某大桥顶推施工监控和参数识别

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1、某大桥顶推施工监控和参数识别　　摘要：某大桥为4×50米的预应力混凝土连续梁桥，采用顶推法施工，本文对该桥顶推施工的施工监控工作进行了介绍，对顶推施工过程中主梁受力的变化规律作了分析和说明，并利用施工监控数据对大桥的混凝土弹性模量和容重等结构参数进行了参数识别，参数识别的结果对于桥梁的长期健康监测和使用状态评估等方面具有一定的参考价值。关键词：连续梁桥顶推法施工监控应力参数识别中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1工程概述某大桥为4×50米四跨一联的等截面预应力混凝土连续梁桥，采用顶推法施工。大桥的左右幅

2、桥的箱梁断面均为斜腹板单箱单室型，顶板宽度（桥面宽度）为15.0米，底板宽6.5米，梁高为3.15米。7采用顶推法施工的桥梁，其结构的最终形成必须经历一个漫长而又复杂的施工与体系转换过程。在连续梁桥的顶推施工过程中，随着现浇梁段的增加，在顶推施工过程中箱梁结构体系不断变化。每一梁段的浇筑与顶推都对现有结构的内力和线型产生一定的影响，并最终影响成桥后的结构内力和线型。因此，对连续梁桥顶推施工过程进行施工控制的目的是：1.借助现代测试技术，对实际结构进行测试，分析测试应变中温度等诸多影响因素，能掌握实际结构的真实应力

3、，通过结构应力分析，发现可能出现裂缝的部位，对那些应力不足或危险截面采取补救措施，防患于未然。2.收集施工和成桥试验全过程的信息，为桥梁结构理论、桥梁科学研究和发展提供数据。2测点布置为了监测该大桥西桥在顶推施工过程中的安全，掌握结构的受力状况，根据连续梁桥顶推施工的受力特点，在大桥每幅桥的箱梁上各布置了2个应变监测断面，每个监测断面布置8个应变测点；全桥共布置4个应变监测断面，合共32个应变测点。监测断面上的测点布置如图1所示：图1主梁监测断面测点布置图3箱梁测点的应力监测结果与分析图2至图4是左、右幅桥1#断

4、面顶板测点应力图与理论值的对比以及左、右幅桥实测值之间的对比，由图中的结果可以看到，左、右幅桥1#断面测点应力变化与理论值都比较接近，且左、右幅桥之间的实测应力变化相当接近，表明此位置处箱梁的受力情况比较理想。图2左幅1#断面顶板测点应力图图3右幅1#断面顶板测点应力图7图4左、右幅桥1#断面顶板测点实测应力对比图4顶推施工参数识别的目的和方法在桥梁的设计阶段对各种诸如混凝土的强度、容重、弹性模量、收缩徐变系数等计算参数，都只能按照设计或施工规范所规定的采用；而在实际施工过程中，上述参数则大多与规范规定值有所差异

5、。这些由设计参数引起的偏差就可能会导致设计理想状态与施工实际状态不一致，结构的实际状态将偏离或达不到设计所期望的理想状态。因此，施工控制的首要任务之一就是通过对结构的实际反应(如挠度、应力等)信息的处理，求出符合实际结构的设计参数，并运用这些已识别的参数对计算进行必要的调整，以此达到控制实际结构状态与理想状态的偏差的目的。这就是参数识别[1]。大跨度桥梁施工控制中，对于设计参数误差的调整是通过量测施工过程中实际结构的行为数据，分析结构的实际状态与理想状态的偏差，用误差分析理论来确定或识别引起这种偏差的主要设计参数

6、误差，经过修正设计参数，来达到控制桥梁结构的实际状态与理想状态偏差的目的，使结构的成桥状态与设计相一致。为达到这一目标，一般从以下三方面着手[2]：首先，确定引起桥梁结构偏差的主要设计参数；其次，运用各种理论和方法来识别这些设计参数误差；7最后，得到设计参数的正确估计值后，通过修正设计参数误差，使结构的实际状态与理想状态相一致。根据上面的分析和大桥顶推施工的设计要求、受力特点等因素以及施工监控过程中能够获得的数据，将待识别的参数确定为混凝土的容重ρ与混凝土的弹性模量E。在识别方法上，同时使用了设计参数敏感性分析方

7、法和材料试验的实测方法，互为校核，确保参数识别的结果的真实性与合理性。在设计参数敏感性分析方法中，使用了最小二乘算法[3]，具体的步骤在如下：设在某一个梁段顶推施工过程中测得监测断面处某测点的应力值为变化过程的实测值为：（4—1）设在原定的设计材料容重值和弹性模量值下，通过计算得得到此位置应力变化过程的理论值为：（4—2）令，则有误差向量：（4—3）有待识别的参数向量为：（4—4）由的改变值而引起的应力变化值的误差为：（4—5）（4—6）式中的7为参数误差到的线性变换矩阵，由结构性能决定。残差为：（4—7）那么，

8、（4—8）令（4—9）可求得的最小二乘估计为：（4—10）参数识别中，首先必须得到参数误差到的线性变换矩阵，是由结构性能所决定的，要形成线性变换矩阵，就必须进行辅助计算，其计算方法如下：首先，按设计材料容重值和弹性模量值在结构模型上进行第一次的计算，得出计算结果。由于材料容重值和弹性模量值这两个参数都是独立的，并没有耦合，通过分别调整这两个参数，再重新进行上一步的计算，得