浅谈斜拉桥施工控制的方法

乔永东

(衡水公路工程总公司)

1 施工的反馈控制

在进行斜拉桥的施工以及各种建筑工程的施工过程中，都会面临各种各样的施工实际与施工预期不符的现象，在这种情况下，如果不能及时和有效的控制和纠正，就会产生严重的后果。对于斜拉桥来说，会使得桥体的位置和索力发生偏离，严重的会危及桥梁的使用。尤其是预应力混凝土斜拉桥，在施工的过程中更加难以控制其各项参数的精确程度和准确度，因而极易导致预应力斜拉桥的控制问题造成的质量不合格。基于此，合理的反馈控制可以对施工过程中的各项数据和指标进行实时监测，以便随时解决其不合理的操作问题，如图1所示。

图1 施工过程的反馈控制

2 施工的自适应控制

在具体的预应力混凝土斜拉桥的施工过程中，出现具体的施工指标和施工计划不符的情况最主要的原因是各种相关的计算元素和实际的应用情况之间的差异所导致的，尤其是占工程的材料主要组成部分的混凝土材料的各项特征，一定会存在一定的实际误差。如果要施工计划中的各项计算结果尽量的贴合施工实际，就应该从设计的最初阶段尽量的精确各种参与计算参数，使其尽量达到精确，方能得到更加合理的计划结果。并且有效的将闭环反馈控制系统和方法同系统参数识别结合起来，形成一个可以有效的预防和减少施工实际误差所导致的控制问题的斜拉桥自适应控制系统问题。这样，一旦发生以往的施工误差相关问题时，可以通过对实际数值和技术数值的差距处理，得到一个修正后的结果。然后，我们的管理人员再利用这个结果进行工程的相关措施调整，就可以有效的减少和避免各种斜拉桥的施工误差问题。尤其是在大型的施工工程中，我们要进行多次的校正，以达到最佳控制效果。通过调查发现，我国的大部分斜拉桥的施工都以悬臂拼装或悬臂浇注的方法为主，因为这种施工方法具有刚度大的特点，可以减缓施工中的桥梁预拱度的变形情况。所以，基于这种方法的特点，要求我们在实施斜拉桥的自适应控制时，更多的选用以上方法予以辅助。尤其是经过几次校正后，计算参数的本身准确度已经得到了确认情况下，可以有效的减少减少施工中的预拱度弧度偏离。自适应控制系统的工作原理好对象就是各项参数的变化，所以我们要通过对于建筑中的材料和设备以及施工条件的反复测量得到准确的各项参数，才能实现自适应的优化斜拉桥质量的结果。就我国目前的各项工程参数的统计状况来说，可以采用以下的算法进行运算其一是将各种误差最小化后计算出一个最符合工程状况的实际参数结果;其二是对于工程的参数进行大致的估算和推测得出的参数的结果，卡尔曼滤波法是其中的最典型代表。

3 施工方法的实际应用

3.1 设计参数的识别

施工前和施工中，我们要随时注意对于各种影响桥梁的预拱度的数据变化情况，并注意要与正常的取值范围进行对照和对比，以便能够及时的查找出存在误差参数和数据的情况，及时的进行调整和更正。

3.2 设计参数的预测

对于已经出现误差的数据和数值，我们要根据各个施工环节和步骤的关系来推测误差存在所导致最后的工程结果与预期的工程计划之间的差距。

3.3 设计参数的优化调整

施工控制主要以控制主梁标高、截面弯矩和斜拉索索力为主，优化调整以这些因素建立控制目标函数(约束条件)。通过设计参数误差对桥梁变形和受力的影响分析。应用优化方法(如采用加权最小二乘法、线性规划法等)，调整本梁段与未来梁段的安装索力以及未来梁段的立模标高，使成桥状态最大限度的接近理想设计成桥状态，并且保证施工过程中受力安全。必要时可对已施工梁段的索力进行调整。对河桥主桥的施工控制，需要对设计参数识别和调整，采用自适应方法进行施工控制，自适应控制是在闭环反馈控制的基础上，再加上一个系统参数识别过程，是一个预告—施工—量测—计算—参数识别—分析—修正—预告的循环过程。

在各施工阶段中，根据状态变量(控制点位移、索力、控制截面应力、温度场)的实测值与相应理论值的差别对影响参数进行误差识别;根据已施工阶段的影响参数识别结果，对其后施工阶段的相应参数进行误差预测;根据已识别或预测的影响参数的误差，以成桥状态结构控制截面内力为控制目标，对控制张拉索力进行最优控制，求出其调整值;计算影响误差的参数和控制张拉索力的调整值对成桥标高的影响，求出主梁标高的调整值。