探讨桥梁施工控制的内容和方法

【摘要】改革开放以来，我国的经济建设取得了举世瞩目的成绩。桥梁的建设是我国的经济建设的重要的组成部分之一，桥梁建设的好坏关系到我国的伟大的社会主义经济建设，关系到广大的人民群众的切身利益。近年来，我国的桥梁建设迅速的发展，投入的资金越来越多，工程量越来越大，桥梁以及其质量越来越得到人们的重视。笔者结合自己多年的桥梁施工的经验和理论研究，现简要的谈谈桥梁施工的控制的内容和方法。

【关键词】桥梁施工，控制，内容，方法，探讨

中图分类号： K928.78文献标识码：A 文章编号：

一．前言

由于我国的特殊的地形地貌，故而对桥梁的依赖程度特别的高，桥梁已经成为影响我国的经济建设好坏的重要的因素之一。但当前由于受到我国的建设施工的技术以及其他的因素的影响，我国的桥梁的质量问题一直使人担忧，这几年桥梁的坍塌的事故层出不穷，正在建的桥梁的质量也不容乐观。故而，加强桥梁的施工工艺的研究十分的必要。

二．桥梁施工控制的影响因素

受各种误差因素的影响，大跨度度桥梁施工过程中的实际施工状态与理想设计状态之间总是存在误差，要对桥梁施工过程实施有效的控制，必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计的因素。

1.结构设计参数

结构设计参数误差是引起桥梁施工控制误差的主要因素，因此消除结构参数误差是施工控制的首要目标。包括:结构截面尺寸。采用动态取值和误差分析;材料弹性模量。随机采样试验,取得混凝土4天、7天、14天和28天的弹性模量,预应力钢绞线弹性模量采用国家建材中心实验室实验数据;材料容重。采用随机抽样方法,准确识别钢筋和不同集料对混凝土材料容重的影响程度;材料热膨胀系数;施工荷载。 自架设体系中都存在施工临时荷载,它们对结构受力与变形的影响在控制中不可忽视,必须按实际情况取值;预加应力。预加应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构参数,但其大小受多种因素影响,包括张拉设备、 管道磨阻、 预应力钢绞线断面尺寸、弹性模量等。控制过程中对其取值误差必须合理估计。

2.施工工艺

施工控制除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来挂蓝就位安装和梁段浇筑等方面误差,使施工状态保持在控制之中。

3.施工监测

监测包括结构温度监测、应力监测、变形监测等内容。监测是施工的眼睛，可以直接反应施工的结果。然而监测设备、监测方法、监测数据采集方法等均存在误差，这些误差，在调试过程中要考虑在内。

4.其他因素

例如结构分析的计算模型、温度变化影响和材料收缩、徐变等因素也应作适当调整。

三.桥梁施工控制的主要内容

1.结构变形控制

各类桥梁在施工过程中，无论采取何种方法，总会有变形，例如梁式桥梁的标高，拱桥拱轴线位移，斜拉桥梁的标高、塔的位移，悬索桥主缆（悬索）的位移等。任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合,固要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差,并将其降低到《公路桥涵施工技术规范》规定的容许范围内。对于悬臂浇筑的混凝土梁:梁轴线偏位 l.mm,挠度士 20mm,梁顶面宽度士 30mm。

2.结构应力控制

如果结构实际应力状态与设计应力状态不符,将会给结构造成一定程度的危害,其影响远比结构变形的影响大。所以,在对桥梁进行施工控制时,尤其要注意对结构应力的监控。对预应力混凝土连续梁桥而言,结构体内的应力大小与预加力大小有很大关系,应主要控制预加力:张拉机具与锚具应在现场进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲数。所用压力表的读数不宜低于1.5级;检验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于±2%;预应力钢材用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值应控制在 6%。

3.结构稳定性控制

桥梁结构的稳定性控制是指在施工过程中严格的控制施工各阶段的结构构件的局部和整体稳定性。要通过稳定分析计算和结合结构应力、变形情况的一系列完整监控系统，综合评定其稳定性。为此,应建立一套全面监控系统,对桥梁进行终身监控,确保桥梁安全施工、安全运营。

四.桥梁施工控制的方法

1.预测控制法

此控制方法要求对整个施工目标与影响桥梁结构状态的各因素进行全面考虑，对桥梁结构的每一个施工节段( 阶段) 的前后状态进行对比，保证施工过程达到预定状态。实际与预测的状态之间存在误差是不可避免的，在预测后续施工状态时再考虑某一对施工目标造成影响的误差，以此循环，直到施工完成时的结构状态达到设计要求。这种控制方法的优点是适用于全部的桥梁，已成结构状态、不能再调整的施工必须这样控制。以预应力混凝土式钢构桥为例，由于采用悬臂式施工方式，其已成节段的状态( 标高、内力等) 是无法进行调整的，因此只能采用此控制方法。总而言之，预测控制法是进行桥梁施工控制的一个非常重要的方法。

2.事后调整控制法

此控制方法说的是，施工中的已成结构状态如果无法达到设计要求，就要对其采用一定手段进行调整，最终使其达到要求。这种控制方法只适用于结构线形与内力还有调整余地的桥梁，比如斜拉桥等。根据具体的控制情况，事后调整控制法又可分为两类。第一类是在完成每个节( 阶) 段施工之后，已成结构状态如果无法达到设计要求，采用调整斜拉索力的方式进行结构状态的调整，之后循环进行施工与调整的工作，直至最后完工; 这类控制法的缺点比较明显: 一般需要很大的工作量，调整过程较麻烦且很难保证好的调整效果。第二类是在整个桥梁结构完工之后对结构状态进行检查，如若不能达到设计要求，只需要进行一次性调整控制。此控制方法从理论上具有可行性，但实际操作起来困难度非常大。

由于调整过程中不能掌握结构内力变化，因此事后调整控制出现安全事故的概率比较大，而且控制结果达到理想状态的难度很大，此控制法应用效果并不理想而使用率较低，常被作为补救措施。

3.自适应控制法

此控制方法指的是，控制系统设计参数与具体实际不一致，必将造成系统的输出结果不能与实际情况相符，此时就需要在不同施工阶段分析、处理、修正所有参数，使桥跨结构最终符合设计的要求，使整个桥梁施工能够顺利进行。自适应控制方法被应用到相当多的大跨径桥梁施工中。

4.综合控制法

大跨度桥梁的施工控制过程常常是多种控制方法一起使用的，也就是所谓的综合控制法。它的具体过程为，依据参数识别修正计算模型，预测控制所有施工阶段状态，综合现场实际情况与设计施工规范确定控制的最大容许误差。

5.其他方法

桥梁的施工控制已逐渐被工程界所重视,并形成了一些实用的控制方法,这些方法包括参数识别法、最佳成桥状态法、无应力法、灰色预测控制法、线形回归分析法、卡尔曼滤波法和神经网络法,其中神经网络法是一种比较好的反馈控制方法。将神经网络系统理论引入桥梁施工控制中。神经网络是模拟人脑结构和功能的一种以计算机为工具的信息处理系统, 具有自学习特性, 能建立网络输入、 输出变量之间的静态非线性映射关系, 可用于识别、 预测等问题。在桥梁施工控制中, 要求使结构的实际状态尽量与设计要求相一致, 为此对施工中可能发生的偏差要进行事先预测, 以便于后期调整。将神经网络作为桥梁设计控制中偏差识别和预测的新方法, 与常用的方法互补, 应该认为是一种有益的探索。因此, 神经网络预测控制是一种比较好的反馈控制方法。

五．结束语

实践表明，在进行桥梁的施工过程中，如果控制措施不到位、安排不合理、调整不及时，就有可能导致桥梁的整体的质量下降。桥梁的质量问题不合格，将会产生严重的不利后果，阻碍我国的经济建设的发展，危害广大的人民群众的生命安全，不利于我国的和谐社会的建立。加强桥梁施工的控制方法的探讨意义重大。

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