连续刚构桥梁施工控制分析

王瑞明

摘 要本文主要叙述了连续刚构桥施工控制的重要意义，分析了三种常见的施工控制方法，为合理确定刚构桥施工结构参数、确保桥梁的实际状态与设计状态达到最大限度的吻合、提高桥梁施工质量和运行安全提供了理论依据。

关键词连续刚构桥；重要性；施工控制方法

1连续刚构桥施工控制的重要性

预应力混凝土连续刚构桥通常采用挂篮悬臂浇筑法进行施工。施工的难点之一就是做好桥梁段的变形控制。能否合理确定梁段的立模标高，关系到桥梁的线型是否平整，此外，桥梁纵坡的设计也是施工的关键问题。如果出现考虑因素与实际不符，控制方法和控制理论不当等结果，就会造成结构受力和线型偏离实际。因此，桥梁施工控制已经成为了大跨径连续刚构桥建设的关键影响因素之一。

对于分阶段的悬臂浇筑施工的混凝土连续刚构桥来讲，施工控制是按照施工检测所获得的结构参数的真实值来进行施工阶段的计算，得出每个悬浇节段具体的立模标高，并在施工中根据施工检测的结果对现有的误差进行分析和预测，同时计算并确定下一立模标高的数据，从而保证成桥的桥面线形以及合拢段的两悬臂端的标高偏差小于规定值且结构的内力符合设计标准。通过桥梁施工阶段的数据采集和控制，保证结构的稳定性和安全性，确保结构的线形平顺及受力合理，防止施工差错的出现，最大限度的减少调整的工作量，为桥梁的安全建成提供有力的技术保障。

2施工控制方法

大跨径桥梁的施工工艺繁琐复杂，其影响因素多、技术要求较高，在施工中常会出现一些无法避免的问题。因此，为了保证桥梁施工的顺利和安全，同时保证桥梁的内力和线型符合设计标准，需要加大对桥梁施工的控制，及时处理各种问题。常见的施工控制方法有：灰色理论法、参数识别与调整（最小二乘法）、Kalman滤波法。

2.1灰色理论法

灰色理论是以灰关联空间为基础的理论分析方法。它根据现有的原始数列或者信息，通过会过程及灰生成的原始数列的进行数据的加工处理，从而建立灰微分方程为主体的模型，并及时对模型进行反馈校正和滚动优化，进而预测未来系统可能发生的变化的一种控制方法。

其主要具有以下特点：第一，灰色预测控制模型能够利用少数据进行建模，在处理方法上，它通过对原始数据的整理来寻找数的规律，而数理统计的方法则是按照先验规律来处理问题，即要求数据越规律越好、越多越好；第二，灰色预测控制实行的是后果控制，在控制过程中不需要进一步去追究状态变化的原因，也不需要处理复杂的随机过程，大大简化了控制过程；第三，灰色理论采用的是“瞬间建模”，新增的数据会自动生成新的模型，因而对于数据的取舍则是灰色理论的关键，太多的数据必定会降低模型预报的精准度，而太少的数据则易使模型找不出数据变化的规律性；最后，如果数据受到了较为严重的污染，那么灰色系统的预测就会出现较大的偏差，导致数据估计的收敛性降低。

2.2参数识别法

参数识别法就是通过分析结构理想状态和实际状态之间的偏差，使用误差分析的理论来发现或确定引起这种偏差的主要设计参数的偏差，然后通过对设计参数偏差的调整来控制桥梁结构理想状态和实际状态的偏差，是桥梁的实际状态最大限度地与设计相同。

参数识别方法在中国桥梁建设施工过程中应用极为广泛，通常是通过最小二乘法来进行计算，与灰色理论和kalman滤波法相比，主要具有以下特点：第一，参数识别法将所有可能引起误差的因素都归结为设计参数，认为引起桥梁结构状态偏差是因为设计参数的取值同实际不相符，而忽略了施工测量系统的误差、温度等因素引起的误差等。所以，这种方法可能导致估计的参数不是实际值，而是包括了施工测量系统的误差、温度影响等的数值。第二，参数识别法通常采用最小二乘法来进行线形的回归分析，其方程为：Y=Φθ+E。方程式中“Y”为误差向量，“Φ”为线型转化矩阵，“θ”为估计的参数向量，“E”为残差。Y可以由理论分析值减去实际观测值获得，而矩阵Φmn根据结构力学通过计算取得。在桥梁施工控制中，需要采集每一施工工况下的各节段测点的挠度数据，这样也就增加了矩阵Φmn的计算难度，并且矩阵Φmn会随着数据的增加，不断扩大规模，因而我们需要编制专用的程序才能求得；第三，最小二乘法是通过求得一组参数θ，从而使模型的输出输入数据间的关系达到最优，这样，就要残差E必须最小，所以，如果数据被噪声污染的越严重，那么，参数估计的准确性也就会越差；最后，为了保证参数识别的准确性，就要数据必须要具有多且规律性强的数据，保证桥梁建设的精准度。

2.3Kalman滤波法

美国学者Kalman最早提出了卡尔曼（kalman）滤波法，本质是从被污染的信号中提取有用的真实的信号，并通过观测方程和状态方程所组成的线形随机系统的状态空间来对滤波器进行描述。同时通过状态方程的递推性，并按照线性无偏最小均方误差的估计准则，采用一系列递推的算法对滤波器的状态变量进行最佳估计，进而获得滤掉噪声之后的有用信号的最佳数据，推算出系统的实际状态，然后按照估计出来的状态变量，根据确定的控制规律对系统进行控制。

3结语

总之，任何桥梁的施工，尤其是连续刚构桥的施工，都是一个庞大的系统工程。在建造过程中，设计图纸的要求是施工的目标，但是，在施工过程中，总是会遇到许多不确定因素，从而增加了桥梁施工的难度。如何从各种与理论状态不相符的结构参数中获取相对应的真实值，使各项施工状态都处在科学的控制范围下，是我们所必须重视的关键问题。在今后的连续刚构桥梁建设中，我们一定要不断丰富和完善施工控制理论，提高施工技术，确保桥梁的实际状态与设计状态达到最大限度的吻合，保证桥梁的工程质量和运行安全。

参考文献：

[1]牛力强.大跨径连续刚构桥施工控制方法[J].科学之友.2010（5）.

[2]张金辉.连续刚构桥施工控制结构分析方法[J].河南科技.2011（4）.

[3]刘姗.连续刚构桥结构分析与施工控制发展现状[J].西藏科技.2011（1）.

[4]田世伟.浅谈连续刚构桥的施工质量控制[J].中国科技财富.2010（6）.