大跨度拱桥主要施工控制方法研究

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1、大跨度拱桥主要施工控制方法研究近十几年来，钢管混凝土大跨度拱桥在我国发展很快，在工程实践中得到了广泛地应用，不但修建的数目逐渐增多，跨度也在不断增大，这样对施工技术、施工控制的要求也在不断的提高。本文以东湖大桥为工程背景，主要研究钢管混凝土拱桥的施工控制理论，论文从研究钢管混凝上拱桥拱肋的施工方法入手，分析了钢管混凝土拱桥拱肋的施工方法，并从中指出钢管混凝土发展的主要问题是施工问题。并结合东湖大桥的施工研究了钢管混凝土拱桥的施工方法，为施工控制的研究打下基础。关键词：拱桥;施工控制;施工管理1.概述　　在大跨度钢管混凝土拱桥的实

2、际施工中，虽然可采用各种施工计算方法算出各施工阶段的位移值、挠度、预抛高值，但当按这些理论值进行施工时，结构的实际变形却不一定能达到预期的结果。这主要是由于施工中的测量误差、观测误差、安装误差等;或者是由于设计时所采用的设计参数，诸如材料的弹性模量、构件自重、施工临时荷载的条件等，与实际工程中所表现出来的参数不完全一致而引起的。这种偏差随着钢管混凝土拱桥拱肋施工长度的增加，会逐渐累积，必须进行有效的控制和必要的调整。否则，钢管混凝土拱桥的拱肋标高将偏离控制目标，从而会造成合龙困难，并会影响成桥后的线形和桥面行车等使用功能。再说，

3、桥梁实际施工的施工因素造成的影响是设计中无法预见的，要针对具体的情况，在施工过程中进行适当和必要的调整，施工控制正是解决问题的有效途径。　　同时，在施工过程中拱桥的安全是十分重要。据统计，拱桥的垮塌事故大多发生在施工过程中，所以，对于大跨度拱桥，包括大跨度钢管混凝土拱桥在施工过程中的变形及受力必须进行施工监控，避免结构在施工过程中出现失稳或过大的应力，而造成事故。大跨径钢管混凝上拱桥建成后，拱轴线是否与设计拱轴线相吻合，受力是否合理主要取决于:①施工质量;②施工控制技术;③设计质量。从某种意义讲，施工控制技术是大跨径钢管混凝土拱

4、桥建设的关键之一，目前，正日益受到桥梁工的关注和重视。因此，桥梁在施工过程中必须加强现场施工控制工作。2.施工控制方法2.1闭环反馈控制　　闭环反馈控制作为控制论的一个基本概念，是指被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端，并对输入端施加控制影响的一种控制关系。对于较复杂桥型，由于实际施工状态和计算采用模型的参数等状态之’间存在差异，随着结构复杂程度的增加、桥梁跨度的增大，在每个施工阶段的积累误差将越来越大，以至不可忽略，否则到施工结束时结构的内力和线形将较显著地偏离设计目标的成桥状态。因此，在施工中的每个阶段出现误差之后，就

5、必须及时识别并加以纠正，而控制量的大小和纠正的措施是必须由误差经反馈计算所确定的，这就形成了一个闭环反馈控制过程。2.2自适应控制　　在闭环反馈控制的基础上，再加上一个系统辨识过程称为自适应控制，整个控制系统就成为自适应控制系统误差识别过程。当结构模型计算结果与测量到的受力状态不相符时，在参数辨识算法中输入误差去调节计算模型的参数，使模型的实际测量到的结果与输出结果相一致，得到修正后的计算模型参数，重新计算各施工阶段的理想状态，结构进行控制按反馈控制方法进行，这样，经过几个工况的反复辨识后，计算模型就与实际结构基本上相一致了，在

6、此基础上可以对施工状态进行更好的控制。该方法目前被广泛采用，并认为是较合理的施工控制方法之一。2.3开环控制　　对于结构和施工较简单的桥梁常采用开环控制，控制时，一般按照设计施工图进行施工，施工完成后的结构就基本上能达到设计和规范所要求的内力状态和线形。这种控制方法就是一个开环的施工控制过程，与闭环控制相比没有反馈。在开环控制方法中，控制是单向的，并不需要像闭环反馈控制那样根据结构的反应来改变施工中的内力和变形。在各构件的安装和制造精度高，或者结构安装和制造误差的影响不大时，这种方法是方便可行的，大部分中小桥采用的都是这种方法进

7、行施工控制。但这种控制方法没有控制误差和修正误差的能力。3.桥梁施工控制结构分析方法　　桥梁施工控制时需预先计算结构各施工阶段的内力和变位，确定各施工阶段的结构线形，以使结构能达到最佳设计成桥状态。在实际施工中，桥梁施工控制结构分析方法一般采取倒退分析、前进分析、无应力状态法，以及三者相结合的综合方法，对结构进行计算机实时分析和跟踪控制。3.1倒装计算　　桥梁结构分析的倒装计算法是按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程进行模拟来进行结构分析计算的方法。采用桥梁结构的倒装计算就是要获得桥梁结构在各施工阶段的理想线形和标高，甚至理想内

8、力。我们可利用桥梁结构的倒装计算法从设计图中给出的最终成桥状态开始，逐步地反过来计算来得到施工各阶段及施工初始阶段的理想状态，从而得到桥梁结构施工初始状态和施工中间各阶段的理想状态。按照分析结果去指导施工，从而使桥梁的成桥状态符合设计线形、设计标高。在桥梁结构的