橋梁施工監控的內容主要包(bāo)括成橋理想狀態確定,理想施工狀態確定和施工適(shì)時(shí)控製分析。
成(chéng)橋理想狀態(tài)是指在恒載作用下,結構達到(dào)設計線形和理想受力狀態; 施(shī)工理想狀態以成橋理想狀態為初始條件,按實際施工相逆(nì)的步驟,逐步拆(chāi)去(qù)每一(yī)個施工項(xiàng)對結構的影響,從而確定結構在施工各階段的狀態參數(軸線高程和應(yīng)力),一般由倒退分析法(fǎ)確定;施工適時控製是在施工時,根據施工理想狀態,按一定的準則調(diào)整,通過對影響結構變形(xíng)和內力主要設計參數的識別進行修正,使結構性能、內力達(dá)到目標狀態(tài)。
在建立了正確的(de)模型和性能指標之後,就(jiù)要依據設計參數和控製參數(shù),結合橋梁結構的結構狀態、施工工況、施(shī)工荷載、二期恒(héng)載(zǎi)、活載等(děng),輸入前進分析係統中,從前(qián)進分析係統中可獲得結構按施工(gōng)階段進(jìn)行(háng)的每階段的內力(lì)和撓度及最終成橋(qiáo)狀態的內力和撓度。接著,假設成橋時為理想(xiǎng)狀態,對橋梁結構進行倒拆,利用前進分析(xī)所得的數據,可(kě)獲得使橋梁結(jié)構最終為理(lǐ)想(xiǎng)狀態的(de)各階段的預拋高值,得出各施工階(jiē)段的立模標(biāo)高以及砼澆築前、砼澆築後、鋼筋張拉前、鋼筋張拉後的預計標高。然後通過卡爾曼濾波器,預告出各階段的實際狀態值,再由最後(hòu)的(de)最優控製(zhì),結合實(shí)際觀測值,得出最優調(diào)整(zhěng)方案(àn),最終完成整個控製過程。 以上這三大係統均由計算(suàn)機完成。
簡單介紹橋梁監控(kòng)中用到的前進分析、倒退分析和誤差分析。
一、前進分(fèn)析
前進分析(xī)的目的在於確定成橋結構及各施工階段的受力狀態(tài)。這種計算的特點是:隨著施工階段的推進,結構形式、邊界約束、荷載形式在不(bú)斷改變,前期結構發生徐變和幾何位置(zhì)的改變,因而,前一階段結構狀態將是本次施工階段(duàn)結(jié)構分析的基礎。前進分析的計算可按有限元方法進行,目前,此類計算已有軟(ruǎn)件提供。
二(èr)、倒退分析
前進分析係統可以(yǐ)嚴格按(àn)照設計好的施工步驟進行各階段內力分析,但由於分析中(zhōng)荷載的(de)不斷變化以及結構(gòu)節點的相互影響,使最終結構軸線不可能達到設計軸線。因此,采用倒退分析在施工過程中設置預拱度,使在成(chéng)橋(qiáo)狀態時,結構線形滿足設計要求。
倒退分析的基本思想是,假定 時刻結構內力分布滿足前進分析 時刻(kè)的結果(guǒ),線形滿足設計軸線。在此初始狀態下(xià),按照前進分析的逆過程,對結構進(jìn)行倒拆,分析每次卸除一個施工段對剩(shèng)餘結構的影響。在一個階段內分析得到的結構(gòu)位移(yí)、內力便是理想施工狀態。
三、誤差分(fèn)析
倒退分析(xī)得到的理想狀態是我們期望在施(shī)工中實(shí)現的目標,而實際施(shī)工中結構狀態(tài)總是由於設計參數、施工誤差、測量誤差(chà)、結構分(fèn)析模型誤差等因素偏離目標。為了能及時(shí)有效地將實測數據(體係本(běn)身的變(biàn)化、撓度、應力、現場氣溫等)、調整參數(shù)信息(xī)、誤差信息反饋到實際施工控製中,指導現場施(shī)工作(zuò)業,可編製基於現代控製論中的隨機最優控製理論和有限元法的的計算程(chéng)序,建立現場計算(suàn)機工(gōng)作站(EWS),將(jiāng)實測結構控製參數輸(shū)入,得出有效調整量,獲得最優調(diào)整方案(àn),同時預告下階段結構狀態。