大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)施工監(jiān)控報(bào)告_第1頁(yè)
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1、國(guó)道3117線獅獅子坪電電站庫(kù)區(qū)區(qū)公路改改建工程程九架棚大大橋施工監(jiān)測(cè)測(cè)與控制制研究報(bào)報(bào)告四川華騰騰公路試試驗(yàn)檢測(cè)測(cè)有限責(zé)責(zé)任公司司二OO七七年十月月委托單位位:四川川華電雜雜古腦水水電開發(fā)發(fā)有限責(zé)責(zé)任公司司地 址:四川省省成都市市蜀漢路路5300號(hào)設(shè)計(jì)單位位:四川川省林業(yè)業(yè)勘察設(shè)設(shè)計(jì)研究究院監(jiān)理單位位:四川川省公路路工程咨咨詢監(jiān)理理事務(wù)所所施工單位位:中鐵鐵十九局局集團(tuán)國(guó)國(guó)道3117線獅子坪坪電站庫(kù)庫(kù)區(qū)公路路改建工工程項(xiàng)目目部檢測(cè)單位位:四川川華騰公公路試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)有有限責(zé)任任公司資質(zhì)證書書等級(jí): 交 通 乙 級(jí)資質(zhì)證書書編號(hào):交(川川公)工工檢證字字第(0016)號(hào)計(jì)量證書書編號(hào):(2000

2、6)量認(rèn)(2000623300770P)號(hào)報(bào)告編寫寫人:報(bào)告審核核人:報(bào)告批準(zhǔn)準(zhǔn)人:主要檢測(cè)測(cè)人員:邢兵、楊磊、聶鵬瀟瀟聲 明1、本檢檢測(cè)報(bào)告告為社會(huì)會(huì)提供公公證數(shù)據(jù)據(jù)。2、檢測(cè)測(cè)報(bào)告無(wú)無(wú)“四川華華騰公路路試驗(yàn)檢檢測(cè)有限限責(zé)任公公司試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)報(bào)報(bào)告專用用章(11)”印章和和計(jì)量認(rèn)認(rèn)證“CMAA”印章無(wú)無(wú)效。3、復(fù)制制報(bào)告未未重新加加蓋“四川華華騰公路路試驗(yàn)檢檢測(cè)有限限責(zé)任公公司試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)報(bào)報(bào)告專用用章(11)”印章和和計(jì)量認(rèn)認(rèn)證“CMAA”印章無(wú)無(wú)效。4、檢測(cè)測(cè)報(bào)告無(wú)無(wú)報(bào)告編編寫人、審核人人、批準(zhǔn)準(zhǔn)人簽字字無(wú)效。5、報(bào)告告涂改、換頁(yè)、無(wú)騎縫縫章,無(wú)無(wú)效。6、對(duì)檢檢測(cè)報(bào)告告若有異異議或服服務(wù)質(zhì)量

3、量存在問(wèn)問(wèn)題,應(yīng)應(yīng)于收到到報(bào)告之之日起十十日內(nèi)向向公司提提出。7、報(bào)告告涉及內(nèi)內(nèi)容和結(jié)結(jié)果僅對(duì)對(duì)檢測(cè)項(xiàng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)責(zé)。檢測(cè)單位位:四川川華騰公公路試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)有有限責(zé)任任公司地 址:四川省省郫縣現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)業(yè)港南區(qū)區(qū)西源大大道22229號(hào)號(hào)電 話: 133438804339888聯(lián) 系 人: 邢 兵郵政編碼碼: 66117730感謝辭感謝國(guó)道道3177線獅子子坪電站站庫(kù)區(qū)公公路改建建工程指指揮部對(duì)對(duì)本項(xiàng)目目的資助助!感謝國(guó)道道3177線獅子子坪電站站庫(kù)區(qū)公公路改建建工程監(jiān)監(jiān)理部監(jiān)監(jiān)理工程程師對(duì)監(jiān)監(jiān)控實(shí)施施工作的的支持!感謝中鐵鐵十九局局集團(tuán)國(guó)國(guó)道3117線獅獅子坪電電站庫(kù)區(qū)區(qū)公路改改建工程程項(xiàng)目部部的

4、領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)及技術(shù)術(shù)人員的的合作!感謝四川川省林業(yè)業(yè)勘察設(shè)設(shè)計(jì)研究究院設(shè)計(jì)計(jì)人員的的技術(shù)協(xié)協(xié)作!國(guó)道3117線獅獅子坪電電站庫(kù)區(qū)區(qū)公路改改建工程程九架棚大大橋施工工監(jiān)測(cè)與與控制研研究報(bào)告告目 錄任務(wù)來(lái)源源及工程程概況 1.11 任任務(wù)的主主要研究究目標(biāo) 111.22 任任務(wù)的主主要研究究?jī)?nèi)容 11.33 工工程概況況 11施工監(jiān)控控的目的的與內(nèi)容容2.11 施施工監(jiān)測(cè)測(cè)的目的的與內(nèi)容容 32.22 施施工控制制的目的的與內(nèi)容容 42.33 施施工控制制步驟 4施工控制制的理論論與方法法3.11 施施工控制制方法的的概述 63.22 施施工控制制計(jì)算的的一般原原則 63.33 九九架棚大大橋施工工控制

5、計(jì)計(jì)算模型型 73.44 施施工控制制的計(jì)算算方法 73.55 誤誤差分析析 113.66 九九架棚大大橋施工工控制流流程圖 24施工控制制的組織織管理系系統(tǒng)4.11 施施工控制制的組織織管理的的重要性性 254.22 組組織機(jī)構(gòu)構(gòu)及其職職責(zé) 254.33 組組織管理理系統(tǒng)流流程 26主梁應(yīng)力力觀測(cè)與與控制5.11 測(cè)測(cè)量?jī)x器器的選擇擇 275.22 測(cè)測(cè)點(diǎn)的布布置 275.33應(yīng)力計(jì)計(jì)的埋設(shè)設(shè) 2285.44應(yīng)力觀觀測(cè)的結(jié)結(jié)果 28主梁線形形控制與與調(diào)整6.11 施施工過(guò)程程中梁段段標(biāo)高控控制結(jié)果果 406.22 合合龍后橋橋面標(biāo)高高 406.33 主主橋全橋橋合龍后橋橋面線形形調(diào)控結(jié)結(jié)果

6、4476.44全橋竣竣工橋面面標(biāo)高觀觀測(cè)結(jié)果果552結(jié)論 544參考文獻(xiàn)獻(xiàn) 555附錄一:九架棚棚大橋施施工過(guò)程程的理論論受力變變形分析析56附錄二:九架棚棚大橋箱箱梁各施施工段理理論計(jì)算算預(yù)拱度度69四川華騰公路試驗(yàn)檢測(cè)有限責(zé)任公司 九架棚大橋監(jiān)測(cè)與控制研究報(bào)告 PAGE 39國(guó)道3117線獅獅子坪電電站庫(kù)區(qū)區(qū)公路改改建工程程九架棚大大橋施工工監(jiān)測(cè)與與控制研研究報(bào)告告一、任務(wù)務(wù)來(lái)源及及工程概概況11 任務(wù)的主要研究究目標(biāo)“九架棚棚大橋施施工監(jiān)測(cè)測(cè)與控制制”課題的的主要研究究目標(biāo)是是根據(jù)九九架棚大大橋主梁梁懸臂澆澆筑的施施工方案案提出的的一套合合理的施施工監(jiān)測(cè)測(cè)與控制制方法,保證九九架棚大大橋

7、主橋橋順利合合攏,合合攏段兩兩端懸臂臂端撓度度的偏差差不大于于20mmm,合合攏后橋橋面線形形良好。其研究究成果也也可滿足足其它懸懸臂澆筑筑(拼裝裝)施工工的橋梁梁施工監(jiān)監(jiān)測(cè)與控控制的要要求。12 任務(wù)的的主要研研究?jī)?nèi)容容本課題的的研究?jī)?nèi)內(nèi)容包括括:主要要施工監(jiān)監(jiān)控方法法的研究究和監(jiān)測(cè)測(cè)系統(tǒng)的的建立,施工控控制軟件件的開發(fā)發(fā),對(duì)主主橋?qū)嵤┦┛刂频鹊葞讉€(gè)方方面。本本課題自自20006年9月開題,進(jìn)進(jìn)行了一一年多的的研究工作作,于20007年10月順利利地完成成了各項(xiàng)項(xiàng)工作。在這一年多的時(shí)間間里,本課題題小組在在施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)一直保保持5人以上上的研究究人員,經(jīng)過(guò)課題題小組成成員團(tuán)結(jié)結(jié)而又行行之有效效

8、的研究究工作,最終取取得了施工控控制的預(yù)預(yù)期目標(biāo)標(biāo)。在施工監(jiān)監(jiān)控過(guò)程程中本課課題小組組主要做做了以下下的工作作:橋梁梁模型的的建立與與理論分分析、施施工監(jiān)測(cè)測(cè)與試驗(yàn)驗(yàn)、主梁梁線性控控制與調(diào)調(diào)整等,在課題題小組的的不懈努努力和各各個(gè)方面面的大力力支持下下,監(jiān)控控工作取取得了圓圓滿的成成功。13工工程概況況九架棚大大橋位于于獅子坪坪電站庫(kù)庫(kù)區(qū)九架架棚溝,為橫跨跨九架棚棚溝的一一座大橋橋,橋梁梁里程KK8488+8226.880KK8499+0881.440,橋橋全長(zhǎng)2254.60mm。其主主橋上部部結(jié)構(gòu)為為預(yù)應(yīng)力力混凝土土連續(xù)剛剛構(gòu),跨跨徑設(shè)置置為666+1220+666米,全長(zhǎng)2252米米。本橋

9、主梁梁采用單單箱單室室、雙向向預(yù)應(yīng)力力混凝土土箱型斷斷面。箱箱梁根部部高7.0米,跨中及及邊跨55.0米米直線段段梁高22.755米,梁梁高按22次拋物物線變化化,箱底底寬5.0米,兩側(cè)懸懸臂長(zhǎng)22.0米米,全寬寬9.00米。箱箱梁0號(hào)號(hào)塊長(zhǎng)112.00米,在在托架上上澆注。兩側(cè)各各有155個(gè)節(jié)段段,梁段段數(shù)及梁梁段長(zhǎng)度度為73.00m和884.00m。全全橋共有有3個(gè)合合龍段,即兩個(gè)個(gè)邊跨合合龍段和和一個(gè)中中跨合龍龍段,合合龍段長(zhǎng)長(zhǎng)均為22m,在在吊架上上澆注。邊跨現(xiàn)現(xiàn)澆段長(zhǎng)長(zhǎng)5m,在在支架上上澆注。主橋橋橋墩均采采用矩形形空心薄薄壁墩,墩頂橫橫橋向?qū)拰?m,兩兩側(cè)按550:11向下放放坡,

10、以以增強(qiáng)橫橫橋向穩(wěn)穩(wěn)定性,橋墩縱縱橋向?qū)拰?m,縱縱橋向墩墩壁厚均均為1.2m;馬爾康康岸(11號(hào)墩)墩高770m,理縣岸岸(2號(hào)號(hào)墩)墩墩高722m;兩兩墩每隔隔9.99m左右右設(shè)置一一道0.5m厚厚的橫隔隔板。箱箱梁采用用C500混凝土土,橋墩墩采用CC40混混凝土。主橋箱梁梁的兩個(gè)個(gè)T構(gòu)同同時(shí)施工工,采用用四對(duì)掛掛籃對(duì)稱稱懸澆施施工。00號(hào)段施施工完并并待其強(qiáng)強(qiáng)度滿足足要求后后,在其其兩端安安裝掛籃籃,掛籃籃控制重重量為7700KKN,掛掛籃裝好好后進(jìn)行行預(yù)壓測(cè)測(cè)試,消消除部分分非彈性性變形,記錄彈彈性變形形曲線,獲得標(biāo)標(biāo)高控制制數(shù)據(jù)。每節(jié)段段施工流流程見圖圖1-11。橋箱梁各各節(jié)段要要

11、求一次次澆注完完成,保保持對(duì)稱稱平衡施施工,不不對(duì)稱重重量不大大于該梁梁段底板板的自重重。主橋橋邊跨現(xiàn)現(xiàn)澆段在在支架上上一次連連續(xù)澆筑筑完成,預(yù)壓支支架以確確保安全全和消除除非彈性性變形,按實(shí)測(cè)測(cè)的變形形和施工工控制的的要求,確定底底模標(biāo)高高和預(yù)拱拱度。箱箱梁合龍龍是控制制全橋受受力狀態(tài)態(tài)和線型型的關(guān)鍵鍵工序,首先合合龍兩個(gè)個(gè)邊跨,然后合合龍中跨跨,設(shè)計(jì)計(jì)要求合合龍溫度度為1883。全橋橋按澆筑筑基礎(chǔ)、墩身澆筑0號(hào)塊對(duì)稱懸懸臂施工工邊跨合龍龍中跨合龍龍的順序序進(jìn)行施施工。圖1.11主梁每每節(jié)段施施工流程程圖二、施工工監(jiān)控的的目的與與內(nèi)容2.1 施工監(jiān)監(jiān)測(cè)的目目的與內(nèi)內(nèi)容2.1.1施工工監(jiān)測(cè)的的

12、目的施工監(jiān)測(cè)測(cè)是施工工監(jiān)控的的重要組組成部分分。大跨跨徑預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋施工監(jiān)監(jiān)測(cè)的目目的就是是在懸臂臂施工過(guò)過(guò)程中,通過(guò)監(jiān)監(jiān)測(cè)主梁梁結(jié)構(gòu)在在各個(gè)施施工階段段的應(yīng)力力和變形形,來(lái)達(dá)達(dá)到及時(shí)時(shí)了解結(jié)結(jié)構(gòu)實(shí)際際行為的的目的。根據(jù)監(jiān)監(jiān)測(cè)所獲獲得的數(shù)數(shù)據(jù),首首先確保保結(jié)構(gòu)的的安全和和穩(wěn)定,其次保保證結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力合理和和線形平平順,為為大橋安安全、順順利地建建成提供供技術(shù)保保障。施工監(jiān)測(cè)測(cè)的內(nèi)容容大跨徑預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)的主梁梁在每一一節(jié)段的的施工過(guò)過(guò)程中,都需要要觀測(cè)箱箱梁頂面面、底面面的撓度度,為控控制分析析提供實(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)。同時(shí)時(shí),在節(jié)節(jié)段立模模、混凝凝土澆筑筑、預(yù)應(yīng)應(yīng)力

13、張拉拉前后,也需要要觀測(cè)主主梁撓度度變化和和相應(yīng)的的應(yīng)力變變化,以以便與分分析預(yù)測(cè)測(cè)值作比比較,并并為狀態(tài)態(tài)修正提提供依據(jù)據(jù)。在進(jìn)進(jìn)行這些些觀測(cè)的的同時(shí),還需要要對(duì)梁體體的溫度度進(jìn)行觀觀測(cè),對(duì)對(duì)混凝土土的彈性性模量、徐變收收縮系數(shù)數(shù)及容重重進(jìn)行測(cè)測(cè)試;對(duì)對(duì)于預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼絞絞線,還還將測(cè)定定預(yù)應(yīng)力力管道的的摩阻損損失。施施工監(jiān)測(cè)測(cè)的具體體內(nèi)容如如下:1主梁梁結(jié)構(gòu)部部分設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)的的測(cè)定在進(jìn)行結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí),結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)主主要是按按規(guī)范取取用,不不過(guò)由于于部分設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)的取值值一般小小于實(shí)測(cè)測(cè)值,因因此,大大多數(shù)情情況下,采用規(guī)規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)計(jì)計(jì)算的結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力力及位移移均較實(shí)實(shí)測(cè)值大大,這對(duì)對(duì)

14、設(shè)計(jì)是是偏于安安全的,但對(duì)于于結(jié)構(gòu)施施工控制制來(lái)說(shuō)是是不容忽忽視的偏偏差,因因?yàn)樗鼘⒅苯佑坝绊懙匠沙蓸蚝蠼Y(jié)結(jié)構(gòu)線形形及內(nèi)力力是否符符合設(shè)計(jì)計(jì)要求。因此,應(yīng)對(duì)部部分主要要設(shè)計(jì)參參數(shù)提前前進(jìn)行測(cè)測(cè)定,以以便在施施工前對(duì)對(duì)部分結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)進(jìn)進(jìn)行一次次修正,從而進(jìn)進(jìn)一步修修正原設(shè)設(shè)計(jì)線形形,為該該橋成橋橋后滿足足設(shè)計(jì)要要求奠定定基礎(chǔ)。影響結(jié)構(gòu)構(gòu)線形及及內(nèi)力的的基本技技術(shù)參數(shù)數(shù)有很多多個(gè),就就其對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)行為為影響程程度大小小而言,可將基基本技術(shù)術(shù)參數(shù)分分為兩大大類:主主要技術(shù)術(shù)參數(shù)與與次要技技術(shù)參數(shù)數(shù)。主要要技術(shù)參參數(shù)對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)行為為影響較較大,次次要技術(shù)術(shù)參數(shù)對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)行行為影響響相對(duì)較較小。在在這

15、些基基本技術(shù)術(shù)參數(shù)中中,有些些參數(shù)是是可以測(cè)測(cè)定的,而另一一些則是是難以用用試驗(yàn)來(lái)來(lái)確定的的。在此此只考慮慮主要的的、而且且可測(cè)定定的參數(shù)數(shù)。具體體測(cè)定工工作的進(jìn)進(jìn)行,應(yīng)應(yīng)根據(jù)該該橋所在在的自然然環(huán)境情情況、所所用材料料情況、施工工工藝及工工序情況況來(lái)加以以測(cè)定。需測(cè)定定的參數(shù)數(shù)如下:(1)混混凝土彈彈模(2)混混凝土容容重(3)混混凝土收收縮徐變變系數(shù)(4)材材料熱脹脹系數(shù)(5)施施工臨時(shí)時(shí)荷載2主梁梁結(jié)構(gòu)變變形監(jiān)測(cè)測(cè)主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)變形監(jiān)監(jiān)測(cè)主要要包括:墩及0#塊施工工完畢,懸澆施施工前應(yīng)應(yīng)測(cè)量00#塊的竣竣工位置置。要求求測(cè)量00#塊兩端端部箱梁梁頂面共共6個(gè)點(diǎn)的的標(biāo)高。如圖11所示;在每一一

16、節(jié)段施施工完成成后(掛掛籃行走走就位后后)與下下一階段段底模標(biāo)標(biāo)高定位位前的橋橋面標(biāo)高高觀測(cè);混凝土土澆筑前前后,預(yù)預(yù)應(yīng)力張張拉前后后,掛籃籃行走前前后的撓撓度觀測(cè)測(cè)。為了盡量量減少溫溫度對(duì)觀觀測(cè)的影影響,觀觀測(cè)時(shí)間間安排在在早晨太太陽(yáng)出來(lái)來(lái)之前。測(cè)量?jī)x儀器一般般采用水水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀儀等。在在施工過(guò)過(guò)程中,對(duì)每一一節(jié)段需需進(jìn)行數(shù)數(shù)次(至至少一次次)的觀觀測(cè),以以便觀察察各點(diǎn)的的撓度及及箱梁曲曲線的變變化歷程程,以保保證箱梁梁懸臂端端的合龍龍精度及及橋面的的線形。3主梁梁應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測(cè)在大跨度度連續(xù)剛剛構(gòu)橋上上,主要要測(cè)試大大橋的橋橋墩和箱箱梁截面面的應(yīng)力力。一般般來(lái)說(shuō),在橋墩墩上測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布置在在墩底

17、、橫系梁梁及墩頂頂截面處處。在主主橋上,測(cè)點(diǎn)布布置在懸懸臂根部部、L/4,L/22等關(guān)鍵鍵截面上上。測(cè)試試儀器有有各種應(yīng)應(yīng)變儀(應(yīng)變片片)、測(cè)測(cè)力計(jì)、應(yīng)變式式測(cè)力傳傳感器,鋼弦式式應(yīng)力計(jì)計(jì)等。2.2 施工工控制的的目的與與內(nèi)容2.2.1施工工控制的的目的對(duì)于分節(jié)節(jié)段懸臂臂澆筑施施工的預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋來(lái)說(shuō)說(shuō),施工工控制的的目的就就是根據(jù)據(jù)施工監(jiān)監(jiān)測(cè)所得得的計(jì)算算參數(shù)真真實(shí)值進(jìn)進(jìn)行施工工階段計(jì)計(jì)算,確確定出每每個(gè)懸澆澆節(jié)段的的立模標(biāo)標(biāo)高,并并在施工工過(guò)程中中根據(jù)施施工監(jiān)測(cè)測(cè)的成果果對(duì)誤差差進(jìn)行分分析和對(duì)對(duì)立模標(biāo)標(biāo)高進(jìn)行行調(diào)整,以此來(lái)來(lái)保證合合龍段兩兩懸臂端端標(biāo)高的的相對(duì)偏偏差不大大于

18、規(guī)定定值,并并且合龍龍后橋面面線形和和結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力符合合設(shè)計(jì)要要求。2.2.2施工工控制的的內(nèi)容大跨度預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的施施工控制制包括兩兩個(gè)方面面的內(nèi)容容:變形形控制和和內(nèi)力控控制。變變形控制制是嚴(yán)格格控制每每一節(jié)段段箱梁的的豎向撓撓度及其其橫向偏偏移,若若有偏差差并且偏偏差較大大時(shí),就就必須立立即進(jìn)行行誤差分分析并確確定調(diào)整整方法,為下一一節(jié)段的的施工更更為精確確作好準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作。內(nèi)力力控制則則是控制制主梁關(guān)關(guān)鍵截面面的應(yīng)力力,使其其不致因因內(nèi)力過(guò)過(guò)大而偏偏于不安安全,甚甚至在施施工過(guò)程程中即造造成毀壞壞。當(dāng)然然,這兩兩項(xiàng)控制制內(nèi)容亦亦有所偏偏重,一一般以變變形控制制為主,同時(shí)

19、兼兼顧內(nèi)力力控制。對(duì)于這這一控制制原則,基于如如下原因因: 11應(yīng)力力反映的的是某一一截面上上某一點(diǎn)點(diǎn)的受力力情況,而撓度度則是某某一截面面所有點(diǎn)點(diǎn)的位移移的綜合合反映,因而是是某一截截面應(yīng)力力應(yīng)變的的整體表表現(xiàn)。所所以說(shuō),撓度的的控制屬屬于宏觀觀的控制制,而應(yīng)應(yīng)力的控控制相比比之下屬屬于微觀觀控制。2從量量測(cè)手段段的精度度來(lái)說(shuō),撓度的的量測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比應(yīng)變變的量測(cè)測(cè)容易且且易于達(dá)達(dá)到滿意意的效果果,而應(yīng)應(yīng)變的量量測(cè)由于于外界因因素影響響大、測(cè)測(cè)量?jī)x器器質(zhì)量等等原因使使量測(cè)結(jié)結(jié)果存在在著一定定的飄移移現(xiàn)象。雖然在整整個(gè)控制制過(guò)程中中一般以以變形控控制為主主,應(yīng)力力控制為為輔,但但這并不不意味著著應(yīng)力

20、控控制可以以忽略。在橋梁梁的建筑筑史上,橋梁變變形尚滿滿足要求求,但卻卻由于主主梁截面面應(yīng)力過(guò)過(guò)大而造造成橋梁梁在施工工過(guò)程中中坍塌的的沉痛教教訓(xùn)并非非罕見。2.3 施工工監(jiān)控步步驟以上分別別介紹了了施工監(jiān)監(jiān)測(cè)與施施工控制制的內(nèi)容容及方法法,但是是在實(shí)際際的施工工監(jiān)控過(guò)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)與與控制兩兩方面是是相輔相相成、無(wú)無(wú)法分割割的。首首先,施施工控制制中的理理論計(jì)算算必須以以監(jiān)測(cè)得得到的實(shí)實(shí)際參數(shù)數(shù)為依據(jù)據(jù),其誤誤差分析析更需要要根據(jù)監(jiān)監(jiān)測(cè)提供供的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)具體情情況來(lái)具具體分析析;其次次,施工工控制的的效果必必須由施施工監(jiān)測(cè)測(cè)來(lái)體現(xiàn)現(xiàn)。整個(gè)個(gè)施工監(jiān)監(jiān)控的過(guò)過(guò)程如圖圖21所示。圖2.11施工控控制框圖

21、圖三、施工工控制的的理論與與方法3.1 施工工控制方方法概述述大跨徑預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的施施工采用用分階段段逐步完完成的懸懸臂施工工方法時(shí)時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)的最終終形成必必須經(jīng)歷歷一個(gè)漫漫長(zhǎng)而又又復(fù)雜的的施工過(guò)過(guò)程。對(duì)對(duì)施工過(guò)過(guò)程中每每個(gè)階段段進(jìn)行詳詳細(xì)的變變形計(jì)算算和受力力分析,是施工工控制中中最基本本的內(nèi)容容。橋梁梁施工控控制的目目的就是是確保施施工過(guò)程程中結(jié)構(gòu)構(gòu)的可靠靠度和安安全度,保證橋橋梁成橋橋受力狀狀態(tài)及橋橋面線形形基本符符合設(shè)計(jì)計(jì)要求。為了達(dá)達(dá)到施工工控制的的目的,首先必必須通過(guò)過(guò)施工控控制計(jì)算算來(lái)確定定橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)施工工過(guò)程中中每個(gè)階階段在受受力和變變形方面面的理想想狀態(tài)(施

22、工階階段理想想狀態(tài)),以此此為依據(jù)據(jù)來(lái)控制制施工過(guò)過(guò)程中每每個(gè)階段段的結(jié)構(gòu)構(gòu)行為,使其最最終成橋橋線形和和受力狀狀態(tài)滿足足設(shè)計(jì)要要求。3.2 施工工控制計(jì)計(jì)算的一一般原則則預(yù)應(yīng)力混混凝土連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的施施工控制制計(jì)算除除了必須須滿足與與實(shí)際施施工方法法相符合合的基本本條件外外,還要要考慮諸諸多相關(guān)關(guān)的其它它因素。大體上上講,其其施工控控制計(jì)算算應(yīng)遵循循以下原原則:1施工工方案:由于連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的恒恒載內(nèi)力力與施工工方法和和架設(shè)程程序密切切相關(guān),施工控控制計(jì)算算前應(yīng)首首先對(duì)施施工方法法和架設(shè)設(shè)程序作作一番較較為深入入的研究究,并對(duì)對(duì)主梁架架設(shè)期間間的施工工荷載給給出一個(gè)個(gè)較為精精確的數(shù)數(shù)值。

23、2計(jì)算算圖式:連續(xù)剛剛構(gòu)橋在在架設(shè)過(guò)過(guò)程中結(jié)結(jié)構(gòu)體系系不斷地地發(fā)生變變化,因因此在各各個(gè)施工工階段應(yīng)應(yīng)根據(jù)符符合實(shí)際際狀況的的結(jié)構(gòu)體體系和荷荷載狀況況選擇正正確的計(jì)計(jì)算圖式式進(jìn)行分分析、計(jì)計(jì)算,計(jì)計(jì)算圖式式見圖331。3結(jié)構(gòu)構(gòu)分析程程度:對(duì)對(duì)連續(xù)剛剛構(gòu)橋的的施工控控制計(jì)算算而言,采用平平面結(jié)構(gòu)構(gòu)分析方方法已經(jīng)經(jīng)可以滿滿足實(shí)際際架設(shè)控控制的需需要。4非線線性影響響:非線線性對(duì)中中小跨連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的影影響可以以忽略不不計(jì),但但大跨徑徑連續(xù)剛剛構(gòu)橋則則必須考考慮非線線性的影影響,否否則計(jì)算算結(jié)果將將發(fā)生較較大偏差差。5混凝凝土收縮縮、徐變變的影響響:基于于同樣的的理由,大跨徑徑連續(xù)剛剛構(gòu)橋應(yīng)應(yīng)計(jì)入

24、混混凝土收收縮、徐徐變的影影響。圖3.11施工控控制計(jì)算算圖式3.3九九架棚大大橋施工工控制計(jì)計(jì)算模型型九架棚大大橋的施施工控制制主要是是在施工工過(guò)程中中,對(duì)箱箱梁的標(biāo)標(biāo)高及控控制截面面應(yīng)力等等狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行控制制,以實(shí)實(shí)測(cè)的設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)進(jìn)行前前進(jìn)分析析計(jì)算與與倒退分分析計(jì)算算,得到到各施工工階段的的預(yù)拱度度值,從從而確定定各梁段段的立模模標(biāo)高,確保成成橋線形形與設(shè)計(jì)計(jì)線形吻吻合。在對(duì)九架架棚大橋橋各施工工節(jié)段實(shí)實(shí)施控制制時(shí),首首先根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)資資料建立立平面桿桿系計(jì)算算模型對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)進(jìn)行復(fù)核核計(jì)算,該工作作由設(shè)計(jì)計(jì)方和監(jiān)監(jiān)控方同同步分別別進(jìn)行。在有限限元分析析時(shí),將將其簡(jiǎn)化化為平面面結(jié)構(gòu),各節(jié)段段

25、離散為為梁?jiǎn)卧?,兩主主墩端部部為固定定支座,兩邊跨跨端部為為活?dòng)支支座。由由于主橋橋在合龍龍前后結(jié)結(jié)構(gòu)體系系轉(zhuǎn)變,由對(duì)稱稱的單“T”靜靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闉榉庆o定定結(jié)構(gòu),取單“T”進(jìn)進(jìn)行分析析計(jì)算。在施工工中,以以前進(jìn)分分析和實(shí)實(shí)時(shí)跟蹤蹤分析為為主,倒倒退分析析為參考考。前進(jìn)進(jìn)分析時(shí)時(shí),隨著著施工節(jié)節(jié)段的推推進(jìn),充充分考慮慮了結(jié)構(gòu)構(gòu)形式、邊界約約束、荷荷載形式式的變化化,前期期結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生徐變變和幾何何位置的的改變,其計(jì)算算結(jié)果包包括各個(gè)個(gè)施工階階段的內(nèi)內(nèi)力和位位移值(分為不不計(jì)收縮縮、徐變變影響和和計(jì)入收收縮、徐徐變影響響兩部分分);后后退分析析計(jì)算結(jié)結(jié)果為各各個(gè)梁段段的預(yù)留留預(yù)拱度度,再由由預(yù)

26、留預(yù)預(yù)拱度便便可計(jì)算算出立模模標(biāo)高值值。最終終的預(yù)拱拱度值見見(附表表一),立模標(biāo)標(biāo)高值見見(附表表二)。九架棚大大橋計(jì)算算模型共共劃分成成98個(gè)單單元,其中上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)劃分成成82個(gè)單單元,下部劃劃分成116個(gè)單單元,如如圖32所示(GQJJS計(jì)算算圖示)。采用用平面桿桿系軟件件初始計(jì)計(jì)算時(shí),結(jié)構(gòu)、材料參參數(shù)均按按理想狀狀態(tài)取值值:模型型中混凝凝土的容容重取226KNN/m33,彈性性模量EE取值3.5104Mpaa,預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼絞絞線彈性性模量取取值1.9105Mpaa,張拉拉應(yīng)力控控制為113955 Mppa,摩摩阻系數(shù)數(shù)取值00.144,偏差差系數(shù)取取值0.0011,收縮縮徐變采采用老化

27、化理論修修正算法法,徐變變終值采采用18800天天。計(jì)算算形成的的數(shù)據(jù)文文件是橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)施工控控制的基基礎(chǔ)。圖3.22GQJJS分析析的計(jì)算算模型圖圖3.4 施工工控制計(jì)計(jì)算的方方法施工控制制計(jì)算方方法主要要包括:前進(jìn)分分析法、倒退分分析法和和無(wú)應(yīng)力力狀態(tài)計(jì)計(jì)算法。由于這這三種計(jì)計(jì)算方法法各有特特點(diǎn),而而且不同同型式的的橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)所采采用的施施工方法法也不同同,所以以對(duì)不同同型式的的橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)采采用不同同的計(jì)算算方法。對(duì)于連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的施施工控制制,前進(jìn)進(jìn)分析法法和后退退分析法法比較適適用,下下面對(duì)這這兩種方方法分別別進(jìn)行重重點(diǎn)介紹紹。3.4.1前進(jìn)進(jìn)分析法法人們對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)靜力力分析的的一

28、般認(rèn)認(rèn)識(shí)是對(duì)對(duì)整個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工結(jié)束束狀態(tài)作作單工況況或多工工況的受受力分析析和變位位計(jì)算。但是,對(duì)于橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)來(lái)說(shuō),只作這這樣的分分析是不不夠的。尤其是是大跨徑徑橋梁結(jié)結(jié)構(gòu),都都有一個(gè)個(gè)分階段段的施工工過(guò)程,結(jié)構(gòu)的的某些荷荷載如自自重、施施工荷載載、預(yù)應(yīng)應(yīng)力等是是在施工工過(guò)程中中逐級(jí)施施加的,每一階階段都可可能伴隨隨著徐變變發(fā)生、邊界約約束增減減、預(yù)應(yīng)應(yīng)力張拉拉和體系系轉(zhuǎn)換等等。后期期結(jié)構(gòu)的的力學(xué)性性能與前前期結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工情況有有著密切切聯(lián)系。換言之之,施工工方案的的改變,將直接接影響到到成橋結(jié)結(jié)構(gòu)的受受力狀態(tài)態(tài)。在確確定了施施工方案案的情況況下如何何分析各各施工階階段及成成橋結(jié)構(gòu)構(gòu)的受

29、力力特性及及變形是是施工設(shè)設(shè)計(jì)中的的首要任任務(wù)。為了計(jì)算算出橋梁梁結(jié)構(gòu)在在成橋后后的受力力狀態(tài),只有根根據(jù)實(shí)際際結(jié)構(gòu)的的配筋情情況和既既定施工工方案逐逐個(gè)階段段地進(jìn)行行計(jì)算,最終才才能得到到成橋結(jié)結(jié)構(gòu)的受受力狀態(tài)態(tài)和變形形情況。這種計(jì)計(jì)算方法法的特點(diǎn)點(diǎn)是:隨隨著施工工階段的的推進(jìn),結(jié)構(gòu)形形式、邊邊界約束束、荷載載形式在在不斷地地改變,前期結(jié)結(jié)構(gòu)將發(fā)發(fā)生徐變變,其幾幾何位置置也在改改變,因因此,前前一階段段的結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)將將是本次次施工階階段結(jié)構(gòu)構(gòu)分析的的基礎(chǔ)。我們將將這種按按施工階階段前后后次序進(jìn)進(jìn)行的結(jié)結(jié)構(gòu)分析析方法稱稱為前進(jìn)進(jìn)分析法法。前進(jìn)進(jìn)分析法法能夠較較好地模模擬橋梁梁結(jié)構(gòu)的的實(shí)際施施工

30、歷程程,下面面我們就就介紹懸懸臂澆筑筑施工的的預(yù)應(yīng)力力混凝土土連續(xù)剛剛構(gòu)橋的的前進(jìn)分分析計(jì)算算。1. 確確定結(jié)構(gòu)構(gòu)初始狀狀態(tài)。主主要包括括:中跨跨、邊跨跨的大小小、橋面面線形、橋墩的的高度、橫截面面信息、材料信信息、約約束信息息、預(yù)應(yīng)應(yīng)力索信信息、混混凝土徐徐變信息息、施工工臨時(shí)荷荷載信息息、二期期恒載信信息等。2. 基基礎(chǔ)、橋橋墩和00塊澆澆筑完成成。計(jì)算算已澆筑筑部分在在自重和和外加荷荷載作用用下的變變形和內(nèi)內(nèi)力。3. 在在每一個(gè)個(gè)橋墩上上對(duì)稱地地依次懸懸臂澆筑筑各個(gè)塊塊件,直直到懸臂臂澆筑完完成,掛掛籃拆除。計(jì)算每每一次懸懸臂澆筑筑時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)的變形形和內(nèi)力力。每一一階段計(jì)計(jì)算均依依照上一一

31、階段結(jié)結(jié)束時(shí)結(jié)結(jié)構(gòu)變形形后的幾幾何形狀狀為基礎(chǔ)礎(chǔ)。4. 進(jìn)進(jìn)行邊跨跨合龍、中中跨合龍龍,計(jì)算算這幾個(gè)個(gè)主要階階段結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力力和變形形。5. 橋橋面鋪裝裝。計(jì)算算二期恒恒載作用用下結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力力與變形形。通過(guò)以上上分析,我們可可以看出出前進(jìn)分分析法具具有以下下幾個(gè)特特點(diǎn):1. 橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)在作前前進(jìn)分析析之前,必須先先制定詳詳細(xì)的施施工方案案,只有有按照施施工方案案中確定定的施工工加載順順序進(jìn)行行結(jié)構(gòu)分分析,才才能得到到結(jié)構(gòu)的的各個(gè)中中間階段段或最終終成橋階階段的實(shí)實(shí)際變形形和受力力狀態(tài)。2. 在在結(jié)構(gòu)分分析之初初,先要要確定結(jié)結(jié)構(gòu)最初初的實(shí)際際狀態(tài),即以符符合設(shè)計(jì)計(jì)的實(shí)際際施工結(jié)結(jié)果(如如跨

32、徑、標(biāo)高等等)倒退退到施工工的第一一階段作作為結(jié)構(gòu)構(gòu)前進(jìn)分分析計(jì)算算的初始始狀態(tài)。3. 本本階段的的結(jié)構(gòu)分分析必須須以前一一階段的的計(jì)算結(jié)結(jié)果為基基礎(chǔ),前前一階段段的結(jié)構(gòu)構(gòu)位移是是本階段段確定結(jié)結(jié)構(gòu)軸線線的基礎(chǔ)礎(chǔ),以前前各施工工階段結(jié)結(jié)構(gòu)受力力狀態(tài)是是本階段段結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)差、材材料非線線性計(jì)算算的基礎(chǔ)礎(chǔ)。4. 對(duì)對(duì)于混凝凝土徐變變、收縮縮等時(shí)間間效應(yīng)在在各個(gè)施施工階段段中逐步步計(jì)入。5. 在在施工分分析過(guò)程程中嚴(yán)格格計(jì)入結(jié)結(jié)構(gòu)幾何何非線性性效應(yīng),本階段段結(jié)束時(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)受受力狀態(tài)態(tài)用本階階段荷載載作用下下結(jié)構(gòu)受受力與以以前各階階段結(jié)構(gòu)構(gòu)受力平平衡而求求得。前進(jìn)分析析法的計(jì)計(jì)算是按按有限位位移理論論進(jìn)行

33、,在一個(gè)個(gè)施工階階段中,新拼裝裝的桿件件用激活活兩個(gè)結(jié)結(jié)點(diǎn)間的的新單元元進(jìn)行模模擬。計(jì)計(jì)算是對(duì)對(duì)施工階階段循環(huán)環(huán)進(jìn)行,循環(huán)結(jié)結(jié)束時(shí)分分析結(jié)果果可以是是成橋若若干年后后結(jié)構(gòu)的的受力狀狀態(tài)。前前進(jìn)分析析程序系系統(tǒng)見圖圖33。前進(jìn)分析析不僅可可以為成成橋結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力提供較較為精確確的結(jié)果果,還為為結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度、剛剛度驗(yàn)算算提供依依據(jù),而而且可以以為施工工階段理理想狀態(tài)態(tài)的確定定、完成成橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)施工工控制奠奠定基礎(chǔ)礎(chǔ)。建立并修改本階段結(jié)構(gòu)剛度矩陣剛度矩陣分解激活本階段結(jié)構(gòu)上的預(yù)應(yīng)力束本階段所增塊件自重與施工荷載的內(nèi)力與位移計(jì)算本階段預(yù)加力效應(yīng)(內(nèi)力及位移)計(jì)算混凝土徐變收縮內(nèi)力與位移計(jì)算預(yù)加力損失計(jì)

34、算階段內(nèi)力與位移匯總預(yù)應(yīng)力損失卸載效應(yīng)(內(nèi)力與位移)計(jì)算截面特性修正階段內(nèi)力與位移匯總內(nèi)力、位移及體系末預(yù)加力延程分布寫入外設(shè)結(jié) 束開 始數(shù)據(jù)輸入激活本階段單元與結(jié)點(diǎn)圖3.33 前前進(jìn)分析析程序系系統(tǒng)流程程圖3.4.2倒退退分析法法前進(jìn)分析析可以嚴(yán)嚴(yán)格按照照設(shè)計(jì)好好的施工工步驟進(jìn)進(jìn)行各階階段內(nèi)力力分析,但由于于分析中中結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)的改變變,最終終結(jié)構(gòu)線線形不可可能完全全滿足設(shè)設(shè)計(jì)線形形。實(shí)際施工工中橋梁梁結(jié)構(gòu)線線形的控控制與強(qiáng)強(qiáng)度控制制同樣重重要,線線形誤差差將造成成橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的合合龍困難難,影響響橋梁建建成后的的美觀和和運(yùn)營(yíng)質(zhì)質(zhì)量。為為了使竣竣工后的的結(jié)構(gòu)保保持設(shè)計(jì)計(jì)線形,在施工工過(guò)程中

35、中用設(shè)置置預(yù)拱度度的方法法來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。而對(duì)對(duì)于分階階段施工工的連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋,一般般要求給給出各個(gè)個(gè)施工階階段結(jié)構(gòu)構(gòu)控制點(diǎn)點(diǎn)的標(biāo)高高(預(yù)拋拋高),以便最最終使結(jié)結(jié)構(gòu)物滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求,這個(gè)問(wèn)問(wèn)題用前前進(jìn)分析析法是難難以解決決的。倒退分析析法可以以解決這這一問(wèn)題題,它的的基本思思想是,假定時(shí)時(shí)刻結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力分分布滿足足前進(jìn)分分析時(shí)刻刻的結(jié)果果,線形形滿足設(shè)設(shè)計(jì)軸線線。在此此初始狀狀態(tài)下,按照前前進(jìn)分析析的逆過(guò)過(guò)程,對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行倒拆拆,分析析每次拆拆除一個(gè)個(gè)施工節(jié)節(jié)段對(duì)剩剩余結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響響。在一一個(gè)階段段內(nèi)分析析得到的的結(jié)構(gòu)位位移,內(nèi)內(nèi)力狀態(tài)態(tài)便是該該階段結(jié)結(jié)構(gòu)理想想的施工工狀態(tài)。所謂結(jié)結(jié)構(gòu)施工工理

36、想狀狀態(tài)就是是在施工工各階段段結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)有的位位置和受受力狀態(tài)態(tài),每個(gè)個(gè)階段的的施工理理想狀態(tài)態(tài)都將控控制著全全橋最終終形態(tài)和和受力特特性。倒退分析析法具有有以下幾幾個(gè)特點(diǎn)點(diǎn):1. 倒倒退分析析時(shí)的初初始狀態(tài)態(tài)必須由由前進(jìn)分分析來(lái)確確定,但但初始狀狀態(tài)中的的各桿件件的軸線線位置可可取設(shè)計(jì)計(jì)軸線位位置。2. 拆拆除單元元的等效效荷載,用被拆拆單元接接縫處的的內(nèi)力反反向作用用在剩余余主體結(jié)結(jié)構(gòu)接縫縫處加以以模擬,這些值值可由前前進(jìn)分析析計(jì)算來(lái)來(lái)得到。開 始時(shí)刻狀態(tài)施工完成時(shí)狀態(tài)合攏初狀態(tài)張拉預(yù)應(yīng)力索初的狀態(tài)施工初態(tài)安裝本階段初狀態(tài)張拉預(yù)應(yīng)力索前的狀態(tài)結(jié) 束合攏前狀態(tài)安裝本階段前狀態(tài)對(duì)施工階段循環(huán)圖3

37、.44 倒倒退分析析程序系系統(tǒng)流程程圖3. 拆拆除桿件件后的結(jié)結(jié)構(gòu)狀態(tài)態(tài)為拆除除桿件前前的結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)與與被拆除除桿件等等效荷載載作用狀狀態(tài)的疊疊加。換換言之,本階段段結(jié)束時(shí)時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力狀態(tài)用用本階段段荷載作作用下結(jié)結(jié)構(gòu)受力力與前一一階段結(jié)結(jié)構(gòu)受力力狀態(tài)相相疊加而而得,即即認(rèn)為在在這種情情況下線線性疊加加原理成成立。4. 被被拆構(gòu)件件滿足零零應(yīng)力條條件,剩剩余主體體結(jié)構(gòu)新新出現(xiàn)接接縫面應(yīng)應(yīng)力等于于此階段段對(duì)該接接縫面施施加的預(yù)預(yù)加應(yīng)力力,這是是正確進(jìn)進(jìn)行橋梁梁結(jié)構(gòu)倒倒退分析析的必要要條件?;炷恋牡氖湛s徐徐變與結(jié)結(jié)構(gòu)的形形成歷程程有著密密切的關(guān)關(guān)系,徐徐變應(yīng)變變不僅與與混凝土土的齡期期有關(guān)

38、,而且與與作用在在混凝土土構(gòu)件上上的應(yīng)力力應(yīng)變有有關(guān)。因因而結(jié)構(gòu)構(gòu)在進(jìn)行行倒退分分析時(shí),一般是是無(wú)法直直接進(jìn)行行徐變計(jì)計(jì)算。為為了解決決這一問(wèn)問(wèn)題,一一般是應(yīng)應(yīng)用下述述的方法法:在進(jìn)進(jìn)行前進(jìn)進(jìn)分析時(shí)時(shí),先不不計(jì)入混混凝土收收縮徐變變的影響響,計(jì)算算出結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力力與變形形值,然然后再計(jì)計(jì)算出結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)入入混凝土土收縮徐徐變后的的內(nèi)力與與變形值值,兩者者相減則則可以得得到每一一階段混混凝土收收縮徐變變產(chǎn)生的的內(nèi)力與與位移值值,將其其保存起起來(lái)。接接著進(jìn)行行倒退分分析,按按階段扣扣除前進(jìn)進(jìn)分析時(shí)時(shí)相應(yīng)階階段混凝凝土?xí)r效效的影響響。倒退退分析程程序系統(tǒng)統(tǒng)流程圖圖如圖334所示。3.5 誤差差分析本課題

39、采采用了兩兩種方法法進(jìn)行誤誤差分析析,一是是灰色理理論預(yù)測(cè)測(cè)法,二二是卡爾爾曼濾波波法。下下面詳細(xì)細(xì)介紹這這兩種方方法:3.5.1灰色色理論預(yù)預(yù)測(cè)法客觀世界界既是物物質(zhì)的世世界,也也是信息息的世界界。在工工程技術(shù)術(shù)系統(tǒng)方方面,大大多數(shù)的的系統(tǒng)信信息是完完全的,它有明明確的輸輸入和輸輸出關(guān)系系,因此此可以方方便地分分析輸入入對(duì)輸出出的影響響。然而而,也有有一些系系統(tǒng)信息息是不完完全的,沒(méi)有明明確的輸輸入和輸輸出關(guān)系系,因此此就難以以分析輸輸入對(duì)輸輸出的影影響。我我們稱信信息完全全明確的的系統(tǒng)為為白色系系統(tǒng),信信息完全全不明確確的系統(tǒng)統(tǒng)為黑色色系統(tǒng),信息部部分明確確、部分分不明確確的系統(tǒng)統(tǒng)為灰色色

40、系統(tǒng)?;疑迪到y(tǒng)是信信息不完完全、不不確定的的系統(tǒng)。在灰色系系統(tǒng)理論論中,認(rèn)認(rèn)為“差異是是信息”,因此此提出了了差異信信息原理理;又認(rèn)認(rèn)為“人們認(rèn)認(rèn)知的根根據(jù)”是信息息,從而而建立了了以信息息為根據(jù)據(jù)的認(rèn)知知模式;由于信信息不完完全、不不確定,必然導(dǎo)導(dǎo)致了認(rèn)認(rèn)知的非非確定與與非唯一一,即解解的非唯唯一性(解的非非唯一性性原理);因?yàn)闉槿祟惖牡奶剿魇鞘菬o(wú)窮盡盡的,人人類的認(rèn)認(rèn)知是無(wú)無(wú)窮盡的的,所以以確定認(rèn)認(rèn)知是相相對(duì)的,信息不不完全、不確定定是絕對(duì)對(duì)的(灰灰性不滅滅原理);對(duì)事事物作決決斷力求求準(zhǔn)確可可靠,而而準(zhǔn)確可可靠的決決斷,只只能依靠靠“最新鮮鮮”、“最有代代表性”的信息息作出(新息優(yōu)優(yōu)先

41、原理理);信信息不完完全、導(dǎo)導(dǎo)致“少數(shù)據(jù)據(jù)”,從而而有少數(shù)數(shù)據(jù)建模模。灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論是是我國(guó)鄧鄧聚龍教教授于119822年首先先提出的的,他編編寫的灰色系系統(tǒng)理論論是灰灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論的的奠基性性著作。從19982年年第一篇篇有關(guān)灰灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論的的論文發(fā)發(fā)表以來(lái)來(lái)的十余余年里,灰色系系統(tǒng)理論論在基礎(chǔ)礎(chǔ)理論、應(yīng)用等等方面均均有較大大的發(fā)展展?;疑到y(tǒng)理理論已廣廣泛應(yīng)用用于農(nóng)業(yè)業(yè)、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、醫(yī)療療、生態(tài)態(tài)、軍事事、交通通、工業(yè)業(yè)控制、工程技技術(shù)等諸諸多領(lǐng)域域,典型型的例子子為氣象象部門作作氣象預(yù)預(yù)報(bào)、水水利工作作者作洪洪水預(yù)報(bào)報(bào)、交通通部門作作客運(yùn)量量預(yù)報(bào)等等。九十十年代初初,灰色色理論開開始應(yīng)用

42、用于大跨跨徑橋梁梁的施工工控制中中,取得得了較好好的效果果。在此此,我們們簡(jiǎn)要介介紹一下下灰色理理論的基基本原理理及其在在大跨徑徑預(yù)應(yīng)力力混凝土土連續(xù)剛剛構(gòu)橋施施工控制制中的應(yīng)應(yīng)用。1、基本本原理灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論就就是基于于灰關(guān)聯(lián)聯(lián)空間、光滑離離散函數(shù)數(shù)概念等等,以現(xiàn)現(xiàn)有信息息或原始始數(shù)列為為基礎(chǔ),通過(guò)灰灰過(guò)程及及灰生成成對(duì)現(xiàn)有有信息或或原始數(shù)數(shù)列進(jìn)行行數(shù)據(jù)加加工與處處理,定定義了灰灰導(dǎo)數(shù)與與灰微分分方程,進(jìn)而用用離散數(shù)數(shù)據(jù)建立立了微分分方程型型的動(dòng)態(tài)態(tài)模型,即灰模模型(GGM模型型),來(lái)來(lái)預(yù)測(cè)系系統(tǒng)未來(lái)來(lái)發(fā)展變變化的一一種預(yù)測(cè)測(cè)控制方方法。下下面將主主要介紹紹灰色系系統(tǒng)理論論中與工工程實(shí)踐踐相

43、關(guān)的的一般原原理和計(jì)計(jì)算方法法?;疑到y(tǒng)統(tǒng)理論的的微分方方程模型型稱為GGM(11,1)模型型,G表示grrey(灰),表示moodell(模型型)。GGM(11,1)表示示1階的,N個(gè)變量量的微分分方程型型模型?;疑迪到y(tǒng)理論論之所以以能夠建建立近似似的微分分方程型型的模型型,是基基于下述述的概念念、觀點(diǎn)點(diǎn)、方法法和途徑徑。(1)一一般隨機(jī)機(jī)系統(tǒng)只只能建立立差分模模型,不不能建立立微分模模型,而而灰色理理論建立立的是微微分方程程模型。差分模模型是一一種遞推推模型,只能按按階段分分析系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展,只能能用于短短期分析析,只能能了解系系統(tǒng)顯露露的變化化。正如如美國(guó)加加里福尼尼亞大學(xué)學(xué)T.CC.

44、Hssia在在他的專專著Syysteems Ideentiificcatiion 中所指指出:“盡管連連續(xù)系統(tǒng)統(tǒng)的離散散近似模模型對(duì)許許多工程程應(yīng)用來(lái)來(lái)講是有有用的,但在某某些研究究領(lǐng)域中中,人們們卻常常常希望使使用微分分方程模模型。在在這些領(lǐng)領(lǐng)域中,微分方方程的系系數(shù)描述述了我們們所希望望辨識(shí)的的系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部的物物理或化化學(xué)過(guò)程程的本質(zhì)質(zhì)”。然而而人們沒(méi)沒(méi)有找到到建立這這種模型型的方法法和途徑徑,正如如T.CC.Hssia指指出“實(shí)踐上上由于導(dǎo)導(dǎo)數(shù)信號(hào)號(hào)是很難難獲得的的,所以以解不存存在”。而灰灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論將將隨機(jī)量量當(dāng)作是是在一定定范圍內(nèi)內(nèi)變化的的的灰色色量,將將隨機(jī)過(guò)過(guò)程當(dāng)作作是在一一定

45、幅區(qū)區(qū)和一定定時(shí)區(qū)內(nèi)內(nèi)變化的的灰色過(guò)過(guò)程,由由此建立立了灰微微分方程程模型。(2)系系統(tǒng)行為為數(shù)據(jù)列列往往是是沒(méi)有規(guī)規(guī)律的,是隨機(jī)機(jī)變化的的。對(duì)于于隨機(jī)變變量、隨隨機(jī)過(guò)程程,人們們往往是是用概率率統(tǒng)計(jì)的的方法來(lái)來(lái)進(jìn)行研研究。但但是概率率統(tǒng)計(jì)的的方法要要求數(shù)據(jù)據(jù)量大(大樣本本),必必須從大大量的數(shù)數(shù)據(jù)中找找統(tǒng)計(jì)規(guī)規(guī)律,只只便于處處理統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)律中中有較典典型的概概率分布布、有平平穩(wěn)的隨隨機(jī)過(guò)程程的這一一類問(wèn)題題,而對(duì)對(duì)于其它它非典型型分布、非平穩(wěn)穩(wěn)過(guò)程、有色噪噪聲的處處理,都都感到很很棘手??傊?,概率統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的研研究方法法,計(jì)算算工作量量大,且且可以解解決和處處理的問(wèn)問(wèn)題較少少。而灰灰色系統(tǒng)統(tǒng)理論,

46、則將一一切隨機(jī)機(jī)變量看看作是在在一定范范圍內(nèi)變變化的灰灰色量,將隨機(jī)機(jī)過(guò)程看看作是在在一定范范圍內(nèi)變變化的、與時(shí)間間有關(guān)的的灰色過(guò)過(guò)程。對(duì)對(duì)灰色量量不是從從找統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)律的的角度,通過(guò)大大樣本量量進(jìn)行研研究,而而是用數(shù)數(shù)據(jù)處理理的方法法(灰色色理論稱稱為數(shù)據(jù)據(jù)生成),將雜雜亂無(wú)章章的原始始數(shù)據(jù)整整理成規(guī)規(guī)律較強(qiáng)強(qiáng)的生成成數(shù)列再再作研究究?;疑碚撜J(rèn)認(rèn)為系統(tǒng)統(tǒng)的行為為現(xiàn)象盡盡管是朦朦朧的,數(shù)據(jù)是是雜亂無(wú)無(wú)章的,但它畢畢竟是有有序的,是有整整體功能能的,因因此雜亂亂無(wú)章的的數(shù)據(jù)背背后,必必然潛藏藏著某種種規(guī)律。而灰數(shù)數(shù)的生成成,就是是從雜亂亂無(wú)章的的原始數(shù)數(shù)據(jù)中去去開拓、發(fā)現(xiàn)、尋找這這種內(nèi)在在規(guī)律

47、,這是一一種現(xiàn)實(shí)實(shí)規(guī)律,不是先先驗(yàn)規(guī)律律。(3)灰灰色理論論將無(wú)規(guī)規(guī)律的原原始數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)生成成后,使使其轉(zhuǎn)變變?yōu)檩^有有規(guī)律的的生成數(shù)數(shù)列再建建模。所所以,灰灰色理論論建立的的不是一一般建模模所得到到的原始始數(shù)據(jù)模模型,而而是生成成數(shù)據(jù)模模型。因因此灰色色理論的的預(yù)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù),不不是直接接從生成成模型得得到的數(shù)數(shù)據(jù),而而是還原原后的數(shù)數(shù)據(jù)。或或者說(shuō)通通過(guò)生成成數(shù)據(jù)的的GM(11,1)模型型所得到到的預(yù)測(cè)測(cè)值,必必須作逆逆生成處處理。(4)灰灰色理論論是針對(duì)對(duì)符合光光滑離散散函數(shù)條條件的一一類數(shù)列列建模。一般原原始數(shù)據(jù)據(jù)作累加加生成(AGOO)后,可以得得到光滑滑離散函函數(shù),基基于光滑滑離散函

48、函數(shù)的收收斂性與與灰關(guān)聯(lián)聯(lián)空間的的極限概概念,定定義了灰灰導(dǎo)數(shù)?;疑砝碚撜J(rèn)為為微分方方程是背背景值與與各階導(dǎo)導(dǎo)數(shù)(灰灰導(dǎo)數(shù))的某種種組合。(5)灰灰色理論論通過(guò)模模型計(jì)算算值與實(shí)實(shí)際值之之差(殘殘差)建建立GMM(1,1)模型型,作為為提高模模型精度度的主要要途徑。殘差的的GM(11,1)模型型,一般般只注重重現(xiàn)實(shí)規(guī)規(guī)律,最最新數(shù)據(jù)據(jù)的修正正,因此此殘差GGM(11,1)與主主模型之之間在時(shí)時(shí)間上一一般是不不同步的的?;疑P驮谠诳紤]殘殘差GMM模型的的補(bǔ)充后后,就變變成了近近似的差差分微分分型模型型。(6)用用灰色理理論建模模,一般般都采用用三種檢檢驗(yàn)方式式,即殘殘差大小小檢驗(yàn)、后驗(yàn)差差

49、檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度度檢驗(yàn)。殘差大大小檢驗(yàn)驗(yàn),是模模型精度度逐點(diǎn)的的檢驗(yàn),是一種種直觀的的檢驗(yàn)、是一種種算術(shù)檢檢驗(yàn)。后后驗(yàn)差檢檢驗(yàn),是是按照殘殘差的概概率分布布繼續(xù)檢檢驗(yàn),屬屬于統(tǒng)計(jì)計(jì)檢驗(yàn)。關(guān)聯(lián)度度檢驗(yàn),是根據(jù)據(jù)模型曲曲線與行行為數(shù)據(jù)據(jù)曲線的的幾何相相似程度度進(jìn)行檢檢驗(yàn),是是一種幾幾何檢驗(yàn)驗(yàn)??偨Y(jié)以上上各點(diǎn),我們可可以描述述以GMM(1,1)模型型為基礎(chǔ)礎(chǔ)的灰建建模過(guò)程程,并通通過(guò)GMM(1,1)模型型來(lái)得到到灰預(yù)測(cè)測(cè)值及還還原值。令為元序序列為的一次次累加生生成(311)為的均值值生成(322),為灰微微分序列列,則與與中各時(shí)時(shí)刻數(shù)據(jù)據(jù)滿足關(guān)關(guān)系:(333),對(duì)于(331)式,稱為數(shù)數(shù)據(jù)列,為數(shù)據(jù)據(jù)

50、矩陣,為參數(shù)數(shù)列或參參數(shù)向量量。(333)式的的另一表表達(dá)式為為(k22,3,n)(34)上式稱為為GM(11,1)模型型。殘差列(35)當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)滿足平平方和最最小準(zhǔn)則則,即(366)時(shí),灰微微分方程程參數(shù)列列滿足關(guān)關(guān)系(377)上式的演演算結(jié)果果為:(388)(399)若灰微分分方程(3110)的參數(shù)、服從(37)式,則稱(3111)為(310)式式的白化化方程或或影子方方程,有有時(shí)亦稱稱(311)為為(34)的影影子方程程。影子子方程的的解為(3112)稱(312)為為GM(11,1)的相相應(yīng)式,其還原原值為(3113)2 灰色色系統(tǒng)理理論在連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋施工工控制中中的應(yīng)用用對(duì)于懸臂臂

51、澆筑與與懸臂拼拼裝施工工的連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋,有各各階段初初留預(yù)拱拱度的理理論計(jì)算算狀態(tài)值值序列:對(duì)應(yīng)有實(shí)實(shí)測(cè)值序序列:根據(jù)、建建立誤差差序列:元素(11,2,)(314)以作為數(shù)數(shù)據(jù)生成成序列,由(331)式生生成及(32)式生生成,由由(34)式建建立模型型,由(38)、(39)式確確定出參參數(shù)、,由(312)式式得到響響應(yīng)值,再由(313)式式獲得還還原值。開 始輸 入計(jì)算累加生成參數(shù)識(shí)別a、b計(jì)算響應(yīng)值還原數(shù)據(jù)輸出預(yù)測(cè)值 結(jié) 束圖3.55 灰灰色預(yù)測(cè)測(cè)計(jì)算流流程圖為誤差預(yù)預(yù)測(cè)結(jié)果果。若帶帶有明顯顯的方向向性,則則存在系系統(tǒng)誤差差,且其其分布即即為。根據(jù)可進(jìn)進(jìn)行參數(shù)數(shù)識(shí)別與與調(diào)整,來(lái)確定定下

52、一階階段預(yù)留留拱度調(diào)調(diào)整量。那么,下一階階段立模模時(shí)的預(yù)預(yù)留拱度度值為(3115)將以上步步驟進(jìn)行行歸納可可畫出應(yīng)應(yīng)用灰色色預(yù)測(cè)法法進(jìn)行誤誤差分析析的計(jì)算算流程圖圖,如圖圖35所示??柭╧allmann)濾波波法我們?cè)诠すこ虒?shí)際際中常常常遇到這這樣一類類系統(tǒng),系統(tǒng)的的初始狀狀態(tài)是一一個(gè)隨機(jī)機(jī)向量,并不知知道它的的確切值值,而只只知道其其均值(數(shù)學(xué)期期望)方方差。系系統(tǒng)不但但受確定定性控制制輸入的的作用,而且往往往受到到一些隨隨機(jī)干擾擾(噪聲聲)的作作用。這這樣,在在這些隨隨機(jī)干擾擾和隨機(jī)機(jī)初始狀狀態(tài)的作作用下,系統(tǒng)的的狀態(tài)就就不是一一個(gè)確定定性的函函數(shù)了,而是一一個(gè)隨機(jī)機(jī)過(guò)程。再則,量測(cè)系

53、系統(tǒng)即使使不存在在系統(tǒng)誤誤差,也也會(huì)有隨隨機(jī)誤差差存在。也就是是說(shuō),量量測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)也存在在隨機(jī)干干擾。因因此,我我們需要要根據(jù)夾夾雜著噪噪聲干擾擾的量測(cè)測(cè)信號(hào)把把系統(tǒng)的的狀態(tài)估估計(jì)出來(lái)來(lái),以便便實(shí)現(xiàn)某某種最優(yōu)優(yōu)控制,這就是是隨機(jī)最最優(yōu)估計(jì)計(jì)問(wèn)題。解決這這種狀態(tài)態(tài)估計(jì)的的方法主主要有卡卡爾曼濾濾波法。卡爾曼濾濾波法是是美國(guó)學(xué)學(xué)者kaalmaan.RR.E于于19660年首首先提出出的,他他將狀態(tài)態(tài)空間的的概念引引入到隨隨機(jī)估計(jì)計(jì)理論中中來(lái),把把信號(hào)過(guò)過(guò)程視為為在白噪噪聲作用用下一個(gè)個(gè)線性系系統(tǒng)的輸輸出,這這種輸入入輸出關(guān)關(guān)系用狀狀態(tài)方程程來(lái)描述述。這樣樣所描述述的信號(hào)號(hào)過(guò)程不不但可以以是平穩(wěn)穩(wěn)的標(biāo)

54、量量隨機(jī)過(guò)過(guò)程,而而且可以以是非平平穩(wěn)的向向量隨機(jī)機(jī)過(guò)程。借助于于當(dāng)時(shí)數(shù)數(shù)字計(jì)算算機(jī)發(fā)展展的成果果,將概概率論和和數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域域的成果果用于解解決濾波波估計(jì)問(wèn)問(wèn)題,提提出了一一種新的的線性遞遞推濾波波方法。這種方方法不要要求儲(chǔ)存存過(guò)去的的觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù),當(dāng)當(dāng)新的數(shù)數(shù)據(jù)被觀觀測(cè)以后后,只要要根據(jù)新新的數(shù)據(jù)據(jù)和前一一時(shí)刻的的估計(jì)量量,借助助于信號(hào)號(hào)過(guò)程本本身的狀狀態(tài)轉(zhuǎn)移移方程,按照一一套遞推推公式,即可算算出新的的估計(jì)量量,故它它大大地地減少了了計(jì)算量量和存貯貯量,便便于實(shí)時(shí)時(shí)處理,現(xiàn)已廣廣泛地應(yīng)應(yīng)用于空空間技術(shù)術(shù)和工業(yè)業(yè)自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)??柭鼮V濾波法主主要有離離散線性性系統(tǒng)的的卡爾曼曼濾波法法和

55、連續(xù)續(xù)線性系系統(tǒng)的卡卡爾曼濾濾波法。由于在在大跨徑徑預(yù)應(yīng)力力混凝土土連續(xù)剛剛構(gòu)橋的的施工控控制中,結(jié)構(gòu)的的狀態(tài)均均是用離離散的數(shù)數(shù)據(jù)序列列表示(如某些些測(cè)點(diǎn)的的標(biāo)高、某些斷斷面的應(yīng)應(yīng)力等),而不不是用連連續(xù)量來(lái)來(lái)表示,所以我我們?cè)谑┦┕た刂浦浦惺褂糜玫氖请x離散線性性系統(tǒng)的的卡爾曼曼濾波法法。1.原理理對(duì)于不考考慮控制制作用的的情況,系統(tǒng)的的狀態(tài)方方程和觀觀測(cè)方程程為:(3116)式中:維狀態(tài)態(tài)向量狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移矩陣陣維隨機(jī)機(jī)干擾向向量維觀測(cè)測(cè)向量觀測(cè)矩矩陣維觀測(cè)測(cè)噪聲向向量其中、都都是均值值為零的的白噪聲聲序列,且與互不相相關(guān),在在每個(gè)采采樣間隔隔內(nèi)和為常值值,其統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性為以上各式式對(duì)于任任意

56、的都都成立,式中為為克羅尼尼柯函數(shù)數(shù),即又設(shè)初始始狀態(tài)的的統(tǒng)計(jì)特特性為且所謂濾波波就是根根據(jù)初始始狀態(tài)與與觀測(cè)值值,做出狀狀態(tài)向量量的最優(yōu)優(yōu)估計(jì)。在初始始時(shí)刻,我們?nèi)∪∽鳛榈墓拦烙?jì)?,F(xiàn)現(xiàn)在用遞遞推的形形式來(lái)表表達(dá)出各各個(gè)時(shí)刻刻在取得得的觀測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)的的基礎(chǔ)上上所做出出的狀態(tài)態(tài)的估計(jì)計(jì)。這里里所指的的遞推形形式指的的是確定定僅僅用用到前一一時(shí)刻的的估計(jì)與與新的觀觀測(cè)值。這樣,在的基礎(chǔ)礎(chǔ)上,逐逐次令11,2,就能用用遞推公公式求出出各個(gè)時(shí)時(shí)刻的估估計(jì)值,。為了得到到遞推公公式,假假定根據(jù)據(jù)觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù),已經(jīng)定定出了在在時(shí)刻時(shí)時(shí)狀態(tài)的的估計(jì)值值。在還還沒(méi)有得得到新的的觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)之前前,要想想估計(jì)時(shí)時(shí)刻的

57、狀狀態(tài),就就只有從從出發(fā),根據(jù)狀狀態(tài)方程程來(lái)預(yù)報(bào)它它。但由由于隨機(jī)機(jī)干擾的的值事先先無(wú)法得得知,所所以只能能已來(lái)預(yù)預(yù)報(bào),將將該預(yù)報(bào)報(bào)值記作作當(dāng)取得了了新的時(shí)時(shí),我們們就用所所獲得的的新信息息來(lái)檢查查預(yù)報(bào),并根據(jù)據(jù)檢查結(jié)結(jié)果來(lái)校校正預(yù)報(bào)報(bào)值。檢檢查的辦辦法是用用觀測(cè)方方程(3316)算算出相應(yīng)應(yīng)的觀測(cè)測(cè)值同樣,因因?yàn)檫@里里不知道道觀測(cè)噪噪聲的值值,故在在計(jì)算時(shí)時(shí)將它略略去。然然后將算算出的觀觀測(cè)值與與實(shí)際觀觀測(cè)值之之差乘以以一個(gè)適適當(dāng)?shù)南迪禂?shù)矩陣陣加在預(yù)預(yù)報(bào)值上上進(jìn)行校校正。于于是,在在時(shí)刻時(shí)時(shí)估計(jì)值值的最優(yōu)優(yōu)濾波遞遞推估計(jì)計(jì)值為(3117)式中系數(shù)數(shù)矩陣叫叫做增益益矩陣?,F(xiàn)在的的任務(wù)是是確定增

58、增益矩陣陣。采樣樣最優(yōu)線線性估計(jì)計(jì)就是要要求得一一個(gè)最優(yōu)優(yōu)的增益益矩陣,使得誤誤差協(xié)方方差矩陣陣(3118)為最小。該問(wèn)題題的解可可由下列列卡爾曼曼濾波的的遞推公公式給出出:濾波算法法:(319)濾波增益益:(320)濾波誤差差協(xié)方差差:(321)預(yù)測(cè)誤差差協(xié)方差差:(322)2. 卡卡爾曼濾濾波的應(yīng)應(yīng)用前面已經(jīng)經(jīng)講過(guò),基本離離散線性性系統(tǒng)就就是指沒(méi)沒(méi)有確定定輸入控控制量的的卡爾曼曼濾波系系統(tǒng)。由由于該系系統(tǒng)沒(méi)有有輸入控控制量,因此,它主要要適用于于可調(diào)變變量極少少的大跨跨徑橋梁梁結(jié)構(gòu)中中,所以以它很適適合于懸懸臂施工工的大跨跨徑預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋。當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)某一一節(jié)段施施工完成成后

59、,無(wú)無(wú)論結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)處處于什么么樣的狀狀態(tài)(比比如標(biāo)高高),我我們基本本上沒(méi)有有辦法來(lái)來(lái)改變本本施工階階段的結(jié)結(jié)構(gòu)標(biāo)高高。我們們所能做做的事情情是:根根據(jù)本階階段的標(biāo)標(biāo)高誤差差來(lái)預(yù)測(cè)測(cè)或估計(jì)計(jì)出下一一節(jié)段的的立模標(biāo)標(biāo)高,使使隨后的的結(jié)構(gòu)實(shí)實(shí)際狀態(tài)態(tài)符合結(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)理想想狀態(tài),這就是是基本離離散線性性系統(tǒng)卡卡爾曼濾濾波的實(shí)實(shí)際意義義。給定初始值,預(yù)測(cè)誤差協(xié)方差最優(yōu)濾波增益濾波誤差協(xié)方差最優(yōu)濾波值輸入輸出圖3.66 卡卡爾曼濾濾波運(yùn)算算流程圖圖對(duì)于懸臂臂澆筑與與懸臂拼拼裝施工工的大跨跨徑預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋,可將將左右兩兩懸臂的的預(yù)留拱拱度值作作為狀態(tài)態(tài)變量,對(duì)于已已施工階階段及待待施工

60、階階段,有有狀態(tài)方方程:(3223)其中為階階段懸臂臂端預(yù)留留拱度計(jì)計(jì)算值與與階段預(yù)預(yù)留拱度度計(jì)算值值之比,即(3224)由于預(yù)留留拱度可可以直接接觀測(cè),因此有有觀測(cè)方方程:(3225)比較式(316)及及式(3325),可知=(單位位矩陣),所以以作為解解的卡爾爾曼濾波波遞推公公式則成成為:濾波算法法:(326)預(yù)測(cè)算法法:(327)濾波增益益:(328)濾波誤差差協(xié)方差差:(329)預(yù)測(cè)誤差差協(xié)方差差:(330)對(duì)于初始始條件,由于塊塊在理想想狀態(tài)的的誤差甚甚小,因因此可取取塊左右兩兩端理論論計(jì)算預(yù)預(yù)留拱度度值塊左右兩兩端理論論計(jì)算預(yù)預(yù)留拱度度值與實(shí)實(shí)測(cè)預(yù)留留拱度值值差值的的平方,在式(3

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