最小二乘法在大跨径预应力砼连续梁桥施工监控中的应用研究

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在桥 梁 建设 中 . 影 响桥 梁施 工 误 差 的 因素有 很
多 而 设计 参 数 误 差是 其 中的 主要 影 响 因素 之 一 。
因此 . 在 施 工 中必 须 进 行 设 计 参 数 识 别 计 算 , 以此
来 调 整 因设 计 参 数 误 差 而 导 致 的 桥 梁 各 施 工 阶段
应 用 的关 键 . 在这 方 面还需 要进 一 步研 究 1 . 2 参 数 识别 法
筑 的混 凝 土结 构 来说 , 由于容 重 变 化 、 超厚 、 胀 模 引 起 的构件 自重 的变化 是经 常发 生 的 .也 没有 一定 的
规律 施 工 临时 荷载 是较 为稳 定 的量 .但 由于 在 已
量等 . 它们 表 征 了结 构 的形 状 和结构 最初 的状 态 。
2 ) 截 面特 征参 数 截 面主要 特征 参数 包 括 : 墩( 塔) 截 面抗 弯惯矩 、 截面 面积 和抗 推 刚度 :主 梁截 面抗 弯惯 矩 和截面 面 积等 。 在桥 梁 结构 的施 工控 制 中 . 这 些参 数对 结构 的 内力 和变形 都 有较 大 的影 响 3 ) 荷 载参 数 在桥 梁结 构 的施工 控 制 中 .荷 载参 数 主要指 结
孙 金 鑫
( 甘 肃 省 交 通科 学研 究 院 有 限公 司 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0 ) 摘 要: 工监控作为大跨径预应力混凝土连续梁 桥建设的一个重要组成部分 , 在 桥 梁 施 工 中起 着 至关 重要 的作 用 ,
施 工 监 控 质量 的好 坏 . 直 接 影 响 到 桥 梁施 工 与 成桥 的质 量 。 因此 , 对施 工 监 控进 行 研究 分析 是 一个 重 要 的课 题 。 关键 词 : 大跨径预应力混凝土连续梁桥 ; 施工监控 ; 最 小 二乘 法 ; 参 数 识 别
主要设 计参 数 包括 以下 几个 方 面 :
1 结构 几 何形 态参 数 结构 几 何 形 态参 数 主 要 是 指桥 梁 结 构 的跨 径 、 失 跨 比、 塔高 、 缆索 的线 形 以及 悬索桥 中的 主鞍 预偏
主要设计参数 . 并 控制桥梁结构的这种偏差 . 使 结
构 的成 桥状 态 与设 计相 一致 因此 根据 当前 施 工 阶
中图分类号 : U4 4. U4 5
1 最 小 二 乘 法 及 参 数 识 别 法 简 介
1 . 1 最 小 二 乘 法
中. 对原 理论 设 计值 进行 修改 和调 整 . 重新 计算 施工
各 阶段 内力 和 变形 的理 想状 态 .减小 或消 除理 论值
与实测 值 的偏 差 . 以此 来指 导后 续施 工 。 基 于桥梁施
损失 的变化 而常 常引起 不 小 的误差 4 ) 材 料特 性参 数 材料 特性 参 数 主要 指材 料 的 弹性模 量 E、和剪
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第3 1 卷
切模量 G 对 于混凝 土材 料来 说 .弹性 模量 和剪 切
模 量 有 一 定 的波动 . 在桥 梁 的施 工控 制 中要对 其 进
工 偏差 在事 后无 法调 整 、调 整手 段不 多 以及调 整 困
1 9 7 5年 K . F . G a u s s 提 出了 最小 二乘 法 并应 用 于
天 文计 算 的实 践 中 . 指 出对 于 未知 的但 要求 估 计 的 参 数 的最 适 宜 值 是 最 可 能 的值 , 定义“ 未 知 量 的 最 可 能值 是 这 样 的一 个 值 . 它 使得 实 践 值 与计 算 值 差 的平方 乘 以测量 精 度后 所求 得 的和 最小 ” 桥 梁 线 形 预 测 与 调 整 是 桥 梁 施 工 监 控 计 算 和 分 析 的 主要 内容 之一 。在 桥梁 施 工监 控 中 , 对 于 设 计 参 数 误 差 的调 整 就 是 通 过 量 测 施 工 过 程 中实 际 结 构 的行 为 . 分 析 结 构 的实 际状 态 和理 想 状态 的偏 差. 用 误 差分 析 理 论 来确 定 或 识别 引起 这种 偏 差 的
成结 构上 乱堆 乱放 材料 .往往 引起 临 时荷 载较 大的
误差 对 于预 应力 体 系 中的有效 预 加力 . 由于预应 力
的偏 差 。参数 识 别 法 的基 本 原理 是 : 采 集 施 工 中 的 实 测 数 据 进 行 分 析 .通 过 计 算 调 整 设 计 参 数 的偏 差. 然 后将 调 整 后 的设 计 参数 反 馈 到理 论 计算 模 型
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第 9期
甘肃 科技
Ga n s u S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
Vo 1 . 31 No. 9
2 0 1 5年 5月
Ma v .2 01 5
最 小 二 乘 法在 大 跨 径 预 应 力砼 连 续 梁 桥 施 工 监 控 中 的应 用 研 究
难 的情 况 . 事前 正确 预 报就 显得 非 常重要 . 这 也就 给
设 计 参数 的识 别提 出了更 高 的要 求
运 用参 数识 别法 .首先 要确 定 引起桥 梁结 构偏
差 的主要设 计 参数 .其 次 就是运 用 各种 理论 和方 法 来分析 、 识 别设 计参 数 误差 。总体来 说 , 桥 梁 结构 的
构构 件容 重 、施 工 临时荷 载 和预加 力 。行 正装 计 算 至成 桥 状 态 . 预 测 今 后施 工可 能 出现 的应 力 和变形 状 态
最 小 二乘 法 是 一 种传 统 的优化 方 法 . 它 的理 论
体 系 和 计算 方 法 都 比较 完 善 在 桥梁 施 工 控 制 中 . 主 要 用 于设 计 参 数 的辨 识 和修 正 。但 是 , 如何 保 证 设 计 参 数 的估 计 值 收 敛 于 它 的 真 值 是 最 小 二 乘 法