论桥梁施工控制的内容和方法

孙晓明

摘要: 桥梁施工要进行有效地控制,必须全面了解其影响因素,有针对性的制定控制方案。桥梁的施工控制应该从结构变形、结构应力、结构的稳定性等方面进行,其中又以结构的变形控制为主。本文分析了桥梁施工控制的目的与意义,探讨了桥梁施工控制的内容和控制方法,认为神经网络预测控制是一种比较好的反馈控制方法。

Abstract: the bridge construction should be effectively controlled, must fully understand the influencing factors, the development of targeted control scheme. Bridge construction control should be from the structural deformation, stress, structural stability and other aspects, the structure deformation control. This paper analyzes the purpose and significance of the bridge construction control is discussed, the bridge construction control contents and method of control, the considered neural network predictive control is a good feedback control method.

关键词:桥梁施工控制内容控制方法

Key words: content control method of bridge construction control

中图分类号:U445文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2007)06(b)-0067-02

一、 桥梁施工控制的涵义和意义

随着大跨度桥梁结构的创新和跨径的不断增大,在预应力混凝土桥梁施工中引入了钢桥自架设体系的施工方法。为了保证施工质量,必需对建桥的整个过程进行严格的施工控制。对于采用多阶段、多工序的自架设体系施工的大跨度桥梁上部结构而言,将施工中的实测值与预计值进行比较、调整,直到达到满意的设计状态。

桥梁施工控制是桥梁建设的安全保证。为了安全可靠的建好每座大桥施工控制非常重要。施工中每一阶段的内力与变形是完全可以预计的,同时通过监测手段得到各施工阶段的实际内力与变形,从而完全掌握施工进程和发展情况,及时发现施工中可能存在的较大偏差,消除事故隐患,确保桥梁安全。

大跨径预应力混凝土连续梁桥施工过程比较复杂,要求在施工过程中, 必须实施有效的施工控制。从某种意义上讲,施工控制成了大跨径预应力混凝土连续梁桥修建和发展必不可少的保证措施。

二、桥梁施工控制的影响因素

受各种误差因素的影响，大跨度度桥梁施工过程中的实际施工状态与理想设计状态之间总是存在误差，要对桥梁施工过程实施有效的控制，必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计的因素。

2.1 结构设计参数

结构设计参数误差是引起桥梁施工控制误差的主要因素，因此消除结构参数误差是施工控制的首要目标。包括:结构截面尺寸。采用动态取值和误差分析;材料弹性模量。随机采样试验,取得混凝土4天、7天、14天和28天的弹性模量,预应力钢绞线弹性模量采用国家建材中心实验室实验数据;材料容重。采用随机抽样方法,准确识别钢筋和不同集料对混凝土材料容重的影响程度;材料热膨胀系数;施工荷载。 自架设体系中都存在施工临时荷载,它们对结构受力与变形的影响在控制中不可忽视,必须按实际情况取值;预加应力。预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数,但其大小受多种因素影响,包括张拉设备、 管道磨阻、 预应力钢绞线断面尺寸、弹性模量等。控制过程中对其取值误差必须合理估计。

2.2 施工工艺

施工控制除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来挂蓝就位安装和梁段浇筑等方面误差,使施工状态保持在控制之中。

2.3 施工监测

监测包括结构温度监测、应力监测、变形监测等内容。监测是施工的眼睛，可以直接反应施工的结果。然而监测设备、监测方法、监测数据采集方法等均存在误差，这些误差，在调试过程中要考虑在内。

2.4 其他因素

例如结构分析的计算模型、温度变化影响和材料收缩、徐变等因素也应作适当调整。

三、 桥梁施工控制的主要内容

3.1 结构变形控制

各类桥梁在施工过程中，无论采取何种方法，总会有变形，例如梁式桥梁的标高，拱桥拱轴线位移，斜拉桥梁的标高、塔的位移，悬索桥主缆（悬索）的位移等。任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合,固要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差,并将其降低到《公路桥涵施工技术规范》规定的容许范围内。对于悬臂浇筑的混凝土梁:梁轴线偏位 l.mm,挠度士 20mm,梁顶面宽度士 30mm。

3.2 结构应力控制

如果结构实际应力状态与设计应力状态不符,将会给结构造成一定程度的危害,其影响远比结构变形的影响大。所以,在对桥梁进行施工控制时,尤其要注意对结构应力的监控。对预应力混凝土连续梁桥而言,结构体内的应力大小与预加力大小有很大关系,应主要控制预加力:张拉机具与锚具应在现场进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲数。所用压力表的读数不宜低于1.5级;检验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于±2%;预应力钢材用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值应控制在 6%。

3.3 结构稳定性控制

桥梁结构的稳定性控制是指在施工过程中严格的控制施工各阶段的结构构件的局部和整体稳定性。要通过稳定分析计算和结合结构应力、变形情况的一系列完整监控系统，综合评定其稳定性。为此,应建立一套全面监控系统,对桥梁进行终身监控,确保桥梁安全施工、安全运营。

4 桥梁施工控制的主要方法

桥梁的施工控制已逐渐被工程界所重视,并形成了一些实用的控制方法,这些方法包括参数识别法、最佳成桥状态法、无应力法、灰色预测控制法、线形回归分析法、卡尔曼滤波法和神经网络法,其中神经网络法是一种比较好的反馈控制方法。将神经网络系统理论引入桥梁施工控制中。神经网络是模拟人脑结构和功能的一种以计算机为工具的信息处理系统, 具有自学习特性, 能建立网络输入、 输出变量之间的静态非线性映射关系, 可用于识别、 预测等问题。在桥梁施工控制中, 要求使结构的实际状态尽量与设计要求相一致, 为此对施工中可能发生的偏差要进行事先预测, 以便于后期调整。将神经网络作为桥梁设计控制中偏差识别和预测的新方法, 与常用的方法互补, 应该认为是一种有益的探索。因此, 神经网络预测控制是一种比较好的反馈控制方法。

参考文献

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