大跨度橋梁工程施工控制講義三

大跨度橋梁施工控制XX橋梁工程系

二○○一年 五月使橋梁建成時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)確定的內(nèi)力狀態(tài)線形狀態(tài)靜定結(jié)構(gòu)——兩者完全分離超靜定結(jié)構(gòu)——兩者間有聯(lián)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橋梁線剛度較低，相對(duì)變形較大大跨度橋梁施工過(guò)程復(fù)雜，較多體系轉(zhuǎn)換大跨度橋梁施工步驟較多，材料、結(jié)構(gòu)尺寸、施工操作誤差的累計(jì)誤差較大斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范中把施工控制作為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的必要措施二.施工控制的思路開(kāi)環(huán)施工控制——適用于簡(jiǎn)單橋梁或非循環(huán)式施工橋梁反饋施工控制——適用于結(jié)構(gòu)參數(shù)比較穩(wěn)定的橋梁自適應(yīng)施工控制——適用于循環(huán)式施工橋梁最優(yōu)控制——目前尚不適用于施工控制1.開(kāi)環(huán)施工控制基本原理2.反饋施工控制基本原理XX橋控制流程圖3.自適應(yīng)施工控制基本原理XX提出的斜拉橋施工控制系統(tǒng)流程4.最優(yōu)控制理論應(yīng)用的問(wèn)題離散系統(tǒng)方程控制目標(biāo)問(wèn)題——控制矩陣Pk,k-1是不斷變化的系統(tǒng)的維數(shù)也在變二.施工控制的思路開(kāi)環(huán)施工控制反饋施工控制自適應(yīng)施工控制最優(yōu)控制結(jié)論：自適應(yīng)控制是目前適用于循環(huán)施工橋梁最理想的方法，最優(yōu)控制不適用于橋梁三.自適應(yīng)施工控制系統(tǒng)要素1.

確定理想狀態(tài)計(jì)算方法確定理想狀態(tài)的計(jì)算方法確定成橋理想狀態(tài)確定施工步驟的控制目標(biāo)確定成橋理想狀態(tài)內(nèi)部靜定結(jié)構(gòu)——連續(xù)梁、拱、吊橋結(jié)構(gòu)尺寸、施工方法確定后內(nèi)力狀態(tài)隨之唯一確定內(nèi)部超靜定結(jié)構(gòu)——斜拉橋、組合拱同樣的結(jié)構(gòu)、同樣的施工方法，不同索力（吊桿力）可以獲得不同內(nèi)力狀態(tài)最優(yōu)問(wèn)題——內(nèi)力最小、應(yīng)力最小、彎曲能量最小、材料最省、造價(jià)最省確定性問(wèn)題——?jiǎng)傂灾С羞B續(xù)梁最優(yōu)成橋狀態(tài)確定算法影響方程約束條件優(yōu)化目標(biāo)方程彎矩最小求斜拉橋最優(yōu)索力斜索體系是的拉索以未知索力Ti代替；簡(jiǎn)化后的平面框架結(jié)構(gòu)中，目標(biāo)函數(shù)為：Ti——第i號(hào)索力；

——Ti=1時(shí)的結(jié)構(gòu)彎矩；Mp(s)——恒載作用下的結(jié)構(gòu)彎矩。桿系河有限錦元程灶序中強(qiáng)的處陶理方交法桿端力芳影響矩始陣{ML經(jīng)}={漁MLo}+[轟CL]{T子}{MR坐}={綠MRo}+[硬CR]{喬T}其中貢：{ML頓}、{MR怕}分別是授單元在個(gè)左、右僑端桿端旁力向量{MLo}、{M所Ro}由初止始索涌力引藍(lán)起的搞桿端夸力向臂量{T輔}是待歲求的坡索力擔(dān)修正運(yùn)量[CL]、[CR]就是{T量}對(duì){ML喪}，{M狂R}的影響埋矩陣確定施揀工目標(biāo)醫(yī)的計(jì)算塊方法倒拆法無(wú)法考株慮徐變某些步猜驟構(gòu)造糖上無(wú)法樓實(shí)現(xiàn)倒拆賢、正嘗裝綜先合法疊代不雕一定能屋收斂無(wú)應(yīng)力塌狀態(tài)法適用眉于鋼迅橋的壓構(gòu)件看預(yù)制不能郊確定稅每個(gè)遼施工柳階段阿的狀綱態(tài)需要多朱次調(diào)索確定施昆工目標(biāo)存的計(jì)算叨方法簡(jiǎn)化做先法施工階蠅段斜拉業(yè)索索力喬等于節(jié)堵段重量六的一半辛加施工第機(jī)具重訪量按照硬上述感索力瓶進(jìn)行斯正裝袋模擬惹計(jì)算寒，局叢部調(diào)也整索柿力標(biāo)高按算模擬計(jì)叼算結(jié)果貞設(shè)預(yù)拱丟度缺點(diǎn)——施工狀慚態(tài)與成君橋理想側(cè)狀態(tài)脫蓋節(jié)2.施工過(guò)箱程模擬行計(jì)算施工過(guò)摟程模擬爪計(jì)算計(jì)算程霞序——有限元麻程序我國(guó)：假平面桿底系程序國(guó)外：?jiǎn)士臻g計(jì)劍算程序發(fā)開(kāi)始應(yīng)延用考慮的袍因素模擬施雀工構(gòu)件悅的安裝反及拆除調(diào)過(guò)程各種工線形孝預(yù)應(yīng)江力鋼資筋的橫張拉燒過(guò)程不同咱預(yù)制通齡期腸、加只載齡絕期下干構(gòu)件尼的收抱縮徐利變結(jié)構(gòu)的留非線性岸因素溫度晴影響3.最優(yōu)控甜制調(diào)整餓量計(jì)算最優(yōu)控衛(wèi)制調(diào)整齡量計(jì)算控制目含標(biāo)——應(yīng)力、蹈標(biāo)高調(diào)整叢手段——索力、你預(yù)應(yīng)力大、標(biāo)高計(jì)算貴思路——優(yōu)化深方法優(yōu)化首目標(biāo)——?dú)堄嗾`暖差最小銜、能量緒最小、糕調(diào)整的交功最小約束榴條件——調(diào)整必廳須在材鞋料強(qiáng)度喚允許范停圍內(nèi)、強(qiáng)殘余誤且差在允梳許范圍首內(nèi)優(yōu)化犁計(jì)算猴原理影響方程約束條件優(yōu)化目標(biāo)方程線性優(yōu)揪化方法影響方程優(yōu)化目標(biāo)方程非線同性優(yōu)響化方搶法影響方程優(yōu)化目標(biāo)方程約束條沒(méi)件位移殘崗差最小索力借殘差構(gòu)最小4.計(jì)算抬模型參數(shù)估殘計(jì)計(jì)算模益型參數(shù)張估計(jì)吹算法待估計(jì)職參數(shù)——構(gòu)件榜重量固、剛拼度、擔(dān)徐變存系數(shù)狼、預(yù)嚴(yán)應(yīng)力所損失計(jì)算思卷路——優(yōu)化誦方法測(cè)量伙變量——索力、抽標(biāo)高、燈應(yīng)力優(yōu)化目居標(biāo)——誤差最把小約束條內(nèi)件——參數(shù)墊在物身理?？谧R(shí)范爹圍內(nèi)參數(shù)估況計(jì)計(jì)算偷原理影響方程優(yōu)化目標(biāo)方程約束條件參數(shù)寇估計(jì)更方法爺分類一類是里基于誤辦差最小冊(cè)化的算癥法，如而最小二目乘法一類是鄰基于狀種態(tài)估計(jì)由理論的障算法，訊如擴(kuò)展湊卡爾曼捐濾波法存在的旦問(wèn)題：參數(shù)的蹄靈敏度蠶不高測(cè)量窗數(shù)據(jù)宴不夠參數(shù)絮估計(jì)則的變睡量分吧離測(cè)量片時(shí)刻尖選定1.掛籃肉移動(dòng)鵲定位育立模冶前的芽時(shí)刻崗；2.掛籃蠟移動(dòng)固定位央立模偏后的綁時(shí)刻麗；3.節(jié)段親混凝殊土澆黃筑前緒的時(shí)估刻；4.節(jié)段混醫(yī)凝土澆析筑后的散時(shí)刻；5.張拉斜互拉索前妥的時(shí)刻奧；6.張拉門(mén)斜拉培索后改的時(shí)午刻；彈性模決量混凝土成超重索力誤冊(cè)差5.測(cè)量污系統(tǒng)待測(cè)量曬變量標(biāo)高——激光奧束、錘連通當(dāng)管、垂度——激光框束索力——隨機(jī)振惰動(dòng)法應(yīng)力——鋼弦烘應(yīng)力極計(jì)自動(dòng)測(cè)添量系統(tǒng)自適應(yīng)優(yōu)施工控御制系統(tǒng)鉤流程四.不同肌類型怠橋梁厭控制慘特點(diǎn)自適瓶應(yīng)控仿制方院法、窮反饋疫控制儉方法正只適餅用于霞有循鵲環(huán)的斧節(jié)段買施工更方法即使采宴用節(jié)段談施工，棉不同橋濤型也有巴不同特?fù)潼c(diǎn)，必還須采用沿不同的凳對(duì)策1.懸臂澆廁筑混凝敵土斜拉松橋施工特幻玉點(diǎn)：結(jié)構(gòu)抓參數(shù)感的準(zhǔn)父確性見(jiàn)較差造，而欠且要誓等到單節(jié)段批施工棄完成粉后才慣能確難定主梁的蠟剛度較既大，節(jié)湊段的局襲部變形宿很小，樂(lè)索力調(diào)悟整對(duì)局揀部線形百的調(diào)整定作用很批小調(diào)整米范圍叼受到臂混凝尤土應(yīng)該力的士限制掛籃慶剛度吉對(duì)局分部變?yōu)承斡锌齿^大豪影響泰，長(zhǎng)驕掛籃亭在混滾凝土以澆筑漂節(jié)段勤參與友結(jié)構(gòu)給受力未施甘工節(jié)齒段的靈立模專標(biāo)高珠可以總?cè)我饫泊_定授，與瓣已澆肚筑梁耍段無(wú)箱關(guān)懸臂澆海筑混凝格土斜拉畜橋控制螞對(duì)策1．對(duì)于碧已建成儀梁段的堪線形誤荒差在一跑定程度降上可以森通過(guò)斜膜拉索索醒力的調(diào)陵整來(lái)糾累正，但咳是，由昆于主梁書(shū)剛度較舉大，不階可能通便過(guò)索力娘調(diào)整糾芒正所有悄誤差。末殘余的征誤差可卻以通過(guò)糊下一節(jié)栗段的立準(zhǔn)模標(biāo)高輩來(lái)調(diào)整他。2．及罰時(shí)識(shí)絲式別誤水差產(chǎn)國(guó)生的啦原因列，估鹽計(jì)計(jì)楚算程皮序參代數(shù)的禁實(shí)際冠值，跑主要冬是混舌凝土捆的彈高性模宣量、烘材料尖的比據(jù)重、摘徐變彎系數(shù)貴等，成重新伶計(jì)算拌未澆名筑梁幫段的床預(yù)拱桶度，氣修改蓄施工努階段渠索力古及相劃應(yīng)的塵標(biāo)高紹目標(biāo)溫值，稼避免才出現(xiàn)教新的擱誤差局。懸臂澆胃筑混凝油土斜拉凈橋控制剛對(duì)策3．由于扔立模標(biāo)骨高可以衣隨時(shí)調(diào)俱整，索鼓力值應(yīng)鹽該作為托控制的硬依據(jù)，筆某節(jié)段尼標(biāo)高只徑要控制呼在允許聾范圍之離內(nèi)即可劈燕認(rèn)為滿誼足要求遲。如果偽索力到微達(dá)設(shè)計(jì)冶值時(shí)標(biāo)難高同時(shí)費(fèi)達(dá)到預(yù)府計(jì)值，曾說(shuō)明計(jì)唉算模型收與實(shí)際慘結(jié)構(gòu)是嫁吻合的貝，否則獻(xiàn)，說(shuō)明桿兩者之些間存在降差異，哭必須對(duì)臥參數(shù)進(jìn)嘉行重新薯估計(jì)。4．掛籃河剛度只舒影響正循在澆筑徐的梁段嬸標(biāo)高，沾但由此尺引起的懲誤差將貓永遠(yuǎn)存梳在于主臭梁線形腐中，必?fù)祈毧紤]校鋼筋骨杜架對(duì)掛勿籃剛度倡的影響路。自適竭應(yīng)控洽制思僚路在XX施工控欄制中的泥應(yīng)用工程準(zhǔn)概況XX計(jì)算工左況表控制剛目標(biāo)控制的救最終目賊標(biāo)是：覽使成橋倉(cāng)后的線騙形與設(shè)惕計(jì)線形慚所有各黃點(diǎn)的誤嗽差均控狡制在4厘米般范圍恰之內(nèi)貫，桑且斜聚拉索擁索力甚與設(shè)采計(jì)值益的誤返差控飛制在5%范圍挪之內(nèi)臟。每一施盛工步驟傻中的誤蟻差控制曉水平：斜拉索獎(jiǎng)張拉索舟力與理村論預(yù)報(bào)悄值的相楚對(duì)誤差算應(yīng)控制遙在2%以內(nèi)；掛籃定舉位標(biāo)高幻玉與預(yù)報(bào)攔標(biāo)高之鈔差控制主在1厘米以外內(nèi)；斜拉索窗張拉完游后，如現(xiàn)梁端測(cè)螺點(diǎn)標(biāo)高嘴與控制絨預(yù)報(bào)標(biāo)奪高之坑差超過(guò)4厘米，魯需研究環(huán)調(diào)整方歐案，確故定索力瞧調(diào)整措蘋(píng)施。觀測(cè)變甩量為：貍標(biāo)高、調(diào)索力、頃塔頂水諸平位移翼、主梁涉及塔身容的局部淘溫度場(chǎng)亭和應(yīng)力禾場(chǎng)；混廣凝土徐玩變系數(shù)毫和彈性御模量測(cè)歇試試驗(yàn)狗；在懸或臂澆掙筑之腫前對(duì)陶掛籃血進(jìn)行學(xué)了現(xiàn)赴場(chǎng)預(yù)國(guó)壓試占驗(yàn)?？刂颇４胧┚殻盒蓖晾髦恋乃魅缌暗芰憾喂系牧⒐S模標(biāo)當(dāng)高。測(cè)量值尿和控制賭措施控制實(shí)施施工初期（0-3#節(jié)段）參數(shù)估計(jì)：自重集度、彈性模量、掛籃剛度調(diào)整預(yù)報(bào)值：每對(duì)斜拉索增加初始索力30噸施工中變期（4-倡12庸#節(jié)段惕）按預(yù)姓?qǐng)?bào)值倘進(jìn)行帖正常勁施工施工后黑期（12菊#節(jié)段瘡以后淹）參數(shù)估丘計(jì)：自結(jié)重集度變估計(jì)調(diào)整爐預(yù)報(bào)乓值：啄斜拉察索索催力初冊(cè)始值嚇調(diào)回帥到設(shè)狐計(jì)值控制兇結(jié)果全橋按嫌照預(yù)計(jì)呼的目標(biāo)翠合攏；全橋的閃線形除咽少數(shù)節(jié)冠點(diǎn)外，震所有節(jié)裁點(diǎn)標(biāo)高捎與設(shè)計(jì)俯線形的拖誤差均鳥(niǎo)在4厘米野以內(nèi)抖；除南什塔邊謠跨13、14旱#索因朋為邊酷跨和筑中跨蜂發(fā)生份了肉不對(duì)胞稱變癥形，勇在施譯工過(guò)博程中親進(jìn)行芹了補(bǔ)跨張拉識(shí)外，母斜拉害索均釋是在惡節(jié)段啞施工繼中張催拉到共位合攏后促只對(duì)兩敞根索由催于上下錄游索力腫有較大明差異進(jìn)部行了很示小的補(bǔ)壓張拉。2.懸臂拼示裝混凝腎土斜拉繼橋施工特屠點(diǎn)：主梁機(jī)每個(gè)歇節(jié)段刃的定得位標(biāo)叫高受悄到預(yù)定制線斗形的竿限制該，只王能通搖過(guò)接鳳縫間漁的契鹿塊調(diào)射節(jié)，重余地敲很小腔，全部節(jié)移段的重貓量在拼號(hào)裝前可園以預(yù)先韻獲得，沒(méi)有掛榆籃變形戴的影響機(jī)。懸臂識(shí)拼裝籠混凝何土斜電拉橋爹控制白對(duì)策由于哥定位額標(biāo)高?？烧{(diào)梢余地墳較小凱，拼擦裝階孕段的鑒線形慕應(yīng)該顧作為拍控制指的主腎要依針據(jù)，棟如果代標(biāo)高肝到達(dá)踢設(shè)計(jì)可值時(shí)比索力醋同時(shí)旅達(dá)到復(fù)預(yù)計(jì)肌值，澡說(shuō)明蒜計(jì)算希模型鋤與實(shí)頌際結(jié)斑構(gòu)是舌吻合紅的，桶否則躍，說(shuō)漁明兩亭者之肢間存泊在差腳異，銳必須憤對(duì)參陸數(shù)進(jìn)羽行重別新估丑計(jì)。參數(shù)估盾計(jì)的對(duì)案象主要宅是主梁噴的剛度則及徐變倉(cāng)系數(shù)，俊在估計(jì)崇后重新陣確定每繳階段的鍵張拉索下力。由于旬沒(méi)有克掛籃舅剛度采及節(jié)飯段重射量誤鋒差，歌每節(jié)度段吊奴裝完們成時(shí)渾，標(biāo)希高誤革差較朗小，谷可以譜通過(guò)社索力速調(diào)整逮來(lái)糾暫正。3.結(jié)合梁后斜拉橋施工特檢點(diǎn)：主梁的秧線形在孩鋼梁預(yù)銜拼裝階摔段已經(jīng)苦完全確寇定，現(xiàn)玩場(chǎng)拼裝兆時(shí)節(jié)段脅之間相搬對(duì)位置僚幾乎沒(méi)考有調(diào)整奶的余地卵，全部節(jié)鬧段的重掃量在拼展裝前可案以預(yù)先泳獲得，拼裝階兇段鋼梁已剛度很象小，索勒力及荷擾載對(duì)標(biāo)位高的影列響非常場(chǎng)明顯，鋼梁透的抗固拉、獄抗壓尺能力亞均較精強(qiáng)。結(jié)合渣梁斜辣拉橋百控制龍對(duì)策在確定圖施工控什制目標(biāo)濁時(shí)，應(yīng)呆充分利清用鋼梁滅的抗彎凝能力使厘混凝土畏橋面板語(yǔ)承擔(dān)較若大壓應(yīng)功力。由于母梁段直間相懼對(duì)位鄙置不到能調(diào)仔整，蒙某一先梁段造的誤填差除殘影響蒼本節(jié)獲段外厲，誤司差的算趨勢(shì)滴還將嬌影響筋以后嘩的梁郵段，叼因此栽，拼召裝階熄段的草線形寇是控考制的粉主要刷目標(biāo)刮，必堵須在曾下一話節(jié)段朵拼裝溝前通凈過(guò)斜牌拉索屈索力著的調(diào)駱整來(lái)芽糾正侄已建譜成梁磚段的垂線形批誤差歌，而裙將索河力控饑制在險(xiǎn)一定月誤差已范圍炒內(nèi)。結(jié)合談梁斜年拉橋挨控制吊對(duì)策參數(shù)估傲計(jì)的對(duì)我象對(duì)主敗要是主壟梁的剛廟度，特嶄別是已偷安裝好漿橋面板傲但尚未貧形成結(jié)搜合梁的亮梁段，樓此時(shí)的隔剛度實(shí)暢際上是蕩處于裸拍鋼梁與廚結(jié)合梁叛之間，夜需要通粱過(guò)參數(shù)禿估計(jì)算銜法來(lái)估禮計(jì)。在參數(shù)兵估計(jì)后鉛應(yīng)重新真確定每珠階段的得張拉索嬌力，如天果不進(jìn)性行修正蛋，則在悼以后每飼個(gè)階段份施工完團(tuán)成時(shí)索晝力與標(biāo)蛛高均不饒能同時(shí)叫達(dá)到控津制目標(biāo)備，從而駁每次均鋒需要標(biāo)永高調(diào)整義，這將丙大大增墳加施工利調(diào)索工杠作量。由于尋線形興的主弄要靠見(jiàn)索力殃調(diào)整灘來(lái)保遙證，奧但是撫索力炕調(diào)整幫必須脹在梁勁體強(qiáng)霧度允仆許的您范圍故之內(nèi)悟，因鮮此，燈必須悉分析戲索力糧誤差啟對(duì)主睬梁應(yīng)踏力的侮影響規(guī)，確問(wèn)保施爛工應(yīng)袍力控貍制在怎允許描范圍今之內(nèi)棉。4.懸臂施殲工混凝吳土連續(xù)校梁橋連續(xù)梁確線形控榮制與斜尿拉橋施抄工控制眾不同之悶處兩者的片控制目喜標(biāo)不完頸全相同。混凝閉土連續(xù)毛梁橋由寇于在懸趨臂施工磚階段是亦靜定結(jié)點(diǎn)構(gòu)，合都攏過(guò)程舍中如不宰施加額爺外的壓訊重，成渡橋后內(nèi)乒力狀態(tài)澤一般不浸會(huì)偏離黑設(shè)計(jì)值耳很多，價(jià)因此連細(xì)續(xù)梁橋烤施工控代制的主抹要目標(biāo)滲是控制掩主梁的恰線形。兩者實(shí)柄施控制孫的手段古不相同。對(duì)援于混儀凝土攜連續(xù)碼梁橋?yàn)?，已拌施工路梁段馬上出稱現(xiàn)誤掩差時(shí)妥，只西能通起過(guò)張時(shí)拉預(yù)岡備預(yù)桿應(yīng)力令束調(diào)喝整，底而這扶一調(diào)茂整量參是非繩常有扛限的司，因糾此，色一旦強(qiáng)出現(xiàn)舞線形效誤差鍛，誤繭差將黑永遠(yuǎn)賢存在港，只王能通沃過(guò)立對(duì)模標(biāo)守高消劑除已亞施工扔梁段綱的殘般余誤宇差，巧有時(shí)促調(diào)整哲需經(jīng)糠過(guò)幾食個(gè)梁許段才咸能完塑成?；炷萃吝B名續(xù)梁屑橋控類制對(duì)完策參數(shù)妖估計(jì)述及對(duì)貫計(jì)算錯(cuò)模型攤的修醫(yī)正特倒別重浮要，肅只有保與實(shí)近際施皇工過(guò)淋程相營(yíng)吻合村的計(jì)檢算模需型計(jì)際算出銳的預(yù)莫報(bào)標(biāo)訓(xùn)高才鞠是可明實(shí)現(xiàn)困的，浩施工眾結(jié)果母的誤漿差才嚇能減偽小。在進(jìn)閘行施獲工模脂擬計(jì)鋼算時(shí)疫必須嫁充分?？紤]浙各種膀施工套因素道，特庭別要移正確涂計(jì)算生主梁犯的軸帝線坐耍標(biāo)，勵(lì)同時(shí)紫計(jì)算絞中要編計(jì)入鼻豎曲擊線的芒影響