[精品]大跨度桥梁施工操纵.ppt

1、精品大跨度桥梁施工操纵使桥梁建成时达到设计确定的使桥梁建成时达到设计确定的内力状态内力状态 线形状态线形状态静定结构两者完全分离超静定结构两者间有联系实际结构设计中确定的施工工序施工结果开环控制基本原理有限元计算模型实际结构控制量反馈计算设计中确定的施工工序理想状态e结构状态控制调整量反馈控制基本原理施工结果输出 是 否 需 要 调 整审 查 荷 载 分 布设 置 控 制 目 标 值控 制 项 的 测 量确 定 和 计 算 误 差 值最 优 楔 片 调 整 量 计 算楔 片 调 整有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本

2、原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入为 施 工 总 阶 段 数My e sn oK=K+1n oy e s结 构 架 设 分 析误 差 因 素 对 结 果 误 差 的 影 响确 定 精 度 允 许 值 r d 误 差 调 整K M 全 桥 建 成计 算 结 果 误 差 r k架设过程最 小 二 乘 法 或 卡 尔 曼 滤 波 理 论随 机 有 限 元 法最 优 控 制 理 论精 度 满 足 要 求以 后 各 工 况 预 测 误 差 因 素 对 以 后 工 况 的 影 响测 量 值 Y m 辨 识 误 差 因 素选 择 测 量 项 目调 查 在 设 计，制 造，架 设 过 程 中 的 随

3、机 误 差 因 素设计与制造过程第 K 架 设 工 况计 算 每 个 工 况 的 设 计 线 型 和 应 力 值 Y d11111 kkkkkkkkWUPxx，kkkkVXHZ NjjVjTjixjTjNuWuxWxEV1111)(21结论：自适应控制是目前适用于循环施工桥梁最理想的方法，最优控制不适用于桥梁有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改

4、理想状态+-控制量输入(S)ZA索力向量待优化变量影响函数)21(maxrissii，)21(maxrizzii，A(S)min(Z)minffJ待优化变量优化目标优化目标函数 SnipiidssMsMTJ12)()()(sMi有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入(S)ZA调整措施受控变量调整影响函数)21(maxriss

5、ii，)21(maxrizzii，A(S)min(Z)minffJ受控变量优化目标优化目标函数i1iijSgY Ni1iiSdT Nli1iiS Njjgy GSdi1ii Nllt,maxlj i1iijSgY N索索力力调调整整的的功功min U有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入(S)ZA待估计参数可测量变量调整影响函数A(S)-Z min Z)-Z(minffJ预计测量值优化目标优化目标函数实际测量值)21(maxrissii，有限元计算模型实际结构计算结果e实测结果

6、参数调节控制量反馈计算施工理想状态施工结果输出控制调整量自适应施工控制基本原理参数估计算法修改理想状态+-控制量输入 yes no yes no yes no测量值计算值允许误差将来的应力允许应力新目标下的计算值测量值新计算值允许误差设计参数的误差识辨施工阶段模拟计算索力和模板标高调整控制数据处理模块测量数据库计算数据库新参数下的计算值已建成索的索力调整根据新目标预报索力及标高未施工节段的新目标值参数识别模块模拟计算模块调整量计算模块预报索力标高预报索力标高预报索力标高斜拉桥自适应施工控制系统流程工况说 明工况说 明1 桩、墩、塔、0#块施工完毕116 移动挂蓝2 张拉纵向预应力筋14#117

7、 15#斜拉索第1 次张拉塔3 第1 次 支架浇筑1#节段节118 浇筑1 5#节 段 混凝土前1/2及4 张拉纵向预应力筋段119 15#斜拉索第2 次张拉0#5 第2 次 支架浇筑1#节段施120 浇筑1 5#节 段 混凝土后1/2块6 张拉纵向预应力筋工121 张拉纵向预应力筋施7 第3 次 支架浇筑1#节段122 换单元，转移锚点工8 张拉纵向预应力筋123 15#斜拉索最终张拉9 浇筑上塔柱混凝土124 移动挂蓝10 拆临时支撑边125 浇筑1 5 A#节 段 混凝土11 1#斜拉索张拉跨126 张拉预应力筋12 移动挂蓝合127 中跨挂篮退3 米2#13 2#斜拉索第1 次张拉拢1

8、28 边跨合拢节14 浇筑2#节 段 混凝土前1/2129 张拉边跨后期预应力束段15 2#斜拉索第2 次张拉130 边跨压重施16 浇筑2#节 段 混凝土后1/2中131 拆多余三个挂篮工17 张拉纵向预应力筋跨132 中跨压重18 换单元，转移锚点合133 去除压重，合拢段参加工作19 2#斜拉索最终张拉拢134 张拉合拢段预应力束135 拆除合拢挂篮3#至1 5#按2#节 段施工步骤循环136 安装0#垂 直 索、拆除临时锚固节段施工137 桥面铺装、后期装饰施工138 通车后三年 瓯江二桥施工控制模拟计算工况观测变量为：标高、索力、塔顶水平位移、主梁及塔身的局部温度场和应力场；混凝土徐

9、变系数和弹性模量测试试验；在悬臂浇筑之前对挂篮进行了现场预压试验。控制措施：斜拉索的索力及梁段的立模标高。挂篮主梁惯矩（m4）参数项目自重集度t/m弹性模量MPa向上向下浇一半砼初值2.55330000.2710.2710.271人工估计2.65300000.20.2711.0计算值2.73421000.180.2530.84施工中期（4-12#节段）按预报值进行正常施工施工后期（12#节段以后）参数估计：自重集度估计调整预报值：斜拉索索力初始值调回到设计值控制结果全桥按照预计的目标合拢；全桥的线形除少数节点外，所有节点标高与设计线形的误差均在4厘米以内；除南塔边跨13、14#索因为边跨和中跨

10、发生了 不对称变形，在施工过程中进行了补张拉外，斜拉索均是在节段施工中张拉到位合拢后只对两根索由于上下游索力有较大差异进行了很小的补张拉。桥梁类型控制思路成桥理想目标施工阶段目标直接受控变量间接受控变量待估计参数理想状态修正内容误差纠正措施悬浇混凝土桥自适应内力及线形内力及线形内力为主线形刚度、自重、徐变系数、挂篮刚度成桥索力、施工标高及索力索力、立模标高悬拼混凝土桥自适应内力及线形内力及线形内力及线形刚度、徐变系数成桥索力、施工标高及索力索力、契片钢或结合梁反馈或自适应内力及线形内力及线形线形为主内力结合梁及裸梁刚度成桥、施工索力索力连续梁自适应内力及线形内力及线形线形刚度、自重、徐变系数、挂篮刚度成桥内力、施工标高组合拱桥开环内力及线形内力及线形线形