橋梁施工監控的內容主要包括(kuò)成(chéng)橋理想狀(zhuàng)態確(què)定,理想施工狀態確定和施工適時控製分(fèn)析(xī)。
成橋理想狀態是(shì)指在恒載作用下,結構(gòu)達到設(shè)計線形和理想受力狀態; 施工理想狀態以成橋理想狀態為初始條件,按實際施(shī)工相逆的步驟,逐步拆去每(měi)一個施工項對結構的影響,從而確定結構在施工(gōng)各階段的(de)狀態參數(軸(zhóu)線高程和應力),一般由倒退分(fèn)析法確定;施工適時控(kòng)製是在施工時,根據施工(gōng)理想狀態,按一定的準則調整,通過對影(yǐng)響結構變形和內力主要(yào)設計參數的識(shí)別進行修正,使結構性能、內力達(dá)到目標狀態(tài)。
在建立了正確的模型和性能指標之後,就要(yào)依據設計參數和控製參數,結合(hé)橋梁結構的結構狀(zhuàng)態、施(shī)工工況、施(shī)工荷(hé)載、二期恒載、活載等,輸(shū)入前進分析係統(tǒng)中(zhōng),從前進分析係統中可獲得結構按施工階段進行的每階段(duàn)的內力和撓度(dù)及(jí)最終成橋狀(zhuàng)態的內力和撓度。接著,假設(shè)成橋時為理想狀態,對橋梁結構進行倒拆,利用(yòng)前進分(fèn)析所得的數據(jù),可(kě)獲得使橋(qiáo)梁結構最終為理想狀態的各階段的預拋(pāo)高值,得出各施工階段的(de)立模標(biāo)高以及砼澆築前、砼(tóng)澆築後(hòu)、鋼筋張拉(lā)前、鋼筋張(zhāng)拉(lā)後的(de)預計標高。然後通過卡爾曼(màn)濾波器,預告出各階段(duàn)的實際狀態值,再由最後(hòu)的最優控製,結合(hé)實際觀測值,得出最優調整方案,最終完成(chéng)整個控製過程。 以上這三大係統均由計算機完(wán)成。
簡單介紹橋梁監控中用到的前進分析、倒退分析和誤(wù)差分析。
一、前進(jìn)分析
前進分析的目的(de)在(zài)於確定成橋結構及各施工階段的受力狀態。這種計算的特(tè)點(diǎn)是:隨著施(shī)工階段的(de)推進,結構形式、邊(biān)界約束、荷載形式在不斷改變,前期結構發生徐變和幾(jǐ)何位置的改變,因而,前一(yī)階段結(jié)構狀(zhuàng)態將是本次施工階段結(jié)構分析的基礎。前進分析的計算可按有限(xiàn)元方法進行(háng),目前(qián),此類計算已有軟件(jiàn)提供。
二、倒退分析
前進分析係統可以嚴格按照設(shè)計好的施工步驟進行(háng)各階(jiē)段內力分析,但(dàn)由於分析中荷(hé)載的不斷變化以及結構節點的相互影響,使最終結構軸線不可能達到設計軸線(xiàn)。因此,采用倒退分析在施工過程中設置預拱度,使在成橋狀態時,結構線形(xíng)滿足設計要求(qiú)。
倒退分析的基本思想是,假定 時刻結構內力分布滿(mǎn)足前進分析 時(shí)刻的結果,線形滿足設計軸線。在(zài)此初始狀態下,按照(zhào)前進分(fèn)析的逆過程,對結構進(jìn)行倒拆,分析每次卸除一個施工段對剩(shèng)餘結構的影響。在一個階段內分析得到的結構位(wèi)移、內力便是理想施工狀態。
三、誤差分(fèn)析(xī)
倒退分析得到的理想狀態是(shì)我們期望在施工中實現(xiàn)的目標,而實際施工中結構狀態(tài)總是(shì)由於(yú)設計參數、施工誤差、測量誤差、結構分(fèn)析模型誤差等因素偏離目標。為了(le)能及(jí)時有效地將實測數據(體係本身的變化、撓度、應力、現場氣溫等)、調整參數信息、誤差信息反饋到實際施(shī)工控製中,指導現場施工作業,可編製基於現代控製論中(zhōng)的隨機最(zuì)優控製理論和有(yǒu)限元法的的計算(suàn)程序,建立現場計算機工作站(EWS),將實(shí)測結構控製參數輸入,得出有效調整量,獲得最(zuì)優調整方案,同時預告下(xià)階段結構狀態。