第一節 橋梁施工監控的定義
橋梁監控是新橋施工過程中,按照實際施工工況,對橋梁結構的內力(lì)和線型進行(háng)量測,經過誤差分析(xī),繼而修正調(diào)整以盡(jìn)可能達到設計目(mù)標。橋梁監(jiān)控(kòng),也稱橋(qiáo)梁施工監(jiān)控或橋梁施工控製。在大跨徑懸索橋、斜拉橋、拱橋和連續剛構(gòu)橋的平衡懸臂澆築(zhù)施工中,其後一塊件是通過預(yù)應力筋及砼與前一塊(kuài)件相接而成,因此,每一施工階段(duàn)都是密切相(xiàng)關的。為使結構達到或接近設計的幾何線形和受力狀態,施工各階(jiē)段(duàn)需對結構的幾何位置和受(shòu)力狀態(tài)進行監測,根據測(cè)試值對下一(yī)階段控製變量進行預測和製定調整方案,實現對結構施工控製(zhì)。由於建(jiàn)橋材料的(de)特性、施工誤差等是隨機變化的,因而施工條件不可能是理想狀態。因此,決定上(shàng)部結構每一待澆塊件(jiàn)的預拱度具有頭等的重要性。
雖然可采用各種(zhǒng)施工計算方法算出(chū)各施工階段的預拋高值、位移值、撓度,但當按這些(xiē)理論值(zhí)進行施工時(shí),結構的實(shí)際變形(xíng)卻未必能達(dá)到預期(qī)的結果。
這主要是由於設計時(shí)所采用的諸如材料的彈性模量、構件自(zì)重、砼的收縮徐變係數、施工臨時荷載的條件(jiàn)等設計參數,與實際工程中(zhōng)所表現出來的參數不完全一致而引(yǐn)起的;或者是由於施工中的(de)立模誤差、測量(liàng)誤差、觀測誤差、懸拚梁段的預製誤差等;或者兩者兼而有之。
這種偏差隨著懸臂的不斷加伸,逐漸累積,如不加以有效(xiào)的控製和調整,主梁標高最終將顯著地偏離設計目標,造成合龍困(kùn)難,並影響成(chéng)橋後的內(nèi)力和線形。所以,橋梁施工監控就是一個施工→量測→識別→修正→預告→施工的(de)循環過程。
其最基本的目的是確保施工中結構的安全,保證結(jié)構的外形和內力在(zài)規定的(de)誤差範圍之(zhī)內符合設計要求。
第(dì)二節 橋梁施工監控的主要內容
橋梁施工監控的內容(róng)主要包括成橋理想狀態(tài)確定(dìng),理想施工狀態(tài)確定和施工適時(shí)控製分析。
成(chéng)橋理(lǐ)想狀態是指在恒載(zǎi)作用下,結構達(dá)到(dào)設計線形(xíng)和理想受力狀態;施工理(lǐ)想狀態以(yǐ)成橋理(lǐ)想狀態為初始條件,按實(shí)際(jì)施工相逆(nì)的步驟,逐步拆去每一個施工項對結構的影響,從而確定(dìng)結(jié)構在施工各階段的狀態參數(軸線(xiàn)高程和應力),一般由(yóu)倒退分(fèn)析法確定;施工適時控製是(shì)在施工時,根據施工理想狀態,按一(yī)定的準(zhǔn)則調整,通(tōng)過對影響結構變形和內力主要(yào)設計參數的識別進行修正,使結構性能、內力達到目標狀態。
在建立了正確(què)的模型和性能指標之(zhī)後,就要依據設計參數和控製參數,結合橋(qiáo)梁結構的結構(gòu)狀態、施(shī)工工況、施工(gōng)荷載、二期恒載、活載等,輸入前進分析係統中(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的內力和撓(náo)度及最終成橋狀態的內力和撓度。接著(zhe),假設成橋時為理想狀態,對橋梁結構進行倒拆,利用前進分析所得(dé)的(de)數據,可獲得使橋梁結構最終為理想狀態的各階段的預拋高值,得出各施工階段的立模標高以及砼澆築前、砼澆築後、鋼筋張(zhāng)拉前、鋼筋張拉後的預計(jì)標高。然(rán)後通過卡爾曼濾波器,預告出各階段的實際狀(zhuàng)態值,再由最後的最優控製,結合實際觀測值,得出(chū)最優調整方案,最終完成整個(gè)控製過程(chéng)。以上這三大係統均由計算機完成。
簡單介紹橋梁監控中用到(dào)的前進(jìn)分(fèn)析、倒退(tuì)分析和誤差分析。