論橋梁施工控制的內(nèi)容和方法

摘要：本文重點闡述了橋梁施工控制的主要內(nèi)容，對其中的結(jié)構(gòu)變形控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制、結(jié)構(gòu)問你個控制進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了內(nèi)容的重要性，同時對橋梁施工的控制方法進(jìn)行了分析，重點闡述了參數(shù)識別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、無應(yīng)力法，最佳成橋狀態(tài)法、卡爾曼濾波法、灰色預(yù)測控制法等，最后對這些方法進(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：橋梁工程施工過程相對其他建筑相對復(fù)雜，涉及層面較廣，在施工過程中出經(jīng)?，F(xiàn)不可控的因素導(dǎo)致橋梁局域或者部分施工無法進(jìn)行，因此本文從施工控制層面出發(fā)，針對施工控制內(nèi)容進(jìn)行重點分析，并針對控制方法進(jìn)行闡述，表述控制方法的控制方向，闡述這些方法針對的是施工中哪一個領(lǐng)域，希望通過本文的分析，大家能對此內(nèi)容有一個全新的了解。

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)在施工過程中的實際位置偏離預(yù)期狀態(tài)，使橋梁難以合攏或成橋狀態(tài)與設(shè)計要求不符，影響橋梁的運(yùn)營。所以必須對橋梁結(jié)構(gòu)的變形實施控制。橋梁結(jié)構(gòu)幾何尺寸的控制是施工控制的基本要求，任何一個結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到與設(shè)計尺寸準(zhǔn)確無誤的吻合，固要盡量減少結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計尺寸的偏差，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)實際應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計應(yīng)力狀態(tài)不符，將會給結(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，在對橋梁進(jìn)行施工控制時，尤其要注意對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控。對預(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)場進(jìn)行檢查和校驗。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗，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;檢驗千斤頂用的試驗機(jī)或測力計的精度不得低于±2%;預(yù)應(yīng)力鋼材用應(yīng)力控制方法張拉時，應(yīng)以伸長值進(jìn)行校核，實際伸長值與理論伸長值應(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，國內(nèi)外曾經(jīng)有過不少橋梁在施工過程中，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。尤其對大跨徑橋梁，受動荷載或突發(fā)情況的影響，很難保證橋梁施工安全，更難保證運(yùn)營時的安全。為此，應(yīng)建立一套全面監(jiān)控系統(tǒng)，對橋梁進(jìn)行終身監(jiān)控，確保橋梁安全施工、安全運(yùn)營。

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)識別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、無應(yīng)力法，最佳成橋狀態(tài)法、卡爾曼濾波法、灰色預(yù)測控制法等等，因此本文對此進(jìn)行重點分析，對各個方法之間進(jìn)行比對，找出適用于橋梁施工控制的最佳方式。

2.1參數(shù)識別法

參數(shù)識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)化問題的函數(shù)）做橋梁施工自重和彈模識別，但是參數(shù)識別法存一個無法彌補(bǔ)的漏洞，就是數(shù)據(jù)偏差，任何數(shù)據(jù)偏差都會對參數(shù)識別法造成根本影響，比如在進(jìn)行施工自重的過程中，在得到的結(jié)果與真實勘測之間只要偏差一點，或者實測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)之間的誤差稍微改動一毫米，計算結(jié)果都能差出幾十倍去，因此參數(shù)識別方往往用作橋梁施工的理論運(yùn)算當(dāng)中，不作為實際施工的具體運(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定功能的學(xué)科。在橋梁當(dāng)中主要應(yīng)用在識別濾波、自動控制、預(yù)測等方面神經(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，比如非線性建模過程必須清存在何種非線性關(guān)系，這對整個建模過程造成了不便，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無應(yīng)力法

橋梁施工控制中的無應(yīng)力法主要是針對混凝土進(jìn)行的施工控制，無應(yīng)力計主要測量砼自身體積變化。為什么叫無應(yīng)力計呢？就是沒有外荷載引起砼應(yīng)變的應(yīng)力計，具體來講就是：在結(jié)構(gòu)上與兩向或三向應(yīng)力計有區(qū)別，主要區(qū)別在于無應(yīng)力計由應(yīng)力計和一個無應(yīng)力桶組成，無應(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，針對低溫、高溫、雨水、添加劑等方面對混凝土的影響進(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，對其他橋梁工程沒有很好的效果。

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，對于橋梁的成橋狀態(tài)來說，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，但是它有兩點比較復(fù)雜，第一是要考慮最佳施工階段的索力調(diào)整計算模型，第二是考慮徐變收縮效應(yīng)的索力調(diào)整計算模型，因此比較麻煩，并非是最簡便的施工控制方式。

2.5卡爾曼濾波法

卡爾曼濾波是一種基于統(tǒng)計學(xué)理論的算法，可以用來對含噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行在線處理，對噪聲有特殊要求，也可以通過狀態(tài)變量的增廣形式實現(xiàn)系統(tǒng)辨識。當(dāng)通過儀器進(jìn)行濾波后，就是去掉噪聲的結(jié)果用上一個狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)的測量值來估計當(dāng)前狀態(tài)，這是因為上一個狀態(tài)估計此時狀態(tài)時會有誤差，而測量的當(dāng)前狀態(tài)時也有一個測量誤差，所以要根據(jù)這兩個誤差重新估計一個最接近真實狀態(tài)的值。比如反復(fù)對比了幾次參數(shù)，波形回來了，但是后波形的尖角、抖動、協(xié)方差陣、高斯白噪聲等參數(shù)數(shù)值都要進(jìn)行對比，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)測控制法

灰色預(yù)測控制閥屬于統(tǒng)計學(xué)預(yù)測方法，是現(xiàn)在橋梁應(yīng)用最廣、效果最佳的控制方法，灰色預(yù)測一般有四種類型：1、數(shù)列預(yù)測;2、災(zāi)變預(yù)測;3、系統(tǒng)預(yù)測;4、拓補(bǔ)預(yù)測。通過這四項運(yùn)作方法不斷提高新模型下的預(yù)測值的過程。這實際上是采用模型參數(shù)的不斷更新，來適應(yīng)行為的不斷變化、環(huán)境的不斷影響、噪聲的不斷干擾，還可以通過殘差分析來調(diào)整、修正、提高精度;灰色預(yù)測控制是后果控制、行為控制，。因此，灰色預(yù)測控制是一種比較好的反饋控制方法。

結(jié)束語

橋梁工程的施工過程受到諸多條件的影響，因此熟悉橋梁控制內(nèi)容，針對內(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，但是沒有提出相關(guān)的案例，只是針對具體方向做了闡述，因此稍有不足，希望在日后的研究中對此進(jìn)行彌補(bǔ)。

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