桥梁施工控制方法探讨
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桥梁施工控制方法探讨
【摘要】桥梁施工是一个复杂的系统工程，桥梁施工的过程也就是该系统的运行过程，施工过程中结构的受力状态、安全性能和成桥状态是桥梁施工控制的目标，在整个施工过程中，受许多确定和不确定因素的影响，会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。
因此，对施工状态进行实时监测、预测、调整，从而实现设计目标就成为桥梁施工控制的中心任务。
【关键词】桥梁；施工；控制
一般来讲，桥梁施工控制是以现代控制论为理论基础，根据具体桥型特点，将结构内力、线形作为状态向量，将拉索或预应力钢筋张拉力等作为控制向量。
１．控制流程
(1)每一施工阶段（或节段）的结构内力、变形进行监控测量。
测量的内容包括结构高程及线形的变化，结构主要截面的应力状态，主要材料试验结果如混凝土的弹模量、容重等，主要施工设备的重量、位置等，对于斜拉桥、系杆拱还包括拉索索力。
(2)计算参数及结构状态的估计。
需要估计的计算参数包括混凝土的弹性模量的变化规律、预应力损失、收缩徐变系数、构件日照温差的变化范围等，这些参数的估计可以采用基于结构静力分析的参数辨识方法。
结构状态的估计是指从包含有量测误差的监控测量结果中进行状态向量的最优估计。
(3)结构横批分析。
通过结构倒退分析，基于计算参数的最优估计结果，计算出各施工阶段结构的理想目标状态，通过结构前进分析，计算出下一施工阶段（或节段）结构内力、标高的预测值。
结构模拟分析一般采用专用的桥梁施工控制分析软件进行。
(4)比较各施工阶段（或节段）的目标状态与实际状态。
如果二者的偏差超过事先确定的范围，根据前述控制论的基本理论和实际状态监控测量的结果，通过结构模拟分析计算，确定拉索或预应力钢筋张拉力、预抬高量等控制量调整方法和调整量值，以使实际状态与目标状态尽可能接近。
(5)对每一施工阶段（或节段），按照上述流程进行监控测量、状态估计、模拟分析、控制量调整，直至桥梁施工完成，使每一施工过程状态及成桥状态均接近目标状态。
2.桥梁施工控制方法
隧道桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其施工控制方法也不相同。
总的来讲，桥梁施工控制可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法、
最大宽容度法等，结合应用实例简述如下。
2.1事后调整控制法
事后调整控制法是指在施工过程中，对已经施工完成的结构部分进行检查，当状态与设计要求不符时，即可通过一定手段对其进行调整，使之达到要求。
这种方法公适用于那些结构内力与线形能够调整的情况，斜拉桥就是其中的一种，事后调整根据具体情况又分两种。
一种方法是施工过程中每个施工阶段（或节段）远成后。
当发现结构状态与设计不符时，即可通过调整斜拉索力来调整结构状态，然后继续施工，直到施工完成。
这种方法工作量很大，并且索力调整本身也较麻烦，调整效果也不一定好。
另一种方法是在桥梁结构形成后，检查结构状态，如果与设计不符，则可对斜拉索力进行一次性调整。
这种方法从理论上讲也是可行的，但其实施较困难。
因对施工过程中的结构内力状态不清楚，容易出现安全事故，且最终的线形往往难以达到理想状态。
所以，事后调整不是一个好的控制方法，只能算是一个补救措施。
2.2预测控制法
预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一个施工阶段（节段）形成前后的状态进行预测，使施工沿着预定状态进行。
由于预测状态与实际状态间免不了有偏差存在，某种偏差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测时予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。
预测控制法是桥梁施工控制的主要方法。
预测控制以现代控制论为理论基础，其预测方法常见的有卡尔曼滤波法、灰色理论法等。
2.3自适应控制法
桥梁的施工控制是一个复杂的动态系统，最佳的施工控制方法就是建立一个完善的自适应控制系统，该系统中必须包括以下两大任务：结构的前期预报和后期调整。
前期预报中我们可以运用正装分析、倒装分析、无应力分析法等一些控制分析方法来确定结构施工理想状态；而后期调整中需要有一个测量、辨识、预测、调整循环过程，其中我们也可以运用灰色理论法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法及参数识别的最小二乘法等控制理论作为误差辨识、阶段预测及制定最佳调整方案的理论基础。
自适应控制法也称为参数识别修正法。
它是指在施工过程中，结构的某些设计参数如容重、弹性模量、混凝土的收缩徐变系数、摩阻系数等与实际情况不完全相符，系统不能按设计要求得到符合的输出结果。
因此可以通过系统辨识或参数估计，根据桥梁结构变形、应力等方面的实测结果与按照参数的初步估计值的理论计算结果的反复比较，来逐步逼近结构设计计算参数的真实值，不断地修正参数，使实际输出与目标值逼近，从而实现控制意
2.4偏差容许值
还有一种方法是在设计时给预主梁标高和内力最大的宽容度，即偏差的容许值。
如某斜拉桥悬臂长为215m，主梁线形设计的宽容度达到正负15cm，同时对每一节段的偏差也规定了限值范围，这种做法减小了控制难度。
此外，当采用支架法施工时，支架安全控制则主要通过对支架应力、变形进行跟踪监测，并将其监测值与相应计算值比较，判断是否在安全范围内，若有异常出现，则暂停施工，查找原因，确保施工安全。
3.结语
有上述可知，在桥梁施工中进行全面的监控的非常有必要的，也是意义重大的，它既能检测出整个工程施工中出现的技术、安全以及质量问题，更为工程顺利完工奠定了基础，所以控制是各种桥梁施工管理方法中的重中之重，只有各种不良因素得到有效的控制，才能使桥梁工程的建设向所规划的方向发展，从而使桥梁建设的各个方面趋于良性。
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