大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法探析(2)
2013-07-02 01:09
导读：不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形（挠曲），并且结构的变形将受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置（
不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形（挠曲），并且结构的变形将受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置（立面标高，平面位置）状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合拢，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围之内和成桥线形状态符合设计要求。
3.2 应力控制
桥梁结构在施工过程中以及成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与理论（计算）应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之在允许范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样易于发现，若应力控制不力将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏（我国宁波的招宝山大桥主梁断裂就是一个例子），所以，必须对结构应力实施严格控。对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定，通常包括：
①结构在自重下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。②结构在施工荷载作用下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。③结构预加力除对张拉实施双控（油表控制和伸长量控制，伸长量误差允许在±6%以内）外，还必须考虑管道摩阻影响（对于后张结构）。④温度应力，特别是大体积基础、墩柱等。⑤其他应力，如基础变位、风荷载、雪荷载等引起的结构应力。⑥施工中用到的对桥梁施工安全有直接影响的支架、挂篮、缆索吊装系统等的应力在安全范围内。
3.3 稳定控制
桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有过不少的桥梁在施工过程由于失稳而导致全桥破坏的例子，最典型的是加拿大的魁北克（Quebec）桥。该桥在南侧锚锭析架快要架完时，由于悬臂端下弦杆的腹板屈曲而发生突然崩塌坠落。我国四川州河大桥也因悬臂体系的主梁在吊装主跨中段承受过大的轴力而失稳破坏。因此桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。目前主要通过稳定分析计算（稳定安全系数），并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。
3.4 安全控制
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桥梁施工过程中安全控制是桥梁施工控制的重要内容，只有保证了施工过程中的安全，才谈得上其他控制与桥梁的建设，其实，桥梁施工的安全控制是上述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现，上述各项得到了控制，安全也就得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安全问题除外）。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况，确定其安全控制重点。
4 施工控制的方法
连续梁桥是施工→监测→识别→调整→预告→施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态（主要是施工标高）顺利推进。而实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，所以，施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构未来做出预测。
4.1 预测控制法
预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一施工阶段（节段）形成前后进行预测，使施工沿着预定状态进行。由于预测状态与实际状态免不了有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。这种方法适用于所有桥梁，而对于那些已成结构状态具有不可调整性的桥梁施工控制必须采用此法。预测控制以现代控制论为理论基础，其预测方法常见的有卡尔曼滤波法、灰色
系统理论控制法等。
4.2 自适应控制法
鉴于连续梁桥已完成节段的不可控性以及施工中对线形误差的纠正措施有限，控制误差的发生就显得极为重要，所以，采用自适应控制法对其进行控制也是很有效的。
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4.3 线形回归分析法
线形回归分析法是通过对悬臂箱梁挠度与悬臂长度、悬臂重量的一元线形回归处理或二元线形回归处理，总结建立挠度线形回归
数学模型。它可以用于分析箱梁挠度变形的规律，也可以用于预测待施工梁段的挠度。但它无法对温度和施工引起的误差进行修正，并且要求有较多有规律的数据才行，在梁段数比较少时所得到的回归曲线的精度难以保证。
5 小结
