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大跨度桥梁施工控制技术方法研究
段宗军 [摘要]随着我国交通事业的快速发展,桥梁跨度越来越大,施工难度也增大。对大跨桥梁实施施工过程控制,是确保施工质量和安全的重要环节,有着重要的现实意义。因此,结合工作实践分析其施工控制方法,足施工实际的需要。施工控制不但能起到补充设计和辅助指导施工的作用,更重要的是对影响施工目标实现的各种因素的研究、监测及有关问题的解决。

(二)施工过程的需要
大跨度桥梁的形成需要经过一个复杂的过程,当跨度进一步增大时,分段数目也就越多,悬臂长度也就越大,在施工过程中遇到的问题也越多。这些方面的问题,如果不能及时有效地处理,不仅会对结构受力不利,而且可能会使主梁线形不顺畅以致影响行车。为了解决好这些问题,最好的办法就是对施工全过程实施实时控制,控制主梁应力和变形误差处于容许范围内,使全桥施工完成后达到规定的成桥状态。

(三)结构本身特性的需要
对高次超静定桥跨结构(多跨连续梁或连续刚构,或斜拉桥),其成桥的梁部线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系,也就是说,不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。

(四)加强设计与施工联系的需要
现行的设计体系与施工体系的结合并不十分紧密。一方面,设计工程师并不直接参加施工,他们熟悉先进的结构设计理论,能进行理沦分析计算,但却并不十分关注桥梁的建造技术,因此,他们可能更加注重结构在主要施工阶段和运营阶段的性能,而忽略了某些特殊施工阶段的受力情况。另一方面,现场施工人员比较熟悉施工方法,但对施工阶段存在的问题,一般只做一些简化的理论分析和计算,不能很深入地理解设计师的意图,这样就可能造成了设计与施工相脱离的现象。为了解决这种矛盾,把设计和施工两者有机地联系起来,就需要有既懂设计理论又懂施工的人从中进行联系,一方面复核设计理论计算,一方面指导施工。施工控制人员就正是这样的一个群体,他们需要具备较丰富的施工经验和较强的理论分析能力,起到为设计分忧,为施工解难的目的。

四、施工控制方法

(一)开环控制
在这种施工控制方法中,控制是单向的,并不需要根据结构的反应来改变施工中的预拱度和内力。在各构件的制造和安装精度较高,或者结构安装误差的影响不大时,这种方法是简单可行的,大部分中小桥采用的都是这种方法。

(二)反馈控制
对于较复杂桥型,由于实际施工状态和计算状态之间存在差异,随着桥梁跨度的增大、结构复杂程度的增加,在每个施工阶段的积累误差将不可忽略,否则到施工结束时结构的线形和内力将较显著地偏离理想的成桥状态。在出现误差之后就必须及时地纠正,而纠正的措施和控制量的大小是必须由误差经反馈计算所决定的,这就形成了一个闭环反馈控制过程。

(三)自适应控制
对某一工况,以前的累计误差已经被调整掉,由于计算模型中参数差距的存在,以后的施工中仍然会出现新的误差,因此又需要新一轮的状态调整,这样将大大增加施工的工序。这时就需要根据实际情况,采取自适应控制方法。

(四)综合方法
除了上述的三种控制方法之外,还有其他的一些控制方法,如最优控制、模糊控制、专家系统控制等。随桥梁结构形式、施工特点及具体控