論橋梁施工控制的內(nèi)容和方法

摘要：本文重點(diǎn)闡述了橋梁施工控制的主要內(nèi)容，對(duì)其中的結(jié)構(gòu)變形控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制、結(jié)構(gòu)問(wèn)你個(gè)控制進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了內(nèi)容的重要性，同時(shí)對(duì)橋梁施工的控制方法進(jìn)行了分析，重點(diǎn)闡述了參數(shù)識(shí)別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、無(wú)應(yīng)力法，最佳成橋狀態(tài)法、卡爾曼濾波法、灰色預(yù)測(cè)控制法等，最后對(duì)這些方法進(jìn)行了論證，以此推導(dǎo)每種方法的適用層面。

關(guān)鍵詞：橋梁施工控制;內(nèi)容;方法

前言：橋梁工程施工過(guò)程相對(duì)其他建筑相對(duì)復(fù)雜，涉及層面較廣，在施工過(guò)程中出經(jīng)常現(xiàn)不可控的因素導(dǎo)致橋梁局域或者部分施工無(wú)法進(jìn)行，因此本文從施工控制層面出發(fā)，針對(duì)施工控制內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)分析，并針對(duì)控制方法進(jìn)行闡述，表述控制方法的控制方向，闡述這些方法針對(duì)的是施工中哪一個(gè)領(lǐng)域，希望通過(guò)本文的分析，大家能對(duì)此內(nèi)容有一個(gè)全新的了解。

1橋梁施工控制的主要內(nèi)容

1.1"結(jié)構(gòu)變形控制

不論采用什么施工方法，橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中總要產(chǎn)生變形，并且結(jié)構(gòu)的變形將受到諸多因素的影響，很容易使橋梁結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的實(shí)際位置偏離預(yù)期狀態(tài)，使橋梁難以合攏或成橋狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求不符，影響橋梁的運(yùn)營(yíng)。所以必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的變形實(shí)施控制。橋梁結(jié)構(gòu)幾何尺寸的控制是施工控制的基本要求，任何一個(gè)結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到與設(shè)計(jì)尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤的吻合，固要盡量減少結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的偏差，并將其降低到《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的容許范圍內(nèi)。對(duì)于懸臂澆筑的混凝土梁：梁軸線偏位"lemma，撓度士"20mm，梁頂面寬度士"30mm。

1.2"結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制

如果結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)應(yīng)力狀態(tài)不符，將會(huì)給結(jié)構(gòu)造成一定程度的危害，其影響遠(yuǎn)比結(jié)構(gòu)變形的影響大。所以，在對(duì)橋梁進(jìn)行施工控制時(shí)，尤其要注意對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋而言，結(jié)構(gòu)體內(nèi)的應(yīng)力大小與預(yù)加力大小有很大關(guān)系，應(yīng)主要控制預(yù)加力：張拉機(jī)具與錨具應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲數(shù)。所用壓力表的讀數(shù)不宜低于1.5級(jí);檢驗(yàn)千斤頂用的試驗(yàn)機(jī)或測(cè)力計(jì)的精度不得低于±2%;預(yù)應(yīng)力鋼材用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值應(yīng)控制在"6%。

1.3"結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制

橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定關(guān)系到橋梁的安全，它與橋梁的強(qiáng)度有著同等的意義，國(guó)內(nèi)外曾經(jīng)有過(guò)不少橋梁在施工過(guò)程中，由于失穩(wěn)而導(dǎo)致全橋破壞的例子。因此，橋梁施工過(guò)程中不僅要嚴(yán)格控制變形和應(yīng)力，而且更要嚴(yán)格地控制施工各階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部和整體穩(wěn)定。尤其對(duì)大跨徑橋梁，受動(dòng)荷載或突發(fā)情況的影響，很難保證橋梁施工安全，更難保證運(yùn)營(yíng)時(shí)的安全。為此，應(yīng)建立一套全面監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)橋梁進(jìn)行終身監(jiān)控，確保橋梁安全施工、安全運(yùn)營(yíng)。

2橋梁施工控制的主要方法

現(xiàn)代橋梁施工在大量的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用了先進(jìn)的控制防范，被我們所熟知的有參數(shù)識(shí)別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、無(wú)應(yīng)力法，最佳成橋狀態(tài)法、卡爾曼濾波法、灰色預(yù)測(cè)控制法等等，因此本文對(duì)此進(jìn)行重點(diǎn)分析，對(duì)各個(gè)方法之間進(jìn)行比對(duì)，找出適用于橋梁施工控制的最佳方式。

2.1參數(shù)識(shí)別法

參數(shù)識(shí)別方式是橋梁施工控制的一種，主要采用最小二乘法（在mat"lab中以less打頭的系列函數(shù)，如lsqcurvefit、lsqlin等都是用最小二乘法解優(yōu)化問(wèn)題的函數(shù)）做橋梁施工自重和彈模識(shí)別，但是參數(shù)識(shí)別法存一個(gè)無(wú)法彌補(bǔ)的漏洞，就是數(shù)據(jù)偏差，任何數(shù)據(jù)偏差都會(huì)對(duì)參數(shù)識(shí)別法造成根本影響，比如在進(jìn)行施工自重的過(guò)程中，在得到的結(jié)果與真實(shí)勘測(cè)之間只要偏差一點(diǎn)，或者實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)之間的誤差稍微改動(dòng)一毫米，計(jì)算結(jié)果都能差出幾十倍去，因此參數(shù)識(shí)別方往往用作橋梁施工的理論運(yùn)算當(dāng)中，不作為實(shí)際施工的具體運(yùn)算方式。

2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)結(jié)合數(shù)學(xué)、自然學(xué)所形成的擁有辨別能力以及自我評(píng)定功能的學(xué)科。在橋梁當(dāng)中主要應(yīng)用在識(shí)別濾波、自動(dòng)控制、預(yù)測(cè)等方面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的全面性毋庸置疑，但是也存在一定的弊端，就是集合線性代數(shù)、非線性以及函數(shù)運(yùn)用的建模過(guò)程雖然極大的方便了橋梁建設(shè)的建模，但是卻重新添加了弊端，比如非線性建模過(guò)程必須清存在何種非線性關(guān)系，這對(duì)整個(gè)建模過(guò)程造成了不便，并且將控制方法更多的印象了數(shù)學(xué)理論研究方向，但是其全面性的建模研究以及事無(wú)巨細(xì)的分析方式依然是當(dāng)下，橋梁施工最好的控制方法之一。

2.3無(wú)應(yīng)力法

橋梁施工控制中的無(wú)應(yīng)力法主要是針對(duì)混凝土進(jìn)行的施工控制，無(wú)應(yīng)力計(jì)主要測(cè)量砼自身體積變化。為什么叫無(wú)應(yīng)力計(jì)呢？就是沒(méi)有外荷載引起砼應(yīng)變的應(yīng)力計(jì)，具體來(lái)講就是：在結(jié)構(gòu)上與兩向或三向應(yīng)力計(jì)有區(qū)別，主要區(qū)別在于無(wú)應(yīng)力計(jì)由應(yīng)力計(jì)和一個(gè)無(wú)應(yīng)力桶組成，無(wú)應(yīng)力桶由雙層鐵皮組成，作用是隔離砼，防止外荷載引起砼應(yīng)變（所以叫無(wú)應(yīng)力），這種方法被廣泛的應(yīng)用在橋梁的混凝土施工控制當(dāng)中，針對(duì)低溫、高溫、雨水、添加劑等方面對(duì)混凝土的影響進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，保障橋梁混凝土的質(zhì)量，但是這種方法只適合混凝土工程，對(duì)其他橋梁工程沒(méi)有很好的效果。

2.4最佳成橋狀態(tài)法

最佳城橋狀態(tài)法是最佳施工成熟期所運(yùn)用的施工方法，對(duì)于橋梁的成橋狀態(tài)來(lái)說(shuō)，是施工完橋梁所有結(jié)構(gòu)，當(dāng)然要包括橋面鋪裝、二期恒載這些構(gòu)造的時(shí)候，進(jìn)行的施工控制演變方式，最佳成橋法是最適合運(yùn)用在施工階段的方法，但是它有兩點(diǎn)比較復(fù)雜，第一是要考慮最佳施工階段的索力調(diào)整計(jì)算模型，第二是考慮徐變收縮效應(yīng)的索力調(diào)整計(jì)算模型，因此比較麻煩，并非是最簡(jiǎn)便的施工控制方式。

2.5卡爾曼濾波法

卡爾曼濾波是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的算法，可以用來(lái)對(duì)含噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行在線處理，對(duì)噪聲有特殊要求，也可以通過(guò)狀態(tài)變量的增廣形式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)辨識(shí)。當(dāng)通過(guò)儀器進(jìn)行濾波后，就是去掉噪聲的結(jié)果用上一個(gè)狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)的測(cè)量值來(lái)估計(jì)當(dāng)前狀態(tài)，這是因?yàn)樯弦粋€(gè)狀態(tài)估計(jì)此時(shí)狀態(tài)時(shí)會(huì)有誤差，而測(cè)量的當(dāng)前狀態(tài)時(shí)也有一個(gè)測(cè)量誤差，所以要根據(jù)這兩個(gè)誤差重新估計(jì)一個(gè)最接近真實(shí)狀態(tài)的值。比如反復(fù)對(duì)比了幾次參數(shù)，波形回來(lái)了，但是后波形的尖角、抖動(dòng)、協(xié)方差陣、高斯白噪聲等參數(shù)數(shù)值都要進(jìn)行對(duì)比，而且這種方法比較麻煩，領(lǐng)域觸及小，所以只有大型的橋梁工程才能應(yīng)用。

2.6灰色預(yù)測(cè)控制法

灰色預(yù)測(cè)控制閥屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)測(cè)方法，是現(xiàn)在橋梁應(yīng)用最廣、效果最佳的控制方法，灰色預(yù)測(cè)一般有四種類型：1、數(shù)列預(yù)測(cè);2、災(zāi)變預(yù)測(cè);3、系統(tǒng)預(yù)測(cè);4、拓補(bǔ)預(yù)測(cè)。通過(guò)這四項(xiàng)運(yùn)作方法不斷提高新模型下的預(yù)測(cè)值的過(guò)程。這實(shí)際上是采用模型參數(shù)的不斷更新，來(lái)適應(yīng)行為的不斷變化、環(huán)境的不斷影響、噪聲的不斷干擾，還可以通過(guò)殘差分析來(lái)調(diào)整、修正、提高精度;灰色預(yù)測(cè)控制是后果控制、行為控制，。因此，灰色預(yù)測(cè)控制是一種比較好的反饋控制方法。

結(jié)束語(yǔ)

橋梁工程的施工過(guò)程受到諸多條件的影響，因此熟悉橋梁控制內(nèi)容，針對(duì)內(nèi)容做好有效控制以及選定控制方法至關(guān)重要，本文當(dāng)中雖然對(duì)橋梁施工質(zhì)量的控制內(nèi)容和方法進(jìn)行了分析，但是沒(méi)有提出相關(guān)的案例，只是針對(duì)具體方向做了闡述，因此稍有不足，希望在日后的研究中對(duì)此進(jìn)行彌補(bǔ)。

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