斜拉橋施工-斜拉橋施工監(jiān)控（橋跨結(jié)構(gòu)施工）

斜拉橋施工階段監(jiān)控這一節(jié)我們要學(xué)什么？一斜拉橋施工監(jiān)控的必要性二斜拉橋施工監(jiān)控的方法三斜拉橋施工監(jiān)測的內(nèi)容一斜拉橋施工監(jiān)控的必要性斜拉橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是高次超靜定結(jié)構(gòu)，形成過程復(fù)雜，不同施工方案具有不同的形成過程，形成過程也就是體系轉(zhuǎn)換的過程，且會受到諸多不利因素的影響，所以，斜拉橋形成過程中的受力體系不斷改變，每一個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)變化都會對橋梁的內(nèi)力分配產(chǎn)生影響，結(jié)構(gòu)內(nèi)力、幾何狀態(tài)也隨之變化。為了確保橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)受力安全和成橋狀態(tài)（線形、內(nèi)力）滿足設(shè)計要求，必須要對建橋的整個施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。理論上講，根據(jù)設(shè)計確定的施工張拉索力進(jìn)行施工，即可達(dá)到最優(yōu)成橋狀態(tài)但施工中存在如下誤差：1.構(gòu)造尺寸、節(jié)段重量與設(shè)計值偏差2.拉索施工索力誤差3.施工臨時荷載等與設(shè)計值偏差4.預(yù)應(yīng)力鋼筋布置及預(yù)應(yīng)力張拉等施工誤差5.材料彈性性能、徐變收縮性能與設(shè)計值偏差上述誤差的累積，將使設(shè)計最優(yōu)成橋狀態(tài)難以實(shí)現(xiàn)斜拉橋是索承重（支承）結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的重力、索力是影響結(jié)構(gòu)狀態(tài)的關(guān)鍵二斜拉橋施工監(jiān)控的方法斜拉橋施工監(jiān)控方法的理論方法發(fā)展隨現(xiàn)代控制理論的發(fā)展而不斷完善，經(jīng)歷了開環(huán)控制→閉環(huán)控制→自適應(yīng)控制的發(fā)展歷程開環(huán)控制對于跨度不大且結(jié)構(gòu)體系較簡單的橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計計算階段獲得其關(guān)鍵施工階段的理想狀態(tài)，進(jìn)而得出各關(guān)鍵施工階段的結(jié)構(gòu)預(yù)拱度，施工過程中按照預(yù)拱度進(jìn)行施工控制施工過程中不進(jìn)行計算模型參數(shù)修正，本質(zhì)上屬于單向、確定性的控制方法；即不需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際響應(yīng)來改變施工中的預(yù)拱度，較為簡便閉環(huán)反饋控制對于跨度大且結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)，盡管可以精確計算出成橋及各關(guān)鍵施工階段的理想結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但實(shí)際施工狀態(tài)和理論狀態(tài)必然存在偏差，且越積越大利用監(jiān)測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的誤差，即刻給出拉索張拉力的調(diào)整增量，如果計算結(jié)果本身不合理，或與現(xiàn)場情況有差距，新節(jié)段施工后將出現(xiàn)新的誤差，將可能出現(xiàn)調(diào)整失誤相對于開環(huán)控制而言，閉環(huán)反饋控制能夠?qū)崿F(xiàn)對于誤差的及時調(diào)整和修正，對施工過程的控制更深入，更科學(xué)本質(zhì)上屬于被動控制方法自適應(yīng)控制施工過程中能根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)的識別結(jié)果不斷進(jìn)行模型修正，使計算模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)磨合后能夠自動適應(yīng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為的實(shí)際情況，從而有效降低模型誤差，為主動進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)的控制提供決策依據(jù)在誤差出現(xiàn)后不是立即實(shí)施調(diào)整，而是分析誤差出現(xiàn)的原因，調(diào)整模型控制手段控制理念部分過程控制（開環(huán)、閉環(huán)控制）單控在架設(shè)過程中，以主梁高程控制為主，索力控制為輔在合攏后二期恒載施工時，以斜拉索二次張拉力控制為主，主梁高程控制為輔理念目標(biāo)單一，操作簡單，但高程控制的結(jié)果常會導(dǎo)致合攏后結(jié)構(gòu)不能處于最優(yōu)狀態(tài)，需要進(jìn)行附加的二次調(diào)索雙控廣義：變形控制（狹義：高程控制）：主梁撓度、塔的水平偏移等廣義：應(yīng)力控制（狹義：索力控制）：主梁應(yīng)力、主塔應(yīng)力等常常出現(xiàn)若干節(jié)段后索力就會較大偏離預(yù)定的控制值的結(jié)果，原因是過于追求各施工階段的索力和設(shè)計索力一致，沒有深刻認(rèn)識斜拉橋中索力的真正作用全過程過程（自適應(yīng)控制）幾何控制通過精確控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的無應(yīng)力尺寸與形狀來達(dá)到控制橋梁結(jié)構(gòu)最終線形和內(nèi)力的施工控制方法由索力調(diào)控變?yōu)樗?、梁、塔的初始幾何?gòu)形調(diào)控，將對較大的物理量測試誤差的控制變?yōu)閷^小的初始幾何量誤差的控制斜拉橋施工監(jiān)控的控制手段與控制理念經(jīng)歷了單控→雙控→幾何控制的過程施工監(jiān)控是通過施工過程中的跟蹤測試、分析，不斷采取調(diào)整措施，使橋梁建成時達(dá)到接近最優(yōu)成橋狀態(tài)的合理成橋狀態(tài)施工監(jiān)控工作包括：監(jiān)測——通過事先在高塔、梁和拉索這些工程部分上放置各種性能不同的傳感器和測量儀器來完成數(shù)據(jù)的收集，其中包含工程的幾何參量以及力學(xué)的參量；通過測量和測試手段獲得橋梁在施工中的狀態(tài)控制——通過電子計算機(jī)，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，進(jìn)而得出下一階段的工程施工參數(shù)。工作人員在將兩種結(jié)果進(jìn)行整合分析，對于施工中出現(xiàn)的橋梁內(nèi)力與外形的偏差進(jìn)行矯正，保障工程的安全有效運(yùn)行以及橋梁的外觀美感。根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果與計算結(jié)果比較，分析橋梁狀態(tài)存在的誤差，確定實(shí)時調(diào)整方案三斜拉橋施工監(jiān)測的內(nèi)容施工監(jiān)測幾何監(jiān)測（主要）主梁高程、主梁軸線、主梁的水平變位、索塔偏位、基礎(chǔ)沉降、鋼錨箱的定位等為了消除溫度引起的誤差，宜在溫度穩(wěn)定（夜間）進(jìn)行測量焊接前和焊接后在局部坐標(biāo)下測量，主梁線形用全局測量物理監(jiān)測（次要）斜拉橋索力：采用穿心式傳感器和振弦式索力儀進(jìn)行測量結(jié)構(gòu)應(yīng)變（反應(yīng)結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)的最直觀指標(biāo)）：檢測斷面在索塔及主梁的重點(diǎn)部位風(fēng)荷載：在關(guān)鍵位置設(shè)置風(fēng)速儀進(jìn)行風(fēng)速的監(jiān)測結(jié)構(gòu)溫度場與環(huán)境：埋設(shè)溫度測點(diǎn)進(jìn)行智能化、自動化檢測系統(tǒng)進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集動力特性：檢測索塔及主梁的頻率、阻尼比、振幅等，以便及時采用相應(yīng)的減振設(shè)施1.監(jiān)測斜拉橋施工監(jiān)控常見儀器設(shè)備2.控制（1）數(shù)據(jù)分析與反饋控制1）識別當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、幾何狀態(tài)；2）判別橋梁施工狀態(tài)是否處于預(yù)控狀態(tài)；3）當(dāng)橋梁施工狀態(tài)偏離預(yù)控狀態(tài)時，預(yù)測橋梁施工誤差對后續(xù)施工過程結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)

與幾何狀態(tài)的影響；4）確定是否發(fā)出安全預(yù)警；5）決定是否對施工過程預(yù)控數(shù)據(jù)或施工工藝實(shí)施調(diào)整或變更（2）幾何狀態(tài)誤差超過限值時：1）對于幾何狀態(tài)可調(diào)整的，如主梁懸臂安裝標(biāo)高，需在當(dāng)前施工狀態(tài)結(jié)合索力情況直

接調(diào)整，也可以采取漸進(jìn)調(diào)整的方式；2）對于幾何狀態(tài)不可調(diào)整的，如混凝土索塔已施工好的節(jié)段，需以當(dāng)前施工狀態(tài)為基

礎(chǔ)對后續(xù)施工狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋控制。（3）受力狀態(tài)誤差超過限值時：