.1前進(jìn)分析24</p><p>　　4.2.2倒退分析24</p><p>　　4.3、立模標(biāo)高的確定與調(diào)整26</p><p>　　第4章連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)分析模型29</p><

11、p>　　4.1xxx特大橋的工程概況29</p><p>　　4.2xxx特大橋仿真分析軟件31</p><p>　　4.3結(jié)構(gòu)分析模型32</p><p>　　4.3.1單元?jiǎng)澐?2</p><p>　　4.3.2邊界條件34</p><p>　　4.3.3荷載處理34</p><

12、;p>　　4.3.4材料參數(shù)的選取35</p><p>　　4.4施工階段劃分36</p><p>　　第5章xxx特大橋的計(jì)算結(jié)果38</p><p>　　5.1xxx特大橋的位移計(jì)算結(jié)果38</p><p>　　5.1.1主梁節(jié)點(diǎn)位移變化38</p><p>　　5.1.2最大懸臂階段位移41&l

13、t;/p><p>　　4.1.3全橋合攏后位移41</p><p>　　5.2內(nèi)力計(jì)算結(jié)果42</p><p>　　5.2.1彎距計(jì)算43</p><p>　　5.2.2剪力計(jì)算結(jié)果47</p><p>　　5.4實(shí)測(cè)結(jié)果50</p><p>　　5.4.1主梁控制斷面及測(cè)點(diǎn)布置50&l

14、t;/p><p>　　5.4.2各個(gè)控制斷面應(yīng)力結(jié)果對(duì)比51</p><p>　　第6章xxx特大橋橋的標(biāo)高控制54</p><p>　　6.1標(biāo)高控制的基本概念54</p><p>　　6.1.1設(shè)計(jì)標(biāo)高54</p><p>　　6.1.2竣工標(biāo)高54</p><p>　　6.1.3立模

15、標(biāo)高55</p><p>　　6.2標(biāo)高控制的基本原理56</p><p>　　6.3標(biāo)高的監(jiān)測(cè)方法57</p><p>　　6.3.1測(cè)點(diǎn)布置57</p><p>　　6.3.2觀測(cè)時(shí)間與項(xiàng)目58</p><p>　　6.3.2觀測(cè)周期58</p><p>　　6.4立模標(biāo)高的確定

16、59</p><p>　　6.4.1立模標(biāo)高的絕對(duì)高程形式59</p><p>　　6.4.2立模標(biāo)高的相對(duì)高差形式60</p><p>　　6.5xxx特大橋的標(biāo)高控制結(jié)果61</p><p>　　6.5.1預(yù)拱度61</p><p>　　6.5.2實(shí)際監(jiān)控情況63</p><p>

17、;　　6.5.2合攏情況63</p><p>　　6.5.3全橋合攏后標(biāo)高63</p><p>　　第7章結(jié)論于展望64</p><p>　　7.1主要結(jié)論64</p><p>　　7.2有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題64</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)66</b></p>

18、<p><b>　　第1章緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　橋梁是公路、鐵路、城市道路和農(nóng)村道路及水利建設(shè)中，為道路跨越天然（如河流、湖泊、河谷、峽谷）或人工障礙物而修建的結(jié)構(gòu)物。橋梁是線路的組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。橋梁在交通事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它不僅是保證全線

19、早日通車的關(guān)鍵，而且是在公路總造價(jià)中占主要部分。在國(guó)防上，橋梁是交通運(yùn)輸?shù)难屎恚瑲v來(lái)是兵家必爭(zhēng)的要地；在高技術(shù)、高強(qiáng)度、高合成的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中，它更占有重要地位。近幾十年，由于我國(guó)進(jìn)行改革開放，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)水平的不斷提高，橋梁建設(shè)技術(shù)得到迅速發(fā)展。千里江面上的跨江大橋，現(xiàn)代高速公路迂回交叉中的立交橋，城市道路中的高架橋，城郊高速鐵路橋與輕軌運(yùn)輸中的高架橋，猶如一條條“彩虹”使得天塹變通途，并逐步建立現(xiàn)代化的立體交通網(wǎng)絡(luò)，極大地

20、改變了我國(guó)的交通狀況，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，方便了廣大人民群眾的生活。在這些橋梁中，不僅有華麗富貴的斜拉橋，氣勢(shì)雄偉的懸索橋，鋼筋鐵骨的鋼橋，體形優(yōu)美、歷史悠久的拱橋，還有外表樸實(shí)、適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便的梁式橋、剛架橋、連續(xù)剛構(gòu)橋。[]</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是六十年代混凝土連續(xù)梁和T型剛構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的墩梁固結(jié)的一種新型連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，即保持了連續(xù)梁無(wú)伸縮縫，行車平順的優(yōu)點(diǎn)，又保持了T型剛構(gòu)不設(shè)

21、支座，不需轉(zhuǎn)換體系的優(yōu)點(diǎn)，且有很大的順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度，它利用高墩的柔度來(lái)適應(yīng)結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變和溫度變化所引起的位移，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求，因此在過(guò)去的二十年內(nèi)，連續(xù)剛構(gòu)橋體系得到了迅速發(fā)展，最大跨徑的紀(jì)錄一再被刷新[]。連續(xù)剛構(gòu)橋梁跨徑的增大，也帶動(dòng)了結(jié)構(gòu)分析理論的發(fā)展，也帶動(dòng)了相關(guān)課題的進(jìn)一步深入研究。</p><p>　　大跨度公路橋梁建設(shè)成就是我國(guó)綜合國(guó)力和科技進(jìn)步的綜合表

22、現(xiàn)，是我國(guó)土木工程技術(shù)進(jìn)步和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，是橋梁工作者集體智慧的結(jié)晶?？v觀大跨徑橋梁的發(fā)展趨勢(shì)，可以看到我國(guó)公路橋梁建設(shè)必然迎來(lái)更大的建設(shè)高潮。公路橋梁建設(shè)將在“三條戰(zhàn)線”上排兵布陣，除繼續(xù)修建中東部江河上的信道工程外，“西進(jìn)”建設(shè)深溝峽谷、青藏高原、黃土高坡、大漠戈壁地區(qū)等特殊環(huán)境下的橋梁工程，“東進(jìn)”跨越渤海灣的跨海工程、長(zhǎng)江口跨海工程、杭州灣跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程以及跨越瓊州海峽工程。另外還有洋山港東海大橋、舟山大陸連島

23、工程。東海大橋是我國(guó)第一座真正意義上的跨海大橋，杭州灣大橋是我國(guó)民營(yíng)資本投入最多的跨海公路大橋，舟山連島工程西堠門大橋是我國(guó)在建的最大跨徑懸索橋。</p><p>　　我國(guó)大跨徑公路橋梁的建設(shè)進(jìn)入一個(gè)輝煌時(shí)期，并且取得了舉世矚目的成就。從在建和已建成的世界各類大跨徑橋梁前十名的排序中就可以看出，我國(guó)大跨徑橋梁建設(shè)水平已躋身于國(guó)際先進(jìn)行列。</p><p>　　1.2連續(xù)剛構(gòu)橋的概況與現(xiàn)狀&

24、lt;/p><p>　　1.2.1連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　連續(xù)剛構(gòu)橋是在連續(xù)梁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)體系。橋的主要區(qū)別在于柔性橋墩的使用，使結(jié)構(gòu)在豎向荷載的作用下墩臺(tái)。并且連續(xù)剛構(gòu)可以通過(guò)高墩的柔度來(lái)適應(yīng)結(jié)構(gòu)由于預(yù)應(yīng)力、混凝土以及溫度變化等因素產(chǎn)生的位移，使結(jié)構(gòu)受力更加合理。理論研究和實(shí)踐均表明，連續(xù)剛構(gòu)橋梁由于墩梁固結(jié)整體性好，具向和橫向剛度，受力性能良好，跨越能

25、力大，能夠充分發(fā)揮高強(qiáng)材料于養(yǎng)護(hù)，更適合運(yùn)用懸臂澆注法進(jìn)行施工</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段，即早期和現(xiàn)代。早摻的橋梁主要是五十年代以后到六十年代末修建完成的，代表性的橋梁有西V的布倫茨橋、莫賽爾橋和本道夫橋，英國(guó)的麥德威橋等?，F(xiàn)代有代表性的楊梁是日本的濱名大橋、浦戶大橋等，它們?nèi)窃谄呤甏院笸瓿傻摹?lt;/p><p>　　早期修建的剛構(gòu)橋，從結(jié)構(gòu)形式看

26、，其中大多數(shù)是多跨且在跨中設(shè)鉸。鉸的作用是用以傳遞剪力和保證梁的自由伸縮，一但從結(jié)構(gòu)受力看，在混凝土徐變收縮和日照溫差影響下鉸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生經(jīng)常的剪力，梁內(nèi)也產(chǎn)生相應(yīng)的附加內(nèi)力，結(jié)構(gòu)受力不利。從使用性能看，由于鉸的設(shè)置，使路面在鉸接處斷開，當(dāng)預(yù)拱度設(shè)置不當(dāng)時(shí)，橋上縱坡會(huì)因此呈波浪形，對(duì)外觀與使用均帶來(lái)不利。五十年代末期跨中設(shè)有鉸的T型剛構(gòu)橋逐漸減少，而跨中帶掛梁的預(yù)應(yīng)力T型剛構(gòu)橋逐漸增多。以梁換鉸后，避免了鉸接T構(gòu)的許多缺點(diǎn)，而且使恒載彎矩降

27、低，尤其是大大緩和了由于預(yù)拱度設(shè)置不當(dāng)帶來(lái)的橋上縱坡折線變化，同時(shí)懸臂減短也相應(yīng)減少了徐變撓度。</p><p>　　隨著跨度的不斷增大，早期的預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋，活載撓度將明顯增加。為克服以上缺點(diǎn)，六十年代末期，預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋在結(jié)構(gòu)形式上發(fā)生了一些變化，除了主孔仍在跨中設(shè)鉸或設(shè)掛梁外，邊孔大多布置成連續(xù)或部分連續(xù)的形式，用以減少主孔跨中撓度值。同時(shí)將橋的縱斷面布置成弓背式，將縱坡的頂點(diǎn)設(shè)在主孔中間鉸

28、處，這樣即使徐變撓度超出預(yù)計(jì)</p><p><b>　　值也不會(huì)影響使用。</b></p><p>　　八十年代以后，特別是九十年代以來(lái)，隨著高速公路的迅速發(fā)展，要求行車平順舒適，連續(xù)梁得到了迅速的發(fā)展。懸臂施工時(shí)，梁墩臨時(shí)固結(jié)，合龍后梁墩處安設(shè)支座，轉(zhuǎn)換體系成為連續(xù)梁。連續(xù)梁除兩端外其余部位無(wú)伸縮縫，有利于行車，但需設(shè)置大噸位支座，費(fèi)用高，養(yǎng)護(hù)工作量大;同時(shí)要進(jìn)行

29、梁墩臨時(shí)固結(jié)和體系轉(zhuǎn)換。于是連續(xù)剛構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，近年來(lái)得到較快的發(fā)展。連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是梁體連續(xù)、梁墩固結(jié)，即保持了連續(xù)梁無(wú)伸縮縫、行車平順的優(yōu)點(diǎn)，又保持了T型剛構(gòu)不設(shè)支座的優(yōu)點(diǎn)，方便施工，且有很大的抗彎剛度和抗扭剛度，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求。我國(guó)自1988年建成主跨180m的連續(xù)剛構(gòu)橋一廣東洛溪大橋之后，相繼建成了滬州長(zhǎng)江二橋(主跨252m)、重慶黃花園大橋(主跨250m)以及當(dāng)時(shí)主跨跨度為世界第一位的虎門輔航道橋(主跨270

30、m)等一批大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋等，這種橋型在我國(guó)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。</p><p>　　目前世界上處于第一位的是挪威于1998年底建成的Stolma橋，其主跨為301m。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已提出了跨徑318m的伶仃洋通道橫門東航道連續(xù)剛構(gòu)方案，可以相信不久以后，跨徑超過(guò)300m的連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⒃谥袊?guó)出現(xiàn)。</p><p>　　1.2.2連續(xù)剛構(gòu)橋的現(xiàn)狀</p><p>　　連

31、續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是梁體連續(xù)、梁墩固結(jié)，既保持了連續(xù)梁橋伸縮縫的優(yōu)點(diǎn)，又保持了T形剛構(gòu)橋不設(shè)支座、不需要體系轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)，施工方便，且有很大的順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度，能滿足特大跨徑的受力要求。</p><p>　　連續(xù)剛構(gòu)橋橋型首先是在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的，1964年采用懸臂施工方法建成的主跨208米的聯(lián)邦德國(guó)本道夫（Benforf）橋，是世界上第一座帶鉸的連續(xù)剛構(gòu)橋，采用2.8米寬的柔性墩。隨著建筑材料和施工方法

32、的進(jìn)一步發(fā)展，1979年巴拉圭建成主跨179米的阿松星（Asrncion）橋，1984年英國(guó)建成主跨190米的奧威爾（Ovwell）橋，美國(guó)的休斯頓（Houston）橋，瑞典的比艾施納（Biaschina）橋和阿根廷的塞塔鮑爾（Setuba）橋相繼建成，其中阿根廷的塞塔鮑爾橋主跨140米，雙薄壁墩厚僅為0.5米。這些橋梁的建成，有力的推動(dòng)了連續(xù)剛構(gòu)橋計(jì)算理論的發(fā)展，提高了該橋型在橋梁建設(shè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，將連續(xù)剛橋的發(fā)展推向高潮。</p

33、><p>　　國(guó)外己建成的跨徑大于200m的連續(xù)剛構(gòu)橋如表1-1所示。</p><p>　　國(guó)外大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋（L≥200m） 表1-1</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在國(guó)內(nèi)發(fā)展較晚，我國(guó)從上世紀(jì)八十年代才開始建設(shè)這種新的橋型，經(jīng)過(guò)進(jìn)二十年的發(fā)展，在設(shè)計(jì)、施工等部分領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。廣州洛溪大橋的建成通車，標(biāo)志著這種橋型在我

34、國(guó)得以廣泛應(yīng)用和推廣。廣州洛溪大橋主跨180m，雙薄壁墩高約30米，厚2.2米。1939年建成的濟(jì)南東明黃河大橋，主橋結(jié)構(gòu)為：75+7×120+75米；1995年建成湖北省黃石大橋，主跨為245米；1997年建成的虎門大橋，主跨270米，雙薄壁墩箱形墩高35米，每片墩身厚度為3米，薄壁為0.5米。隨著建筑材料、錨具等的發(fā)展，以及施工建設(shè)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)，在我國(guó)連續(xù)剛構(gòu)橋已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。[馬保林.

35、高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋.北京:人民交通出版社,2001]</p><p>　　國(guó)內(nèi)己建成的跨徑大于150m的連續(xù)剛構(gòu)橋如表1-2所示。</p><p>　　國(guó)內(nèi)大跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋（L≥150m) 表1-2</p><p>　　1.2.3連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從目前國(guó)內(nèi)、外連續(xù)剛構(gòu)橋梁發(fā)展情況看，未來(lái)連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展

36、趨</p><p>　?。?）跨徑可進(jìn)一步加大</p><p>　　國(guó)外已經(jīng)建成主跨跨徑達(dá)301m的斯托爾瑪（Stolmasund）橋，我國(guó)也建成了主跨為270m的虎門大橋輔航道橋，可以預(yù)期在不久的將來(lái)連會(huì)取得跨度上的新突破。</p><p>　?。?）上部結(jié)構(gòu)不斷輕型化</p><p>　　高強(qiáng)輕質(zhì)、具有良好耐久性的混凝土上世紀(jì)60年代后就

37、在國(guó)外應(yīng)用并取得了成功。斯托爾瑪橋和阿夫特橋均采用了輕質(zhì)混凝土，采材料減輕上部結(jié)構(gòu)自重也是橋梁向大跨徑邁進(jìn)的必由之路。</p><p>　　（3）簡(jiǎn)化預(yù)應(yīng)力束類型</p><p>　　大噸位錨固張拉系統(tǒng)，更多樣化的預(yù)應(yīng)力束以及更完善的布置方式多的在連續(xù)剛構(gòu)橋中得到應(yīng)用。</p><p>　?。?）高墩大跨剛構(gòu)橋增多</p><p>　　隨著我

38、國(guó)西部開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西部的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)必將大力發(fā)展區(qū)，公路沿線地形變化復(fù)雜，地貌起伏大，架設(shè)在陡坡深谷之間的高將日益增多，連續(xù)剛構(gòu)橋因其力學(xué)的合理性、與山區(qū)環(huán)境的協(xié)調(diào)性、等特點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景，隨著高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展，高墩大跨剛構(gòu)橋必然增多。</p><p>　　1.3連續(xù)剛構(gòu)橋研究的內(nèi)容</p><p>　　隨著高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展，高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋日益增多，但其建設(shè)經(jīng)<

39、/p><p>　　研究資料還相應(yīng)較少，設(shè)計(jì)和施工中需要解決問(wèn)題還很多，如：高墩的特柔</p><p>　　結(jié)構(gòu)的影響、特高橋墩合理的結(jié)構(gòu)形式、施工中的穩(wěn)定性分析與施工控制的與方法等。目前該橋型還需要進(jìn)一步研究的技術(shù)內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）研究薄壁空心高墩的柔度、風(fēng)載、變形、日照、扭曲對(duì)上部結(jié)構(gòu)的，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定合理的橋墩形式和尺寸；&

40、lt;/p><p>　?。?）研究薄壁空心高墩的施工穩(wěn)定性、懸澆施工的穩(wěn)定和全橋墩的穩(wěn)定，確定適用跨徑和合理墩高；</p><p>　?。?）研究高墩剛度及風(fēng)載對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。大跨高墩連續(xù)剛構(gòu)橋采用空心墩時(shí)，不同高度的墩身將對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響。此外，隨著薄壁的增高，墩身的縱、橫向迎風(fēng)面積逐漸增加，也將對(duì)下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的不響。分析研究這些影響因素對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)有十分重要的意義

41、；</p><p>　　（4）研究薄壁空心高墩施工與上部主梁懸澆施工的控制及保證措施，記錄各方面的資料，以便補(bǔ)充或完善設(shè)計(jì)文件。</p><p>　　因此，本課題的研究具有明顯的實(shí)用價(jià)值和重要的工程意義，是十分必要的。</p><p>　　1.4本文研究的主要內(nèi)容</p><p>　　結(jié)合xxx大橋施工控制實(shí)踐，介紹了高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施

42、土線形控制理論在土程實(shí)踐中的具體實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)主梁在三個(gè)階段（即立模階段、混凝土澆筑后階段和預(yù)應(yīng)力張拉階段）實(shí)測(cè)撓度值和理論計(jì)算值的對(duì)比分析，總結(jié)出主梁撓度變形規(guī)律。針對(duì)xxx大橋高墩大跨的特點(diǎn)，對(duì)預(yù)應(yīng)力等效荷載法在高墩柔性結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及施土臨時(shí)荷載和溫度效應(yīng)對(duì)該橋型線形控制的影響進(jìn)行了深入分析，得出了若干有益的結(jié)論，為同類橋梁的設(shè)計(jì)與施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　第2章橋梁結(jié)構(gòu)的施工控制理論</

43、p><p>　　2.1橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的重要性</p><p>　　19世紀(jì)中期以前，橋梁一般采用有支架施工。在整個(gè)施工過(guò)程中，主梁處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)橋梁的主梁來(lái)說(shuō)，有支架施工是最簡(jiǎn)單、最可靠的施工方法。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橋梁的跨度不斷增大，尤其對(duì)跨越大江大河和峽谷的橋梁，若仍然采用有支架施工施工方法，將變的非常概念困難，甚至是不可能。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，19世紀(jì)中期，美國(guó)等國(guó)家修建了為

44、數(shù)不多的連續(xù)桁梁，在建設(shè)和使用過(guò)程中，由于溫度變化和墩臺(tái)沉陷等影響，尤其是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)理論非常復(fù)雜，使連續(xù)鋼桁梁的應(yīng)用受到影響。后來(lái)在連續(xù)梁中采用鉸構(gòu)造，把連續(xù)桁梁轉(zhuǎn)化為靜定的懸臂桁梁，從此懸臂桁梁獲得廣泛應(yīng)用。懸臂桁梁的出現(xiàn)解決了當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)上的困難，在施工中采用懸臂法架設(shè)桁梁，其施工階段的應(yīng)力狀態(tài)與營(yíng)運(yùn)階段的應(yīng)力狀態(tài)一致，給懸臂施工即無(wú)支架施工方法提供了有力的理論依據(jù)，使懸臂施工得以廣泛采用。與此同時(shí)，懸索橋以它固有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，

45、使它在19世紀(jì)及20世紀(jì)中期成為大跨度橋梁采用的唯一橋型。當(dāng)時(shí)美國(guó)修建的懸索橋最多，其中紐約布魯克林橋(Brooklyn Bridge，建于1869-1883，跨徑486m)最為有名。懸索橋的修建給工程界纜索吊機(jī)施工方法很大啟發(fā)，以</p><p>　　大跨度橋梁施工一般采用分階段逐步完成的施工方法，在分段施工中，橋梁結(jié)構(gòu)一般由梁段的鋼結(jié)構(gòu)或混凝土構(gòu)件組成，借助緊固件或預(yù)應(yīng)力鋼筋將梁段連成整體。與橋梁整體施工法相

46、比，橋梁結(jié)構(gòu)分段施工是指橋梁結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件是由稱之為梁段的單個(gè)塊件，按照預(yù)制或者現(xiàn)澆（混凝土梁橋）的方式分段連接成整體的施工過(guò)程。</p><p>　　分段施工最古老的形式是分段懸臂施工。懸臂施工的歷史可以追溯到公元四世紀(jì)，位于日本光城的肖岡橋（Shogun）是有史以來(lái)最古老的一座懸臂橋。19世紀(jì)末，隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展，金屬構(gòu)件預(yù)制技術(shù)結(jié)合懸臂施工在許多橋梁中獲得成功，例如著名的英國(guó)福思灣橋和加拿大魁北克

47、橋。這些橋梁建筑物足以證明早期分段施工概念的成功運(yùn)用。</p><p>　　現(xiàn)代混凝土橋梁的分段施工，得益于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展。法國(guó)預(yù)應(yīng)力之父Freyssinet在1945至1948年間率先在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中采用預(yù)制分段施工方法，并在巴黎附近的馬恩河上先后架起了五座采用預(yù)制分段施工的預(yù)應(yīng)力混凝土橋。此后不久，德國(guó)工程師Finsterwald在建造跨越萊茵河的Worms橋時(shí)，首創(chuàng)預(yù)應(yīng)力混凝土懸梁橋掛籃澆注的分段施工

48、新技術(shù)，并使預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋首次突破100m跨度。1952年，繼采用懸臂拼裝方法修建跨越萊茵河的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁后，懸臂拼裝施工體系很快在德國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。從1950年到1965年的15年間，歐洲建成了300多座跨徑在76m以上的懸臂施工混凝土橋梁。至此，分段施工方法開始在世界其它地方盛行。</p><p>　　我國(guó)在橋梁分段施工方面起步較晚。20世紀(jì)50年代初期，我國(guó)開始在橋梁結(jié)構(gòu)中采用預(yù)應(yīng)力混凝土工藝

49、，建造了相當(dāng)數(shù)量的中小跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋， 20世紀(jì)50年代中期，懸臂施工方法從鋼橋施工引申到混凝土梁橋施工，從而使預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋得到了很大的發(fā)展。［葛耀君.分段施工橋梁分析與控制 ］</p><p>　　近幾十年來(lái)，現(xiàn)澆或預(yù)制分段施工工藝己經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展，成為主要的施工方法。分段施工方法的采用，使得施工控制逐漸成為了橋梁施工中不可缺少的重

50、要部分。</p><p>　　對(duì)于大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋，從基礎(chǔ)施工到通車運(yùn)營(yíng)，主要經(jīng)歷了下部施工、主梁懸臂施工、全橋合攏及橋面系施工等環(huán)節(jié)。盡管按照現(xiàn)有較為成熟的理論可以方便地求出主梁各施工階段的變形值及預(yù)拱度，但結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形卻未必能達(dá)到預(yù)期結(jié)果，主要是由于各種因素的直接或間接影響，如設(shè)計(jì)計(jì)算所采用材料的彈性模量、設(shè)計(jì)強(qiáng)度、混凝土的收縮徐變系數(shù)、截面尺寸及施工荷載等，與實(shí)橋工程所表現(xiàn)的相應(yīng)參數(shù)不完全一致，或施工中不

51、可避免的立模誤差、測(cè)量誤差、預(yù)應(yīng)力張拉觀測(cè)誤差等，使得實(shí)際橋梁在施工過(guò)程中的每一狀態(tài)不可能與設(shè)計(jì)狀態(tài)完全一致，結(jié)構(gòu)的受力及變形過(guò)程表現(xiàn)為非平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程。上述偏差隨連續(xù)剛構(gòu)懸臂的不斷伸長(zhǎng)而逐漸積累，如不加以控制和調(diào)整，主梁標(biāo)高將顯著地偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)，造成合攏困難，并影響成橋內(nèi)力和線形。</p><p>　　橋梁施工控制即是對(duì)施工中的重要環(huán)節(jié)及過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，以保證施工過(guò)程結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)，以及根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)

52、，對(duì)利用各種測(cè)試及監(jiān)測(cè)手段獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤修正計(jì)算，給出后續(xù)各施工階段的標(biāo)高及內(nèi)力反饋數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)和控制施工，保證橋梁線型和內(nèi)力符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　對(duì)小跨度簡(jiǎn)單橋型，采用開環(huán)控制即可起到很好的效果；對(duì)于大跨度橋梁，必須及時(shí)糾正實(shí)際施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)理想狀態(tài)之間的誤差，需要采用反饋控制或自適應(yīng)控制方法，才能使線型和內(nèi)力最大限度地接近設(shè)計(jì)理想狀態(tài)。反饋控制或自適應(yīng)控制都是建立在結(jié)構(gòu)已施工部分的大量實(shí)測(cè)

53、值基礎(chǔ)之上，這些實(shí)測(cè)值包括各塊段應(yīng)力、標(biāo)高及溫度等。對(duì)實(shí)橋進(jìn)行及時(shí)有效地監(jiān)控，不僅可以避免施工過(guò)程中的不安全因素，而且可以為豐富設(shè)計(jì)理論、完善施工技術(shù)以及保證施工質(zhì)量提供可靠的技術(shù)保障。</p><p>　　結(jié)構(gòu)的應(yīng)力(包括混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力等)監(jiān)測(cè)是施工監(jiān)控的主要內(nèi)容之一，它是施工過(guò)程的安全預(yù)警系統(tǒng)。連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)某指定點(diǎn)的應(yīng)力，隨著施工的推進(jìn)，其值不斷變化。在某一時(shí)刻的應(yīng)力值是否與分析(預(yù)測(cè))值一致，是否處

54、于安全范圍是施工控制必須關(guān)心的問(wèn)題，解決的辦法就是進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，就應(yīng)立即停止施工，查找原因并及時(shí)處理。</p><p>　　總之，大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)與施工高度耦合，且設(shè)計(jì)與施工狀態(tài)的差異在所難免，因此，必須對(duì)施工過(guò)程的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)有關(guān)控制參數(shù)加以調(diào)整和控制，以保證成橋狀態(tài)最大程度地接近設(shè)計(jì)期望。</p><p>　　2.2橋梁施工控制內(nèi)容</

55、p><p>　　橋梁施工控制的任務(wù)就是對(duì)橋梁施工過(guò)程實(shí)施控制，確保在施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形始終處于容許的安全范圍內(nèi)，成橋狀態(tài)(包括成橋線形與成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力)符合設(shè)計(jì)要求。橋梁施工控制的目標(biāo)可以分為兩個(gè)部分：成橋狀態(tài)總目標(biāo)和施工過(guò)程中的分目標(biāo)，各個(gè)目標(biāo)必須包括應(yīng)力狀態(tài)和線形狀態(tài)。</p><p>　　對(duì)于采用了掛籃懸臂施工的高墩大跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋，如果在施工過(guò)程中不采取嚴(yán)格的監(jiān)控手段，將

56、無(wú)法保證工程質(zhì)量和安全，有時(shí)甚至可能造成嚴(yán)重事故。對(duì)于分節(jié)段懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋來(lái)說(shuō)，施工控制就是根據(jù)施工監(jiān)測(cè)所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)測(cè)值進(jìn)行施工階段計(jì)算，確定出每個(gè)懸澆節(jié)段的立模標(biāo)高，并在施工過(guò)程中根據(jù)施工監(jiān)測(cè)的成果進(jìn)行誤差分析，對(duì)下一節(jié)段立模標(biāo)高進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)整，以此來(lái)保證施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形始終處于容許的安全范圍內(nèi)，使得合攏段兩懸臂端標(biāo)高的相對(duì)偏差不大于規(guī)定值，最終成橋后的橋面線形以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。施工

57、標(biāo)高控制過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的預(yù)拱度控制過(guò)程，施工階段的標(biāo)高狀態(tài)必須根據(jù)施工模擬計(jì)算所得的撓度反向確定。</p><p>　　橋梁施工控制圍繞上述控制任務(wù)而展開，不同類型的橋梁，其施工控制工作內(nèi)容不一定完全相同，但從總體上來(lái)看，均包括下列幾個(gè)方面。</p><p>　　2.2.1幾何(變形)控制［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　不論采用什么施工方法，橋

58、梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中總要產(chǎn)生變形(撓曲)，并且結(jié)構(gòu)的變形將受到諸多因素的影響，極易使橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的實(shí)際位置(立面標(biāo)高、平面位置)狀態(tài)偏離預(yù)期狀態(tài)，使橋梁難以順利合龍，或成橋線形與設(shè)計(jì)要求不符，所以必須對(duì)橋梁施工過(guò)程實(shí)施控制，使其結(jié)構(gòu)在施工中的實(shí)際位置狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)之間的誤差在容許范圍內(nèi)，保證成橋線形狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　線形控制分為兩個(gè)方面:一是平面線形控制，即控制橋梁軸線在平面上的走向符

59、合設(shè)計(jì)要求，這對(duì)于直線梁橋相對(duì)容易，而對(duì)于彎梁橋，則必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，通過(guò)采用適當(dāng)?shù)姆椒ú拍茏龅?；二是豎向線形控制，一般是在梁體同一個(gè)截面的表面上選取若干個(gè)點(diǎn)，通過(guò)控制這些點(diǎn)的標(biāo)高來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線形的控制，同時(shí)也可以控制扭曲。豎向線形必須符合設(shè)計(jì)要求，如果豎向線形控制不好，不僅僅造成合攏困難，而且由于強(qiáng)行合攏，還會(huì)使得梁體內(nèi)力分布不合理，預(yù)應(yīng)力筋偏角增大，甚至橋面縱向產(chǎn)生起伏，影響橋梁外觀，嚴(yán)重的話，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)過(guò)程中梁體的某些截面的荷載超過(guò)設(shè)計(jì)

60、要求。</p><p>　　橋梁施工控制中的幾何控制總目標(biāo)就是達(dá)到設(shè)計(jì)的幾何狀態(tài)要求，最終結(jié)果的誤差容許值與橋梁的規(guī)模、跨徑大小、技術(shù)難度等有關(guān)，目前還沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定，需根據(jù)具體橋梁的施工控制需要具體確定。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)。</p><p>　　2.2.2應(yīng)力監(jiān)測(cè)［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p>&l

61、t;p>　　橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中以及在成橋狀態(tài)的受力情況是否與設(shè)計(jì)相符合是施工控制要明確的重要問(wèn)題。通常通過(guò)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(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)與理論應(yīng)力狀態(tài)的差值超限就要進(jìn)行原因查找和調(diào)控，使之在允許范圍內(nèi)變化。結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的好壞不像變形控制那樣易于發(fā)現(xiàn)，若應(yīng)力監(jiān)測(cè)不力將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成危害，嚴(yán)重者將發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。所以，它比變形控制顯得更加重要。必須對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)控。對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和程度還沒(méi)有明確的規(guī)定，需根

62、據(jù)實(shí)際情況確定。</p><p>　　2.2.3.穩(wěn)定控制</p><p>　　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，世界上曾經(jīng)有過(guò)不少橋梁在施工過(guò)程中由于失穩(wěn)而導(dǎo)致全橋破壞的例子，最典型的為加拿大的魁北克橋，該橋在施工中由于懸臂端下弦桿的腹板屈曲而發(fā)生突然崩塌墜落。我國(guó)四川州河大橋也因懸臂體系的主梁在吊裝主跨中段時(shí)承受過(guò)大的軸力而失穩(wěn)破壞。因此，

63、橋梁施工過(guò)程中不僅要嚴(yán)格控制變形和應(yīng)力，而且要嚴(yán)格地控制施工各階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部和整體穩(wěn)定。［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　目前，橋梁的穩(wěn)定性己引起人們的重視，對(duì)于施工過(guò)程中的穩(wěn)定計(jì)算也有一些學(xué)者進(jìn)行研究。但由于施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象還沒(méi)有可靠的監(jiān)測(cè)手段，尤其是隨著橋梁跨徑的增長(zhǎng)，受動(dòng)荷載或突發(fā)情況的影響，還沒(méi)有快速反應(yīng)系統(tǒng)，所以，很難保證橋梁施工安全。為此，應(yīng)建立一套完整的穩(wěn)定監(jiān)控系

64、統(tǒng)。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。</p><p>　　橋梁的穩(wěn)定安全系數(shù)是衡量結(jié)構(gòu)安全的重要指標(biāo)，但現(xiàn)行規(guī)范中尚未詳細(xì)列出不同材料的不同結(jié)構(gòu)在不同工況下的最小穩(wěn)定系數(shù)。對(duì)此，有待今后完善。 施工中，除橋梁結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性必須得到控制外，施工過(guò)程中所用的支架、掛籃、纜索吊裝系統(tǒng)等施工設(shè)施的各項(xiàng)穩(wěn)定系數(shù)也應(yīng)滿足要求。</p><p&g

65、t;<b>　　2.2.4安全控制</b></p><p>　　橋梁施工過(guò)程中安全控制是橋梁施工控制的重要內(nèi)容，只有保證了施工過(guò)程中的安全，才談得上其它控制與橋梁的建成。其實(shí)，橋梁施工安全控制是上述變形控制、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)，上述各項(xiàng)內(nèi)容得到了控制，安全也就得到了控制(由于橋梁施工質(zhì)量問(wèn)題引起的安全問(wèn)題除外)。由于結(jié)構(gòu)形式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據(jù)實(shí)

66、際情況，確定其安全控制重點(diǎn)。</p><p>　　2.3橋梁施工控制方法</p><p>　　橋梁工程的施工控制是現(xiàn)代控制理論于橋梁工程相結(jié)合的必然產(chǎn)物，并且隨著控制論的發(fā)展和橋梁工程的發(fā)展而逐步發(fā)展。隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點(diǎn)及具體控制內(nèi)容的不同，其施工控制方法也不相同?？偟膩?lái)說(shuō)，橋梁施工控制可分為開環(huán)控制法、閉環(huán)控制法、自適應(yīng)控制法等，這三類也是橋梁施工控制的主要方法。</p&g

67、t;<p><b>　　2.3.1開環(huán)控制</b></p><p>　　對(duì)于跨徑不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的橋梁結(jié)構(gòu)，一般總是可以在設(shè)計(jì)計(jì)算中按照橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載精確計(jì)算出成橋階段的結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)，并且根據(jù)各個(gè)施工階段的施工荷載估計(jì)出結(jié)構(gòu)的預(yù)拱度，在施工過(guò)程中只要嚴(yán)格按照這個(gè)預(yù)拱度進(jìn)行施工，施工完成后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)就基本上能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況。因?yàn)樵谶@種施工過(guò)程中的控制作用

68、是單向前進(jìn)的，并不需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)來(lái)改變?cè)瓉?lái)設(shè)定的預(yù)拱度，因而被稱為開環(huán)控制方法。由于這個(gè)系統(tǒng)不考慮結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程的誤差和系統(tǒng)量測(cè)方程的噪聲，因此又稱為確定性控制方法。實(shí)質(zhì)上，早期橋梁施工中預(yù)設(shè)拱度的方法已經(jīng)無(wú)意中貫徹了工程控制論中的開環(huán)控制思想，盡管當(dāng)時(shí)并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，仍然無(wú)法抹殺工程控制論在橋梁施工控制中所起的重要作用。［葛耀君.分段施工橋梁分析與控制 ］</p><p><b>　　2.3

69、.2閉環(huán)控制</b></p><p>　　對(duì)于跨徑大、結(jié)構(gòu)又復(fù)雜的橋梁體系，盡管可以在設(shè)計(jì)計(jì)算中精確計(jì)算出成橋狀態(tài)和各個(gè)施工階段的理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但是由于施工中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差和測(cè)量系統(tǒng)誤差的存在，隨著施工過(guò)程的進(jìn)展誤差就會(huì)累積起來(lái)，以致到施工完畢式，代表實(shí)際狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)，這就要求在施工誤差出現(xiàn)后，必須進(jìn)行及時(shí)的糾正或控制。雖然結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)無(wú)法實(shí)現(xiàn)了，但可以按照某種性能最

70、優(yōu)的原則，使得誤差已經(jīng)發(fā)生的結(jié)構(gòu)狀態(tài)達(dá)到所謂的結(jié)構(gòu)最優(yōu)狀態(tài)。因?yàn)檫@種糾正的措施或者控制量的大小是由結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)(計(jì)入誤差)經(jīng)過(guò)反饋計(jì)算所確定的，這就形成了一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，因此稱為閉環(huán)控制或反饋控制；由于這個(gè)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差和系統(tǒng)量測(cè)誤差，因此又稱為隨機(jī)性控制系統(tǒng)。如果說(shuō)開環(huán)控制在橋梁施工中的應(yīng)用完全是無(wú)意的，那么閉環(huán)控制則完全是橋梁工程師有意將其引入到橋梁分段施工中來(lái)的。多年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外橋梁工作者對(duì)閉環(huán)控制方法的應(yīng)用進(jìn)行了

71、深入的研究，并且在大量的工程實(shí)踐中取得了成功。</p><p>　　閉環(huán)控制方法在橋梁分段施工控制應(yīng)用已經(jīng)有20多年歷史了。早在20世紀(jì)80年代初期，日本較早地在建筑施工中嘗試以微機(jī)為中心的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)量測(cè)施工控制所必須地?fù)隙?、?yīng)力和溫度等參數(shù)，并采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。到了80年代中期，隨機(jī)性控制方法在橋梁分段控制中的應(yīng)用已經(jīng)在一部分國(guó)家開始。從80年代末期開始，橋梁分段施工中的閉環(huán)控制方法開始在全世界范圍內(nèi)

72、逐步形成，其中尤其以日本橋梁工程界發(fā)展最快。80年代后期，日本橋梁專家K. Maeda等人在橫濱海灣大橋鋼斜拉橋主橋的施工控制中，根據(jù)反饋控制原理建立了拉索索力施工控制圖，其控制目標(biāo)包括主梁標(biāo)高、主梁斜角、橋塔垂直度、拉索索力等； 90年代初，日本在東神戶大橋的鋼斜拉橋主橋施工中，也采用了類似的反饋控制方法，并用現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)分析、最優(yōu)控制計(jì)算和成橋結(jié)構(gòu)狀態(tài)預(yù)測(cè)－幾何線形和內(nèi)力狀況預(yù)測(cè)；1996年，H．S. Chiu等人介

73、紹了一種混凝土連續(xù)梁橋長(zhǎng)期撓度控制的系統(tǒng)方法，其原理就是反饋控制。</p><p>　　我國(guó)在橋梁閉環(huán)控制研究方面起步稍晚，但無(wú)論是工程項(xiàng)目的數(shù)量還是實(shí)際工程控制的效果都是有目共睹。1983年，上海市政工程設(shè)計(jì)院林元培在上海柳港斜拉橋的施工中，首次采用卡爾曼濾波法（Kalman）對(duì)施工合龍階段索力和標(biāo)高進(jìn)行終點(diǎn)控制調(diào)整，嘗試了橋梁結(jié)構(gòu)分段施工中的誤差調(diào)整和控制方法。我國(guó)“七五”計(jì)劃期間，交通部專門立項(xiàng)進(jìn)行大跨度橋

74、梁施工控制研究，取得了一些理論成果。到了90年代，隨著我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)高潮的到來(lái)，出現(xiàn)了一個(gè)工程控制理論及應(yīng)用方法研究的熱潮，閉環(huán)控制方法在橋梁分段施工控制中的應(yīng)用研究覆蓋了連續(xù)梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等幾乎所有橋型，并形成了一套切實(shí)可行的閉環(huán)控制方法，為90年代后期結(jié)合參數(shù)識(shí)別的閉環(huán)控制方法和自適應(yīng)控制方法的實(shí)施創(chuàng)造了條件。［葛耀君.分段施工橋梁分析與控制 ］</p><p>　　2.3.3.自適應(yīng)控制&l

75、t;/p><p>　　雖然閉環(huán)控制方法能夠通過(guò)控制作用，消除由模型誤差和量測(cè)噪聲所引起的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差，但是這種隨機(jī)性控制方法只是在施工誤差產(chǎn)生以后，用被動(dòng)的調(diào)整措施減少已經(jīng)造成的結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差對(duì)最終結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響。分段施工中實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)達(dá)不到各個(gè)施工階段理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)是誤差生成重要原因之一，并會(huì)使系統(tǒng)模型－結(jié)構(gòu)有限元模型中的計(jì)算參數(shù)（例如截面幾何特性、材料容重、彈性模量、混凝土收縮徐變等）與實(shí)際參數(shù)之間有偏差。如果能夠在

76、重復(fù)性很強(qiáng)的分段施工特別是懸臂施工中，將這些可能引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差的參數(shù)作為未知變量或者帶有噪聲的變量，在各個(gè)施工階段中進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，并將識(shí)別得到的參數(shù)用于下一個(gè)階段的實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)分析、重復(fù)循環(huán)，這樣經(jīng)過(guò)若干各施工階段的計(jì)算與實(shí)測(cè)磨合后，必然可以使系統(tǒng)模型參數(shù)的取值趨于精確合理，使系統(tǒng)模型反映的規(guī)律適應(yīng)于實(shí)際情況，從而主動(dòng)降低模型的參數(shù)誤差，然后再對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差進(jìn)行控制，這就是自適應(yīng)控制的基本原理。自適應(yīng)控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.1所示。</

77、p><p>　　圖2.1自適應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>　　與閉環(huán)控制方法相比，自適應(yīng)控制方法的最大特點(diǎn)就在于模型參數(shù)估計(jì)和參數(shù)誤差修正。通過(guò)參數(shù)估計(jì)法修正后的模型參數(shù)，重新計(jì)算各個(gè)階段的結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)，并用閉環(huán)反饋的方法對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)若干個(gè)施工重復(fù)工況的反復(fù)識(shí)別后，計(jì)算模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)基本上相吻后。日本學(xué)者在這方面進(jìn)行了比較深入的研究。20年代90年代初，Kawasaki公司的Saka

78、i等人較早提出了比較完善的橋梁施工控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為兩部分，第一部分主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工安裝了設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)過(guò)程，其中包括為確定各個(gè)各個(gè)施工階段結(jié)構(gòu)線形和應(yīng)力以及施工誤差影響程度，按施工階段的結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)，安裝過(guò)程中的隨機(jī)誤差因素調(diào)查，測(cè)量對(duì)象的選擇，以及允許精度的確定；進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工安裝的第二部分后，首先通過(guò)測(cè)量結(jié)果和計(jì)算結(jié)果確定參數(shù)誤差，然后采用最小二乘法或者卡爾曼濾波法進(jìn)行參數(shù)誤差估計(jì)，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正，再采用隨機(jī)有限元方法預(yù)測(cè)

79、己經(jīng)發(fā)生的參數(shù)誤差對(duì)后續(xù)施工的影響，最后采用隨機(jī)性最優(yōu)控制方法對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)誤差進(jìn)行控制調(diào)整，該最優(yōu)控制調(diào)整量已經(jīng)計(jì)入對(duì)下一個(gè)施工階段的預(yù)測(cè)誤差。第二部分計(jì)算是個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，隨著施工階段的逐漸增加，計(jì)算模型必然越來(lái)越接近</p><p>　　國(guó)內(nèi)對(duì)于橋梁施工控制中的結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別方法和自適應(yīng)控制方法的研究相對(duì)落后，特別是在系統(tǒng)軟件開發(fā)和控制現(xiàn)場(chǎng)配置方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本等橋梁控制比較發(fā)達(dá)的國(guó)家。但是，近年來(lái)大跨度橋

80、梁建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量的突飛猛進(jìn)，為國(guó)內(nèi)橋梁學(xué)者提供了大量橋梁施工控制的實(shí)踐機(jī)會(huì)，多少?gòu)浹a(bǔ)了軟件開發(fā)和硬件配置上的不足，并出現(xiàn)了一大批在橋梁施工中采用自適應(yīng)控制方法的工程項(xiàng)目，如溫州大橋、廣東番禹大橋、丫髻沙大橋等。</p><p>　　2.4橋梁施工過(guò)程模擬分析方法</p><p>　　大跨徑橋梁的施工通常采用分節(jié)段逐步完成的施工方法，結(jié)構(gòu)的最終形成必須經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)而又復(fù)雜的施工過(guò)程以及結(jié)構(gòu)體系

81、轉(zhuǎn)換過(guò)程。對(duì)施工過(guò)程中每個(gè)階段的變形進(jìn)行計(jì)算和受力分析，是橋梁結(jié)構(gòu)施工控制中最基本的內(nèi)容。橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的目的就是保證施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成橋線型及受力狀態(tài)基本符合設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到施工控制的目的，我們必須對(duì)橋梁施工過(guò)程中每個(gè)階段的受力狀態(tài)和變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)控。因此，必須采用合理的理論分析和計(jì)算方法來(lái)確定橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中每個(gè)階段在受力和變形的理想狀態(tài)，以便控制施工過(guò)程中每個(gè)中間狀態(tài)的結(jié)構(gòu)行為，使其最終的成橋線形和受力

82、狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求。從這個(gè)意義上講，施工控制中的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法不僅能對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行描述，反映整個(gè)施工過(guò)程結(jié)構(gòu)的受力行為，而且還能確定結(jié)構(gòu)各個(gè)施工階段的理想狀態(tài)，為施工提供中間目標(biāo)狀態(tài)?，F(xiàn)階段施工控制中橋梁施工過(guò)程模擬分析方法主要包括：正裝分析法、倒裝分析法、和無(wú)應(yīng)力狀態(tài)分析法。［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　2.4.1正裝計(jì)算法</p><p>　　正裝分析法是按照橋

83、梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形計(jì)算和分析，它能較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，能得到橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的位移和內(nèi)力值，既可以用來(lái)確定成橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，又可以為橋梁控制提供依據(jù)。</p><p>　　正裝分析方法有以下特點(diǎn):</p><p>　?。?）橋梁結(jié)構(gòu)在正裝計(jì)算之前，必須制定詳細(xì)的施工方案，只有按照施工方案中確定的施工加載順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，才能得到結(jié)構(gòu)中

84、間狀態(tài)或最終成橋階段的實(shí)際變形和受力狀態(tài)。</p><p>　?。?）在結(jié)構(gòu)分析之初，要確定結(jié)構(gòu)最初實(shí)際狀態(tài)，即以符合設(shè)計(jì)要求的實(shí)際施工結(jié)果（如跨徑、標(biāo)高等）。</p><p>　?。?）本階段的結(jié)構(gòu)分析必須以前一個(gè)階段的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，前一階段結(jié)構(gòu)位移是本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)，以前各階段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)是本階段結(jié)構(gòu)時(shí)差、材料非線性計(jì)算的基礎(chǔ)；</p><p>　?。?/p>

85、4）混凝土的徐變、收縮等時(shí)差效應(yīng)要在各施工階段中逐步計(jì)入；</p><p>　　（5）在施工分析中，嚴(yán)格計(jì)入幾何非線性效應(yīng)，本階段結(jié)束時(shí)的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)用本階段荷載作用下結(jié)構(gòu)受力與以前各階段結(jié)構(gòu)受力平衡而求得。 </p><p>　　2.4.2倒裝分析法</p><p>　　倒裝分析法就是從設(shè)計(jì)圖中給出的最終成橋狀態(tài)開始，按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過(guò)程逐步

86、地倒拆來(lái)得到施工各階段中間的理想狀態(tài)和初始狀態(tài)，獲得各施工階段理想的安裝位置和理想的受力狀態(tài)。</p><p>　　倒裝分析法的基本思想是:假定t=t。時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足正裝分析計(jì)算to時(shí)刻的結(jié)果，線形滿足設(shè)計(jì)要求。在此初始狀態(tài)下，按照正裝分析的逆過(guò)程，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，分析每次拆除一個(gè)施工階段對(duì)剩余結(jié)構(gòu)的影響，在一個(gè)階段內(nèi)分析得到的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力狀態(tài)便是該階段結(jié)構(gòu)理想的施工狀態(tài)。</p><

87、p>　　倒裝分析有以下特點(diǎn):</p><p>　?。?）倒裝分析的初始狀態(tài)必須由正裝分析來(lái)確定，但是初始狀態(tài)中的單元軸線位置可取設(shè)計(jì)軸線位置。</p><p>　　（2）拆除單元的等效荷載，用被拆單元接縫處的內(nèi)力反方向作用在剩余主體結(jié)構(gòu)接縫處加以模擬。</p><p>　　（3）拆除單元后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)為拆除單元前結(jié)構(gòu)狀態(tài)與被拆除單元等效荷載作用狀態(tài)的疊加，在本階

88、段結(jié)束時(shí)，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)用本階段荷載作用下的結(jié)構(gòu)受力與前一階段的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)疊加而得。</p><p>　?。?）拆除構(gòu)件滿足零應(yīng)力條件，剩余主體結(jié)構(gòu)新出現(xiàn)接縫面應(yīng)力等于此階段對(duì)該接縫施加的預(yù)應(yīng)力，這是正確進(jìn)行倒退分析的必要條件。</p><p>　?。?）倒裝分析無(wú)法進(jìn)行混凝土收縮、徐變的計(jì)算。</p><p>　　2.4.3無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法</p>&

89、lt;p>　　設(shè)想將一座已建成的橋梁結(jié)構(gòu)解體，結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件或者單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率是一個(gè)確定的值。在橋梁結(jié)構(gòu)施工中或建成后，不論結(jié)構(gòu)溫度如何變化，如何位移，以及如何加載，即在任何受力狀態(tài)下，各構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率恒定不變，只是構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率不相同。我們用構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率保持不變的原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析的方法叫做無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法。</p><p>　　這種方法特別適用于大跨度拱橋

90、和懸索橋的施工控制。由于大跨度拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)（主拱圈）和懸索橋的主要承重結(jié)構(gòu)（主纜索）基本上是在預(yù)制廠或工廠制作成型后，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，而在工廠加工時(shí)，這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本上處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，并且在安裝時(shí)，它們的長(zhǎng)度一般難以調(diào)整，即使可調(diào)，也只能局部微調(diào)。因此對(duì)于拱橋來(lái)說(shuō)如何確定主拱圈的加工長(zhǎng)度是大跨度拱橋施工控制的關(guān)鍵，對(duì)于懸索橋來(lái)說(shuō)確定主纜索的加工長(zhǎng)度是懸索橋施工控制的關(guān)鍵。</p><p>　　2.5橋梁

91、施工控制的結(jié)構(gòu)分析方法</p><p>　　施工過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析方法根據(jù)具體情況來(lái)選擇，一般情況都是采用有限元法，有時(shí)也可以采用解析法。連續(xù)剛構(gòu)橋作為一種復(fù)雜的空間受力體系，用解析法求解困難很大，因此，對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋的仿真分析，通常都是采用有限元程序模擬施工過(guò)程進(jìn)行分析，從而求出所需要的結(jié)果。</p><p>　　有限單元法是隨計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)值分析方法，它的基本思想是將先

92、把連續(xù)體分成有限個(gè)單元，單元之間由節(jié)點(diǎn)連接的理想節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。分析時(shí)，先進(jìn)行單元分析，用節(jié)點(diǎn)位移表示單元內(nèi)力，然后將單元再合成結(jié)構(gòu)，進(jìn)行整體分析，建立整體平衡關(guān)系，由此求出節(jié)點(diǎn)位移。</p><p>　　采用有限元法進(jìn)行施工控制中的結(jié)構(gòu)計(jì)算與通常的結(jié)構(gòu)計(jì)算一樣，首先要建立數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件按照所采用的分析軟件具體要求進(jìn)行建立，一般分為四步：橋梁結(jié)構(gòu)的模型化、橋梁結(jié)構(gòu)的離散化、按所用軟件的輸入要求形成數(shù)據(jù)文件、檢查校正

93、數(shù)據(jù)文件。其次運(yùn)行分析軟件，最后對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行分析和處理。</p><p>　　2.6懸臂施工控制中的誤差調(diào)整理論和方法</p><p>　　連續(xù)剛構(gòu)橋是一個(gè)施土→量測(cè)→識(shí)別→修正→預(yù)告→施土的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)就</p><p>　　是使施工按照預(yù)定的理想狀態(tài)（主要是施工標(biāo)高）順利進(jìn)行。而實(shí)際上不論是理論分析得到的理想狀態(tài)，還是實(shí)際施工都存在誤差，因此施工控制的核心就是

94、對(duì)各種誤差進(jìn)行分析、識(shí)別、調(diào)整，對(duì)結(jié)構(gòu)未來(lái)狀態(tài)作出預(yù)測(cè)。</p><p>　　與斜拉橋不同，連續(xù)剛構(gòu)橋在梁段澆筑完成后出現(xiàn)的誤差，除張拉預(yù)應(yīng)力索外，基木沒(méi)有調(diào)整的余地，只能針對(duì)已有誤差在下一未澆筑梁段的立模標(biāo)高上作出必要的調(diào)整。所以，要保證控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最根本的就是盡可能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)立模標(biāo)高，即主要依靠預(yù)測(cè)控制。無(wú)論施工過(guò)程如何，總是以最終橋梁成型狀態(tài)作為目標(biāo)狀態(tài)，以此來(lái)控制各施土塊件的預(yù)拋高值(立模標(biāo)高)。［橋

95、梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　2.6.1施工控制誤差分析</p><p>　　在前面我們講過(guò)，通過(guò)結(jié)構(gòu)的倒裝計(jì)算可以確定橋梁結(jié)構(gòu)在各施工階段的理想狀態(tài)，這種理想狀態(tài)是我們期望在施土中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。但是在實(shí)際施工中，結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)并不總是與其理想狀態(tài)吻合，甚至說(shuō)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)很難達(dá)到它的理想狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)總存在一定的誤差。施工中結(jié)構(gòu)偏離目標(biāo)的原因很多，包括設(shè)

96、計(jì)參數(shù)誤差(如材料特性、截面特性、容重等)、施土誤差(如制作誤差、架設(shè)誤差、預(yù)應(yīng)力張拉誤差等)、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差等。</p><p>　　從誤差分布來(lái)看，沿橋梁縱向出現(xiàn)同號(hào)增加或減少的誤差稱為“大范圍誤差”；相反出現(xiàn)正負(fù)交替的誤差則被成為“小范圍誤差”。很明顯，小范圍誤差類似均值為零的白噪聲干擾，可歸結(jié)于偶然誤差一井考慮。小范圍誤差對(duì)參數(shù)識(shí)別的影響并不顯著，而大范圍誤差才是予以調(diào)整計(jì)算的主要對(duì)象。［橋梁

97、施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　2.6.2參數(shù)識(shí)別的內(nèi)容與方法</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)誤差是引起橋梁施土誤差的主要因素之一。所謂設(shè)計(jì)參數(shù)誤差，就是我們?cè)谶M(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)分析時(shí)所采用的理想設(shè)計(jì)參數(shù)值與結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)所具有的相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)值的偏差。由于這種設(shè)計(jì)參數(shù)誤差的存在，必然使我們通過(guò)結(jié)構(gòu)分析而得到的橋梁結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)與施工后的結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)之間存在誤差。</p>

98、<p>　　橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要是指能引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)（變形和內(nèi)力）變化的要素。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)主要的設(shè)計(jì)參數(shù)包括結(jié)構(gòu)幾何狀態(tài)參數(shù)、截而特征參數(shù)、與時(shí)間相關(guān)的參數(shù)(如溫度和混凝土齡期、收縮徐變等)、荷載參數(shù)(如構(gòu)件自重、施工臨時(shí)荷載和預(yù)加力)、材料特性參數(shù)（彈性模量E和剪切模量G）等。以上五類設(shè)計(jì)參數(shù)，在同一座橋梁的施工控制中并不是同時(shí)每一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)都同時(shí)出現(xiàn)，而且不同的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響程度是不同的，因此在橋梁

99、施土控制中，我們要對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，一方而要確定設(shè)計(jì)參數(shù)的實(shí)際值，另一方而要辨別對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響較大的設(shè)計(jì)參數(shù)即主要設(shè)計(jì)參數(shù)。為了達(dá)到這個(gè)目的，有兩種方法和手段:其一，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)值。這主要是指結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)參數(shù)、某些截而特性參數(shù)和材料特性參數(shù)，它們可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方法或試驗(yàn)量測(cè)手段來(lái)確定；其二，通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析來(lái)確定主要設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析的任務(wù)就是要確定對(duì)橋梁施工結(jié)構(gòu)

100、行為影響較大的設(shè)計(jì)參數(shù)。具體表現(xiàn)在設(shè)計(jì)參數(shù)發(fā)生一定幅度變化后，由此引起的結(jié)構(gòu)控制部位的位移以及內(nèi)力變化幅度的大小。根據(jù)各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響的敏感程度，將設(shè)計(jì)參數(shù)分為主要設(shè)計(jì)參數(shù)和次要設(shè)計(jì)參數(shù)。通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)的敏感性分析，確定出主要設(shè)計(jì)參數(shù)，在橋梁結(jié)構(gòu)的施土控制中，著重考慮對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的修正。 </p><p>　　參數(shù)識(shí)別就是依據(jù)施工中的實(shí)測(cè)值對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析，然后將修正后的設(shè)計(jì)參數(shù)反饋到控制計(jì)算中去

101、，重新給出施工中結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形、穩(wěn)定安全系數(shù)等的理論期望值，以消除理論值與實(shí)測(cè)值不一致中的主要偏差—大范圍偏差。對(duì)于參數(shù)識(shí)別，首先要確定引起橋梁結(jié)構(gòu)偏差的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，其次就是運(yùn)用各種理論和方法來(lái)分析、識(shí)別這些設(shè)計(jì)參數(shù)，最后得到設(shè)計(jì)參數(shù)的正確估計(jì)值，通過(guò)修正參數(shù)誤差，使橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)相一致。［橋梁施工控制技術(shù) 向中富編著］</p><p>　　2.6.3狀態(tài)預(yù)測(cè)方法</p><p

102、>　　在確定了主要設(shè)計(jì)參數(shù)后，我們就要對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行正確的估計(jì)，根據(jù)</p><p>　　參數(shù)估計(jì)和結(jié)果，對(duì)原假定參數(shù)進(jìn)行修正。參數(shù)估計(jì)的方法很多，常用的參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)則有卡爾曼濾波法、灰色系統(tǒng)理論法以及最小二乘準(zhǔn)則。</p><p>　　(1)卡爾曼(Kalman)濾波法</p><p>　　Kalman濾波法是美國(guó)學(xué)者R. E. Kalman于1960年首

103、先提出的，他將狀態(tài)空間的概念引入到隨機(jī)估計(jì)理論中來(lái)，把信號(hào)過(guò)程視為在白噪聲作用下一個(gè)線性系統(tǒng)的輸出，這種輸入輸出關(guān)系用狀態(tài)方程來(lái)描述。這樣描述的信號(hào)過(guò)程不僅可以</p><p>　　是平穩(wěn)的標(biāo)量隨機(jī)過(guò)程，而目可以是非平穩(wěn)的向量隨機(jī)過(guò)程。</p><p>　　Kalman濾波法主要有離散線性系統(tǒng)的Kalman濾波法和連續(xù)線性的Kalman</p><p>　　濾波法。

104、由于在橋梁施土控制過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的狀態(tài)均是用離散的數(shù)據(jù)序列表示，</p><p>　　因此在橋梁的施土控制中主要用離散線性系統(tǒng)的Kalman濾波法。</p><p>　　(2)灰色系統(tǒng)理論法</p><p>　　灰色系統(tǒng)理論是我國(guó)鄧聚龍教授在1982年首先提出的，他寫的《灰色控制</p><p>　　系統(tǒng)》是灰色系統(tǒng)理論的奠基性著作?；疑到y(tǒng)理

105、論就是以灰關(guān)聯(lián)空間為基礎(chǔ)的分析系統(tǒng)，它以現(xiàn)有信息或原始數(shù)列為基礎(chǔ)，通過(guò)灰過(guò)程及灰生成對(duì)原始數(shù)列進(jìn)行數(shù)據(jù)加工與處理，建立灰微分方程即灰模型(GM模型)為主體的模型系統(tǒng)，來(lái)預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展變化的一種預(yù)測(cè)控制方法。</p><p>　　(3)最小二乘估計(jì)原理</p><p>　　最小二乘估計(jì)法又稱最小二乘法，起源與1795年，是著名的數(shù)學(xué)家高斯(K. F. Gau s s)提出的。他給最小二乘法

106、所下的定義為:未知量的最可能值是這樣一個(gè)值，它使得實(shí)測(cè)值與理論值的差的平方乘以測(cè)量精度后所求得的和最小。最小二乘在橋梁結(jié)構(gòu)控制中最早應(yīng)用的是日木土程師N.Fujisaw，他把它應(yīng)用于斜拉橋的施土控制中。最小二乘法在我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代。在橋梁的施土控制中，主要用于設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)別和修正，在這方而的應(yīng)用已有小少成功的報(bào)道。但是，如何保證設(shè)計(jì)參數(shù)的估計(jì)值收斂于它的真值是最小二乘法應(yīng)用的關(guān)鍵，在這方而還需要做進(jìn)一步的研究