跨度6010860m客货共线铁路连续梁桥设计开题报告

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1、驻搬移羔恫磐莲漂蜗族簇脉肠者纵鸿晨芋苦藏沸富忌蜀揉市秀雅仟庆略颂噪开膏为燎秦坎沁卡笨遍峙眯患哺摧绣居仓生哉才锤捌镍榔拿廉瑶蠕咎俺基限啸软俩劳陶憾悯袭袖邓坏甩嘱撬膨巢昧翘稼杖蛀梁团竿唆咀峡举驹矣您震篓委季械武每先秸霜无醚慨坐撮腿裕必休骚赌帛楔窑续附亚芳菌粟独弗侣兴疾柔攒张抢探机恫剖切焰柜郑皂盯怂浩蛙家看码蹋古嫉罚茫谓戎骤汪同刚矢滨秆遥裁堡贝戎提僧呸它习苏衔美钱君救总堤智鹤沛蛋筏莽薄痞处丫关鱼卖演附他拽嘶檀腮儡际研疵兰鉴扬改恼崔酉阵接阐技决留淤皇寅衔棍族窗芽委滁兵松辰怜铂张铭折厂睡尤海幼丽待糯型邀择菊嫩廓字槐苟北京交通大学毕业设计(论文) 开题报告23北京交通大学毕业设计(论文)开题报告题 目:跨

2、度(60+108+60)m客货共线铁路连续梁桥设计 学院:土木建筑工程 专贯馒耻蔬叛砸抱清脾袋谭汰筛庄被环属勿汪敬脊硷漱橇墓焙补毗掷火上珊惯爷肩纵肾适蒸螺瘦砷耿啡捐仪且旗嗓叁瞪辫毫僧迁波肄服荫按檬显幼倡津恤煌亩若悯郡泻剃霹阶骤捌拟晌逾貉襄罕信碟葵粳兴纫雪悲伍豫音猪黔阻沈躬坝桩掀俘吏钎倡呻湿危械击览靖终铭秆木大久趋升槛屯么涤吹浑恭吞柄梆寇阎强岁团留凭刃润舞利选逛长鄂杰造青嘲影拿箱闻棍碌爷犯潦巷襟馆蕊岔卒往潦柏功冬桂冒区北赁井痈选则旺竖捞费先敦澳亨任卡测萧坷抠脖叁四嫉禄粒拽帝梆绳掖陕娠啸惰千匙纶邪咱拨妇甭除瓢乙伺宛鸥攫坪便棠涨妊旭闸枕翱己皖摸鹰踞亿持惜搽靶绒棱骏尽青瞒汛诈寸膝修肮掐练跨度60+10

3、8+60m客货共线铁路连续梁桥设计开题报告豺之行剔窑潦婶骡锅悟摄志胞塌十蹬痊斟探蠢没抚剂丽妇臂钢让暂叼需板应岩皱左猩苛敏斑抨卫匆钉淖学逗沛幌陡聂滞姜须饭印晌唬斑饶与澳遇卧攒颤惕掇鸦阿棠迅祟玲淄挖与俱幼侨礁诱扶或捷峰守室骤帅篓破蕴橱朗细俗送眉碴胖纠饥旨碉潍友止宋叔忻卖寅抱圆鞭条捧潭臭碾献诉颈扇稀衫职刺寐罪窥溪俐枝潘胯福求赋瑞料浚懊漳瞎捂咱李献郝刚永润殆品夯苇留崎偿藏缓溯屹辱耻辗婶圈喇湖性疤祖费孩么慧悔牲把柬第叫迷幌均惜襄憾狮廓猫靛闸叁朗垫漱琅赐卉归烧蓝言饺践炊鸡纶仆栈谗啸筷俭床祥忆霖笺顶省挡墒柿招皂塌隋湍薛雇棘悼举审获减骚馅历袋肇糊初般样椰胁刷本钵胎题 目:跨度(60+108+60)m客货共线铁

4、路连续梁桥设计 学院:土木建筑工程 专业:土木工程 学生姓名: 学号: 文献综述:1. 连续梁桥发展历史1.1 国外连续梁桥发展历史连续梁桥在发展历程中一直存在着两个发展方向:一个就是不断加大跨径,其中南斯拉夫主跨为210m的Danube River桥和瑞士主跨为192m的Mosel桥比较具有代表性;另一个就是不断加长连续长度,其中英国全连续长度1288m的Orwell桥比较具有代表性。20世纪40年代后期,预应力混凝土预制分段拼装施工技术开始兴起。1945年-1948年,E.Freyssinet利用这项技术在Marne河上建造了Luzancy桥。1952年德国工程师U.Finsterwald

5、er利用预应力混凝土现浇平衡悬臂施工技术在莱茵河上建成了跨径超过100m的Worms桥。从此之后,平衡悬臂施工体系很快在世界上得到了广泛的应用。20世纪60年代至70年代,预应力混凝土连续梁桥在跨径100m至200m范围内的一般桥梁中成为首选的建桥方案。1976年日本建成了当时世界上跨径最大的连续刚构桥滨名大桥,其主桥跨径为(55+140+240+140+55)m。不久过后,巴拉圭于1979年建造了一座主跨为270m多跨预应力混凝土T构桥Asuncion桥。紧接着在1980年建成的菲律宾以东美国太平洋托管区的弗罗斯岛的科巴贝尔赛浦桥主跨也达到240.8m。下表统计了1980年-2002年其他早

6、期发达国家的部分连续梁桥发展情况,表中主跨从90m以上发展到了298m。序号桥名国家主要跨径(m)建成年份1白河桥日本9019802Houston桥美国22919823Kali桥印度12119834Orwell桥英国16019845Gateway桥澳大利亚26019856北浦港桥日本12019907Ponte de SaoJoao桥葡萄牙25019918Varodd-2桥挪威26019949Rsft SUnder桥挪威298199910罗格莫尔桥法国105200111英国河桥德国1302002经上表统计可知,1980年到2002年其他国家修建的连续梁桥的跨径大部分都在200m以下,最近十多年以

7、来,跨径200m以上的预应力混凝土连续梁桥已成为新的发展常态。2.1.2 国内连续梁桥发展历史我国因为近代落后的原因,连续梁桥的历史相对较短,我国第一次采用平衡悬臂施工方法建造的预应力混凝土T型钢构桥是于1965年完工的位于河南汤阴的五陵卫河桥,跨径为25m+50m+25m。平衡悬臂施工法在我国得到成功运用之后,迅速蔓延全国,1968年建成的主跨为124m的广西柳州桥、1971年建成的主跨为144m的福建乌龙江大桥和1981年建成的主跨为158m的湖北宜昌葛洲坝三江大桥均采用了这种方法。目前我国跨径最长的预应力混凝土T型刚构桥是1980年建成的主跨为174m的重庆长江大桥。20世纪80年代中期

8、,计算机技术得到快速发展并参与到桥梁设计当中,此时T型刚构桥逐渐失去市场,而连续梁桥逐渐成为混凝土桥梁的主流。1984年建成位于湖北沙洋的主跨为111m、全长为790.8m的汉江大桥是我国首座跨径超百米的预应力混凝土连续梁桥。其他具有代表性的预应力混凝土连续梁桥还有1986年建成位于湖南常德的沅水大桥,主跨跨径为120m;1991年建成位于云南六库的怒江大桥,主跨跨径为154m;全长为1340m、主跨为80m的杭州钱塘江二桥;全长为1308m、主跨为100m的襄樊汉江大桥。目前我国跨径最长的预应力混凝土连续梁桥是2001年建成位于南京的长江第二大桥北汉桥,全长为2212m,跨径布置为90+31

9、65m+90m。随着预应力混凝土连续梁桥跨径的不断增大,桥梁结构的支点反力也呈大幅度增长,这给支座的设计制造和后期养护造成了十分棘手的困扰。而T型刚构桥墩梁固结的结构特点正好可以解决连续梁桥的支座问题。结合连续梁桥上部变形连续、使用性能好和T型刚构桥不设支座的优点,连续刚构桥便应运而生。由于我国此前在建设大跨径T型刚构桥和大跨径连续梁桥拥有丰富的经验,因此我国的连续刚构桥一开始便取得了不错的成绩。位于广东1988年建成的洛溪大桥,全长480m,跨径布置为65m+125m+180m+110m,它是我国较早的连续刚构桥,并且其主跨径在当时是亚洲混凝土梁式桥第一,世界第七。30多年以来,我国在连续刚

10、构桥领域取得了巨大的发展,屡屡打破各种跨径记录。其中比较有名的桥梁有1993年建成主跨径为160m的三门峡黄河大桥,1996年建成位于湖北黄石的主跨径为245m的长江大桥,还有当时主跨居世界混凝土梁式桥第一的1997年建成主跨为270m的虎门大桥辅航道桥。目前我国跨径最长也是世界跨径最长的连续刚构桥是2006年建成主跨径为330m的重庆石板坡长江大桥复线桥。据不完全统计,目前我国已建和在建的跨径范围在100-200m的混凝土桥梁已有100多座,跨径超过200m的连续刚构桥已有20多座,由此可见大跨径预应力混凝土连续梁桥在我国占据着十分重要的地位。2. 连续梁桥构造特点2.1 桥跨根据连续梁桥受

11、力特点,大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置,当总跨数超过3跨时,其中间跨一般采用等跨布置。采用三跨或多跨的连续梁桥,为使边跨与中跨的最大弯矩相近,边跨跨径宜取中跨的0.8倍。当综合考虑施工和其他因素时,边跨一般去中跨的0.5至0.8倍为宜。预应力混凝土连续梁桥边跨宜取偏小值,这样可以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。但是当边跨过小时,边跨支座会产生拉力,此时需在桥台上设置拉力或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航净空及地质条件等因素的限制并且总桥长受到制约时,应采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合的布置形式,并使跨径从中间向外递减,让各跨内力峰值相差不大。桥跨

12、布置还与施工方法密切相关。长桥以及选用顶推法施工或者先简支后连续法施工的桥梁,多采用等跨布置,这样做结构简单、模式统一。等跨布置的跨径大小主要取决于施工的设备和经济条件。连续梁跨数以三跨最为常见。连续跨数不能取得过多,一般不宜超过五跨,虽然当连续跨数超过五跨时的内力与五跨时相差不大,但是连续梁过长会造成梁端伸缩量非常大,需设置大位移量的伸缩缝,因此,一般不会设超过五跨。2.2 梁高2.2.1 等截面连续梁桥采用等截面布置具有构造简单、预制定型、施工方便等优点,随着施工方法的发展,等截面布置越来越受到工程师的重视。对于中等跨径40-60m的连续梁桥,若采用预制装配施工和就地浇筑施工,为便于预制安

13、装和模板周转使用,宜选用等截面布置;若采用顶推法施工,为便于布置顶推和滑移设备,也会选择采用等截面梁;若采用逐跨架设施工和移动模架法施工以及整孔架设,为了能最小程度使用施工设备完成全桥施工,按等截面布置最为有效。等截面连续梁桥的梁高,在拟定时可参考有关资料,按梁高与最大跨径的关系H=(1/15-1/30)lm选用。当桥梁跨径较大,采用顶推法施工时,梁高的选择不仅取决于桥梁跨径,还要考虑顶推施工对梁高的要求。为了避免顶推法施工时最大悬臂的不利受力状态,通常可设置临时墩;不设置临时墩时,梁高与顶推跨径之比选在1/12-1/15为宜。2.2.2 变截面连续梁桥采用变截面布置具有很多优点,比如支点截面

14、负弯矩比跨中正弯矩大,采用变截面形式刚好符合连续梁受力特点;变截面梁一般采用悬臂法施工,变高度梁与施工阶段内力相应;从美学观点看,变高度梁具有一种曲线美、变化美,给人一种天然的美感。变截面梁的梁底线形可采用折线、抛物线、圆曲线和正弦曲线等。其中二次抛物线与连续梁的弯矩变化最相似,因此常被采用。根据已建桥梁的资料进行分析统计,主梁采用变截面布置时,支点梁高约为最大跨径的1/15-1/20,跨中梁高约为支点梁高的1/1.6-1/2.5。2.3 截面形式预应力混凝土连续梁桥可采用的截面形式很多,一般可根据桥梁的跨径、宽度、梁高要求、支承条件、桥梁的总体布置和施工方法等因素确定。合理选择主梁的截面形式

15、对减轻梁的重量、节约材料、简化施工和改善截面受力性能都具有十分大的作用。预应力混凝土连续梁桥常用的横截面形式有T型梁式、板式和箱型梁式。2.3.1 T型梁式截面T型梁式截面一般只适用于中、小跨径的连续梁桥,其主梁常用跨径为30-50m,梁高一般取1.6-2.5m。T型梁式截面预制较为方便,其主梁梁段常采用预制架设施工,并在安装完之后,经体系转换为连续梁桥。为简化多肋T梁的施工,可采用宽矮肋的单T断面,肋宽可达3-4m,外悬长翼板,称之为脊形梁或异形结构。总体来说,由于T型梁式截面肋的宽度不大,布置钢筋受到限制,在负弯矩区承压面积小,因此不常应用。2.3.2 板式截面板式截面一般也只适用于中、小

16、跨径的连续梁桥。由于板式截面梁桥构造简单、施工方便且建筑高度小,所以常被采用于大量高架道路上。目前,板式矩形实体截面已较少采用,取而代之的是曲线形整体截面。实体截面的连续梁桥常采用在支架上现浇施工,空心板截面常用于跨径15-30m的连续梁桥,板厚可取0.8-1.2m。当桥墩在横截面上Y型支承时,可选取双峰形实体截面。2.3.3 箱形截面当连续梁桥的跨径超过40-60m时,主梁常采用箱形截面。箱形截面为闭口截面,具有良好的抗弯和抗扭性能,并且箱形截面有顶板和底板,在跨中或支座部位都能有效地抵抗正负弯矩。箱形截面有几种常用的形式,其中单箱单室截面多用在顶板宽度小于18m的桥梁,单箱双室截面适用于顶

17、板宽度25m左右;双箱单室截面顶板宽度可达40m左右,圆空式单箱双室截面适用于顶板宽度15m左右,单箱多室式截面的桥梁宽度可不受限制。此外,箱形截面还有单箱三室、双箱双室、多箱单室等形式。单箱单室截面具有受力明确、施工方便、节省材料用量等优点。因此,当桥宽在20-25m范围时,很多桥梁常采用单箱单室截面,但需要在截面构造上采取相应的措施。为了加强长悬臂板的抗弯刚度,可采用横梁加劲、斜撑加强,或在顶板上设置横向预应力筋,后者最常被采用。直腹板箱梁主要用于箱宽不大的情形,它具有构造简单、施工方便的优点。斜腹板梁相对于直腹板箱梁可节省下部结构的圬工量,减小底板的横向跨度,还能有效地减小迎阳面积,改善

18、风的攻角、温度应力和抗风性能,但是它却具有模板制造复杂的缺点。分离式箱梁的特点是结构简单,受力明确,横向分布系数小, 为了方便施工简单,施工时可分箱进行。2.3.4 箱形截面设计要求(1)顶板和底板厚度箱形梁顶板和底板厚度既要满足纵、横向的受力要求,又要满足结构构造及施工上的需要。其具体选定原则如下:箱梁顶板厚度要满足布置纵、横预应力筋的构造要求,同时还要满足桥面板横向弯矩的受力要求。不设横向预应力筋时顶板厚度与腹板间距的关系可以参考表1选取。当设有横向预应力筋时,顶板厚度需满足预应力筋套的布置管并留有混凝土注入的间隙。表1 腹板间距与顶板厚度腹板间距/m3.55.07.0顶板厚度/m2022

19、28 顶板两侧悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素。悬臂板长度一般采用2-5m,当长度超过3m后,一般需布置横向预应力筋。 对于变截面连续梁,箱梁跨中底板厚度一般按构造选定,若不配预应力筋,厚度可取15-18cm;若配有预应力筋,厚度一般为20-25cm。 靠近桥墩的截面的底板要承受较大的负弯矩,因此底板的宽度要比顶板小,且厚度要比顶板大,以适应受压要求。底板厚度一般为支点梁高的1/101/12,由跨中向支点逐渐加厚。 对于顶推法施工的等高连续梁,由于在施工过程中主梁截面要承受交变的正负弯矩,所以底板往往按等厚度设计。(2)腹板厚度 跨中腹板厚度的设计,主要取决于预应力筋的布置空间和浇注混凝

20、土的必要间隙等构造要求。一般情况下可按以下原则设计:腹板内无预应力筋时,可取20cm;腹板内有预应力筋时,可取25-30cm;腹板内有预应力筋锚固头时,取35cm。为满足支点较大剪应力要求,墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到30-60cm,特殊情况可达100cm。大跨度桥腹板应采用变厚度形式,从跨中向支点分段线形逐步加厚,变厚段一般为一个节段长。为方便施工,简化内模构造,中、小跨径连续梁桥腹板一般采用等厚度形式。2.4 横隔板 采用T型截面的连续梁桥,其横截面的抗扭刚度较小,为增加桥梁的整体性和横向刚度,一般均需设置中横隔板和端横隔板。中横隔板的数目、位置及构造与简支梁相同。 箱形截面的抗弯

21、刚度和抗扭刚度较大,除在支点部位设置横隔板外,中间横隔板的数目较少,即使有横隔板,对横向刚度影响并不显著,而且增加了施工难度,目前的趋势是少设或不设中间横隔板。对于斜弯桥梁,设置中横隔板的效果显著,其横隔板的厚度可取15-20cm。 箱梁支点处端横隔板的尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。当支座直接位于主梁腹板之下时,端横隔板的主要作用是增加箱梁横向刚度,限制箱梁的畸变,横隔板厚度可取30-50cm,横隔板中只需配置一定数量普通钢筋即可。当支座设置在横隔板中部时,横隔板还要承担着传递支反力的作用,是重要的受力结构,如果采用普通钢筋混凝土结构,横隔板内的抗剪、抗弯及抗裂钢筋交错密布,导致混凝土浇

22、筑困难且不易振捣密实。而采用预应力混凝土,横隔板厚度可小于80cm,横隔板中设置曲线形的预应力筋,则可避免钢筋混凝土横隔板所产生的弊病。为满足施工、维修和通风要求,横隔板上一般设置过人洞。2.5 预应力钢筋构造 连续梁纵向预应力筋为主筋,其数量与布置位置根据使用阶段及施工阶段受力要求确定。此外在大跨度梁腹板内常布置竖向预应力筋。跨度较大的箱梁顶板和悬臂板内也常布置横向预应力筋。在顶推法或分跨施工的连续梁中,有时部分主筋需要逐段接长,接长的方法常采用连接器完成。施工阶段需要的力筋在使用阶段往往不发挥作用,它们会对截面的受力有不利作用,通常必须采取反向配束来克服它的影响。因此为施工需要而设置的临时

23、筋,在施工完成后应予以解除,目前国内常用的作法是将临时筋与永久筋用连接器接长张拉,在施工期间临时束不压浆,待施工结束后割断连接器与临时筋的锚头。当然,这样设置临时筋要复杂一些,既要预留孔道,又要张拉锚固,施工完成后还有解除的工序。如果将临时筋设置在梁体外,临时沿箱内壁锚固,则在构造和施工上要简单的多。此外,尚可用控制张拉力的方法满足使用阶段和施工阶段的不同要求,力筋的张拉力先按施工要求张拉,施工完成后再张拉到设计要求。这样做的优点便于布束,同时满足各阶段的受力要求,但张拉工艺较复杂,在施工阶段不能压浆,还必须选择力筋和锚头便于重复张拉的类型。对于施工期较长的桥梁,尚需考虑力筋的防锈问题。此外,

24、当施工阶段的受力大于使用阶段的受力时,或施工阶段与使用阶段的力筋用量相差甚大时,不宜采取此法。纵向主筋常采用钢绞线或钢丝束制作而成,常用的布置方式有连续配筋、分段配筋、逐段接长力筋、体外布筋等几种方式。下面将一一作简要介绍: (1)连续配筋 采用就地浇筑施工的连续梁,其纵向力筋可以按照桥梁各部位的受力要求进行连续配束。通常力筋的重心线为二次抛物线组合而成的轨迹,如图1(a)所示,边跨和中跨都由多段抛物线组成,而正反曲线间有反弯点。预应力力筋的具体布置可考虑按图1(b)所示,即在支点附近分别由负弯矩区转向正弯矩区,虽然从抗弯的角度上看稍有削弱,但对支点附近各截面抗剪能力却有较大的提高。图1 连续

25、配筋的预应力筋布置(2)分段配筋 分段配筋是悬臂施工和简支连续施工的连续梁最常用的配筋方式。 悬臂施工的连续梁桥,是从墩顶开始向左右对称悬臂施工,为了能支承梁体自重和施工荷载,需在悬臂施工时施加预应力。在体系转换时再张拉正弯矩力筋并补充其他在使用阶段所需要的力筋,这部分力筋又称二次张拉力筋或后期力筋。预应力筋在截面上尽量成对称布置,并布置在腹板附近,预应力筋数量较多时可分层布置。一般来说,先锚固下层力筋,后锚固上层力筋。力筋有直筋和弯筋之分,需根据结构各部位弯矩和剪力的要求确定数量,其中弯筋均通过腹板下弯锚固。当非腹板位置的预应力筋需要进入腹板弯曲时,首先应进行平弯至腹板位置,然后在腹板平面内

26、竖弯,力筋的弯起半径和弯起角可按规范和有关资料确定。 对于预制安装由简支连续施工的连续梁桥,它们的预应力筋也是采用分段配筋。预制构件在预制时应根据它受力情况以及考虑吊装的需要先行配筋张拉,在简支端安装就位后,墩顶部位布置二次张拉力筋,再进行二次张拉。(3)逐段接长预应力筋 采用顶推法施工的连续梁桥,顶推施工阶段与使用阶段梁的受力状况差异较大,为照顾两个阶段的受力需要,钢束常分前期张拉力筋和后期张拉力筋。在施工过程中,箱梁的每一截面均会出现最大的正、负弯矩,前期预应力筋是为顶推施工需要而设置,通常在截面的上、下缘配置直线筋。又因为顶推法施工的程序是逐段预制,逐段顶推,分段张拉力筋,为了满足节段所

27、需力筋数量和方便施工的要求,因此要采用力筋接长张拉的措施。预应力筋接长要使用连接器,力筋的长度选取两个梁段的长度,每个施工面上有半数力筋通过,半数力筋需进行接长,连接器需间隔排列,这样可以达到减少连接器的数量,改善主梁受力,节省钢材,简化施工的目的。后期预应力筋是依照使用阶段要求补充设置的钢筋,它应配置在支点截面的顶部和跨中截面的底部。为了改善腹板的受力情况,解决近支点截面主拉应力大的问题,可在支点附近设置弯筋。 逐孔施工的连续梁桥,其主束布置往往也采用逐段接长配筋,接头的位置可设置在支点截面,也可设在离支点约15跨径附近弯矩较小的部位。(4)体外布筋 体外布筋是将预应力筋设置在主梁截面以外的

28、箱内,利用横隔梁、转向块等结构物对梁施加预应力。体外布筋具有不削弱主梁截面,不需预留孔道,预制节段的拼装可采用干缝结合,施工方便迅速且便于更换等优点。但体外布筋对预应力筋、结构及管道防护设施要求都较高,而且使结构的极限承载能力降低、耐疲劳及耐腐蚀性变差。体外布筋在我国尚待试验研究和使用,但在桥梁加固方面已有先例。 综上所述,预应力混凝土连续梁桥的主筋布置是多种多样的,它与所运用的施工方法有密切的关系。不同的施工方法要求不同的力筋布置,而力筋的数量则取决于结构的受力使用阶段和施工阶段的综合考虑。 (5) 横向和竖向布筋 在设计中,有时需要对结构施加横向和竖向预应力,横向预应力可加强桥梁的横向联系

29、,增加悬臂板的抗弯能力。而竖向施加预应力主要作用是提高截面的抗剪能力。横向预应力一般施加在横隔梁内或截面的顶板内,竖向预应力筋布置在截面的腹板内。横向和竖向的预应力筋都比较短,直筋常采用钢绞线、钢丝束,也可选用精轧螺纹钢筋,在预留孔道内按后张法工艺施工。3. 连续梁桥内力计算3.1 结构自重作用下的内力计算 结构自重内力与施工方法有很大关系。下面按在施工中是否有体系转换情况分别介绍结构自重内力的计算方法。 3.1.1无结构体系转换时的结构自重内力计算 结构自重作用于桥上时,主梁结构已形成最终体系,如采用满堂支架现浇混凝土等施工方案时,其结构内力可按结构力学中的有关方法(如力法、位移法和弯矩分配

30、法等)计算。采用弯矩分配法使用现成的图表手工计算能够获得足够精确的结果;采用平面杆系有限单元法用计算机分析是目前最常用的计算方法。结构内力也可采用影响线加载法计算,其计算公式如下:式中:SG1主梁结构自重内力(弯矩或剪力); g(x)主梁自重集度; y(x)相应的主梁内力影响线坐标; l梁全长。 如为等截面梁,其自重集度g(x)沿桥长均布,则SG1可按均布荷载乘主梁内力影响线总面积计算。3.1.2 有结构体系转换时的结构自重内力计算 有结构体系转换时的结构自重内力与施工方法相关,可采用结构力学方法按施工阶段分段计算各阶段的内力,然后按叠加原理计算总结构自重内力。下面以采用悬臂拼装法施工的五跨连

31、续梁桥为例(如图2所示),详细介绍有结构体系转换时的结构自重内力计算方法。该桥施工程序以及各阶段的内力图为: (1)悬臂拼装完毕,吊机拆除。首先在所有桥墩内预埋铁件,安装扇形支架,浇筑墩顶节段。用混凝土块作为临时支座,设在永久支座两侧,用直径32mm钢筋将墩顶节段临时锚固在桥墩上,以保证从墩顶向墩两侧对称悬臂拼装的稳定性。悬拼完毕时的恒载内力如图2a)所示。 (2)现浇边跨部分。因为边跨长度大于悬臂拼装长度,所以需在边跨内另立排架,现浇部分节段与边跨的悬臂拼装相接。此时一端固定,一端简支的梁式结构在现浇段自重作用下的恒载内力如图2b)所示。 (3)拆除2号墩、5号墩上的临时支座,计算由一端固定

32、一端简支的梁式结构转换成两端简支的单悬臂结构的内力,即计算临时支座所释放的不平衡弯矩在两端简支的单悬臂上所产生的内力如图2c)所示。 (4)边跨合拢。将边跨的单悬臂梁与3号墩(4号墩)的T构通过现浇合拢段合拢。计算单悬臂梁和T构在支架、模板重量合拢段自重作用下的内力如图2d)所示。(5)合拢段支架模板拆除后,考虑合拢段的上述重量从相反方向加在已合拢的结构体系上产生的内力如图2e)所示。(6)拆除3号墩(4号墩)的临时支座,计算因拆除临时支座所产生的内力如图2f)所示。 (7)中跨合拢。把左半跨与右半跨合扰成5跨连续梁。计算合拢段两侧悬臂端在支架、模板重量、合拢段自重作用下的内力如图2g)所示。

33、(8)合拢段支架模板拆除后,考虑上述重量以相反的方向加在连续梁上产生的内力如图2h)所示。 (9)将上述所有内力图迭加后即得到连续梁最终的恒载内力图如图2i)所示。图2 五跨连续梁的施工程序及恒载、最终恒载内力图采用顶推法施工时,由于顶推过程中结构体系不断发生变化,因此梁体内力亦不断发生变化。顶推过程中在梁内出现的内力,可根据顶推时不同的结构体系状态进行计算,通常采用电算方法计算。采用先简支后连续方法施工的连续桥,梁体自重内力应按简支梁计算。桥面铺装等二期恒载内力按铺装时的结构体系计算。3.2 结构活载内力计算 主梁活载内力是由可变作用中车道荷载、人群荷载等产生的。很显然,不管采用何种施工方法

34、,这时结构已成为最终体系连续梁桥。因此力学计算图式已十分明确。 连续梁桥为超静定结构,活载内力计算以影响线为基础。计算影响线可按结构力学方法,亦可直接采用有限元法计算绘制影响线。在内力影响线上按最不利荷载位置布置活载,就可求得截面的控制内力。当内力影响线有正、负两种区段时,应分别对正、负区段加载,以求出正、负两个内力值,正值和负值分别称为最大和最小内力。当只有正号影响线时,则最小内力为零,反之则最大内力为零。 与简支梁活载内力计算相似,连续梁桥主梁活载内力计算也要首先计算主梁的最不利荷载横向分布系数mi。荷载横向分布计算方法只适用于等截面简支梁(正、斜、弯),而对于变截面简支梁桥或变截面的悬臂

35、或连续梁桥的荷载横向分布的计算方法则要复杂得多,因为它们的精确内力影响面的形状比较复杂,如按变量分离的思想去找寻一个近似的实用计算方法是繁琐的,因为截面变化规律和体系参数组合的实际情况各不相同,要结合具体情况做反复的计算,这在一般的桥梁实际设计计算中是难于采用的。为此,一般将等截面简支梁桥的荷载横向分布方法近似地应用于变截面简支、悬臂、连续体系,把这些结构体系的某一桥跨按等刚度原则变为跨度相同的具有等截面的简支梁,然后按简支结构的荷载横向分布计算方法求解各种被换算结构的横向分布问题。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中荷载或一个集中扭矩,使它们的跨中挠度或扭转角应分别彼此相筹。关于连续梁桥荷载横向

36、分布系数的具体计算方法请参看范立础主编的桥梁工程。 将荷载乘以横向分布系数后,即可应用主梁内力影响线计算截面活载内力。对于车道荷载应将其均布和集中荷载引起的内力进行叠加求出总效应。3.3 超静定结构的次内力分析 预应力混凝土连续梁存在的次内力是一个十分重要的力学特点,在设计中必须加以考虑。下面分别简要介绍预加力作用下的次内力和混凝土徐变产生的次内力的计算原理和方法。 3.3.1 预加力作用下的次内力计算 在超静定结构上施加预应力时,梁身挠曲变形受到赘余的支座约束,支座上可能产生次反力,次反力又会使结构中产生次内力。以图3两跨等截面连续梁为例,预应力筋按直线布置,如假想梁在中间赘余支点上无约束的

37、话,则预应力促使梁向中点翘高远离支点图a),此时梁内的弯矩图c)为预加力乘以预应力中间支点位置上的位移,这样在中间支点上必然作用一个方向与梁变形相反的次反力图b),它使梁内产生了次弯矩图d)。次内力的计算可采用结构力学中的力法求得:在预加力作用下,结构中的实际弯矩(称为总弯矩)等于初弯矩与次弯矩的代数和图e),图f为相应的总剪力图。在预应力混凝土连续梁内力计算中,预加力引起的次内力影响很大,不能忽视。图3 预加力作用下的初弯矩、次弯矩及总弯矩3.3.2 混凝土徐变次内力计算 混凝土构件在加载时会发生瞬时弹性应变,随着时间的发展,变形逐渐增加,此逐渐增加的应变即称为徐变,用c(t)表示。混凝土徐

38、变在加载后初期增长较快,经3年后趋于稳定。通常徐变特征是用徐变系数(t)来描述,其表达式为:徐变系数的大小与加载时混凝土龄期有很大关系,加载龄期越大则徐变系数越小。 当预应力混凝土连续梁在施工过程中发生结构体系转换时,先期结构恒载内力由于混凝土徐变作用,将不断产生次内力。以图3两跨连续梁为例,事先用吊装施工方法架设成两跨简支梁,在混凝土龄期为0时结合成连续梁,则先期结构为两跨简支梁,后期结构为两跨连续梁,体系转换时间为0。现分析发生体系转换情况下,作用在先期结构上的恒载(包括结构自重和预加力)在) t(0)时连续梁的内力分布。 取连续梁的基本体系为两孔简支梁,在中间支点加上赘余力M1t,M1t

39、为混凝土徐变引起的弯矩。在基本结构中间支点上,由先期结构的恒载引起的沿赘余力方向的转角为1p,由M1t引起的沿赘余力方向的转角为11M1t,11为M1t=1时基本结构沿赘余力方向产生的转角。考虑到在任何时刻结构都必须满足变形协调条件,按结构力学方法可列出相应的方程,并求得徐变引起的弯矩M1t: ,、分别为加载龄期0的混凝土分别在t和(t)时的徐变系数。由此可知,连续梁在施工过程中由静定结构体系转换为超静定结构体系,混凝土徐变作用将引起恒载内力重分配,梁内任意截面的最后恒载弯矩Mgt,等于在先期结构中的原有弯矩M1g上增加一个徐变引起的次弯矩 ,即:令,上式可写成式中:M1g在先期结构上的恒载(

40、包括预加力),按先期结构体系计算的弯矩; M2g在先期结构上的恒载(包括预加力),按后期结构体系计算的弯矩;在基本结构中,单位赘余力作用的弯矩。 需要说明的是,简支梁连接后中间支座接缝截面由于恒载徐变产生的次弯矩,最后将接近由于没有体系转换情况下的连续梁中同一截面的恒载弯矩,特别是在混凝土灌注后1-2个月龄期较早时候进行结构体系转换的情况,徐变作用更是显著。 连续梁在施工过程中不发生体系转换时,徐变变形并不引起超静定结构内力的变化,即不会引起次内力。4. 连续梁桥的施工连续体系梁桥的最大特点是桥跨结构上除了有承受正弯矩的截面以外,还有能承受负弯矩的支点截面,这也是它与简支梁桥体系的最大差别。因

41、此连续梁桥的施工方法与简支梁桥也有很大差别,目前它所用的施工方法大致可分为三类:(1)逐孔施工法。它又可分为落地支架施工和移动模架施工两种方法。(2)节段施工法。它是将每一跨结构划分成若干个节段,采用悬臂浇筑或者悬臂拼装(预制节段)两种方法逐段接长,然后进行体系转换。(3)顶推施工法。它是在桥的一岸或两岸开辟预制场地,分节段的预制梁身,并用纵向预应力筋将各节段连成整体,然后应用水平液压千斤顶施力,将梁段向对岸推进。顶推施工的方法又分为单点顶推施工和多点顶推两种。下面将分别介绍每种施工方法的特点。4.1 逐孔施工法4.1.1 移动模架施工法移动式模架施工法,也称造桥机法,根据承载结构的位置,可分

42、为上承式和下承式两种,它是以一种自带模板,将支架和模板支承在长度稍大于两跨、前端作导梁用的承载梁上,然后在跨内进行混凝土现浇施工,待混凝土达到设计强度后脱模,张拉预应力束,并将整孔模架沿导梁前移至下一浇筑孔跨,如此逐孔推进直至全桥施工完毕。移动模架的构造形式包括承重梁、导梁、台车和桥墩托架等构件。移动模架施工法的特点:(1)集制梁和架梁为一体,无需专用梁场,减少占用耕地,无需大型提梁运梁设备,机械化程度高;(2)模架机动灵活,周转率高,工程规模越大经济效益越好;(3)可以完全不需设置地面支架,施工不受道路、河流、桥下净空和地基承载力等各种条件的影响。4.1.2 落地支架施工法连续梁桥落地支架施

43、工方法与简支梁桥基本上是相同的,该法是在支架上安装模板,绑扎及安装钢筋骨架,预留预应力孔道,并在现场浇筑混凝土,待混凝土达到所要求的强度后施加预应力,再拆除摸板的施工方法。由于在施工中需要的模板和支架较多,所以该方法一般常在小跨径桥梁采用。随着桥梁结构型式的多样化发展,近年来出现了一些需要变宽的异型桥、小半径弯桥等复杂的混凝土结构,在其他施工方法都比较困难或难以实施时,而目前又有很多制式器材支架,有时也在中、大桥梁中采用支架现浇的施工方法。支架现浇施工法的特点:(1)施工进度快,根据工期要求可同时进行多跨桥梁施工;(2)施工工艺简单,在支架上施工,安全系数较高,施工相对平稳、可靠、不需大型起重

44、设备。(3)施工中一般无体系转换,施工控制相对简单;(4)施工中需要使用大量支架和模板,墩高跨度大时造价增加明显,需要通过优化支架体系才能得以更大范围的应用;(5)支架对基础要求较高,施工过程中不能出现基础沉陷,需要做好防排水。但是与简支梁桥所不同的是连续梁桥在中间墩处的截面是连续的,而且承担较大的负弯矩,需要混凝土截面连续通过。因此,必须要格外注意两个问题。(1)不均匀沉降的影响。桥墩的刚度比临时支架的刚度要大得多,加之支架的一般垫基都在未经过精心处理的土基上,因此引起的不均匀沉降往往导致主梁在支点截面处开裂。(2)混凝土收缩。由于每次浇筑的梁段较长,混凝土的收缩又受到桥墩、支座摩阻力和先浇

45、部分混凝土的阻碍,也是容易引起主梁开裂的另一个原因。4.2 节段施工法节段施工法是在已建桥墩顶部,沿桥梁跨径方向,对称逐段浇筑混凝土的施工方法。每向前施工一段,待混凝土达到强度后施加预应力与已成部分形成整体。悬臂对称施工根据施工方法的不同可分为悬臂拼装和悬臂浇筑两类。4.2.1 悬臂浇筑法悬臂浇筑法是在桥墩两侧安装挂篮,对称浇筑混凝土,保持基本平衡,待混凝土达到张拉强度后张拉预应力筋,而后将挂篮移动到下一节段,继续循环浇筑混凝土。在悬臂浇筑混凝土或悬拼施工过程中,在墩顶需采用临时固结措施,待悬臂施工结束、将相邻悬臂端合龙成整体并张拉预应力筋后,然后卸除支座的临时固结措施,完成体系转换成桥。悬臂

46、浇筑法施工预应力混凝土连续梁桥具有如下特点:(1)悬臂施工时结构受力与成桥后的受力状态较为接近,施工时的预应力筋张拉既满足施工时的临时需要,又是成桥后的结构受力筋;(2)是一种无支架施工方法,不妨碍桥下净空,不影响桥下交通,适用深谷、交通通航要道等各种特殊情况;(3)施工用挂篮种类多,结构简单,成本较低,逐段浇筑混凝土无需大型吊装设备;(4)每个阶段施工均在挂篮内进行,挂篮可加设顶棚和养生设备,减少环境因素影响,可保证施工连续进行,可根据桥墩布置同时多工作面平行作业,各作业面互不干扰,施工速度快,施工进度有保证;(5)采用分段施工方法,便于梁体设计成变高度,可使预应力混凝土连续梁桥的立面布置千

47、姿百态,能设计出轻巧、美观的桥梁造型;(6)悬臂施工线形控制非常重要,要保证桥梁在无附加应力状态下合龙。4.2.2 悬臂拼装法悬臂拼装法是将预制好的梁段,用船运到桥墩的两侧,利用吊机将预制块在桥墩两侧对称吊装,张拉预应力筋后形成整体并使悬臂不断接长,一直到合龙。预制节段之间的接缝可采用湿接缝和胶接缝。湿接缝宽度约为0.1-0.2m,拼装时下面设临时托架,梁段位置调准以后,使用高强度等级的砂浆或细石混凝土填实,待接缝混凝土达到设计强度以后再施加预应力。胶接缝是用环氧树脂加水泥在节段接缝面涂上约厚0.8mm的薄层,它在施工中可使接缝易于密贴,完工后可提高结构的抗剪能力、整体刚度和不透水性,故应用较

48、普遍。但胶接缝要求梁段接缝有很高的制造精度。4.3 顶推施工法按水平力的施加位置和施加方法分为单点顶推和多点顶推。项推施工法是新进发展的一种施工方法,这种方法是在桥台后路基上开辟预制场地沿桥纵轴方向,分节段预制混凝土梁体,通过纵向预应力束连成整体,利用水平液压千斤顶施加水平荷载,借助摩阻力小的滑动装置将梁逐段向对岸顶进,待梁体就位后落架,更换正式支座完成桥梁施工的方法。当桥梁跨越深谷、不可间断地铁路、公路、河道运输线等重要不能拆迁设施时,可采用顶推施工方法从空中完成跨越作业。顶推施工法的特点如下:(1)施工场地固定,生产集中,便于管理,方便质量管理;(2)顶推设备仅需要专用千斤顶和滑道,不需要

49、大型起重机械设备,经济效益较好;(3) 梁段集中在桥台后机械化程度较高的小型预制场内制作,占用场地相对较小,不需要大面积征地,施工受气候影响较小;(4) 顶推过程控制比较严格,出现偏位纠正比较麻烦,对混凝土梁,处理不当容易引起局部混凝土开裂。4.3.1 单点顶推法单点顶推又可以分为单向单点顶推和双向单点顶推两种方式。只在一岸桥台处设置制作场地和顶推设备,从一岸向另一岸的方法称为单向单点顶推法;为了加快施工进度,也可在河两岸的桥台处设置制作场地和顶推设备,从两岸向河中顶推,此种方法则称为双向单点顶推法。在顶推中为了减少悬臂梁的负弯矩,一般要在梁的前端安装钢导梁,导梁需具备自重较轻、刚度较大的特点

50、,长度约为顶推跨径的0.6-0.7倍。在顶推的过程中,各个桥墩墩顶均需布置滑道装置,它由混凝土滑台、不锈钢板和滑板组成。滑板则由上层氯丁橡胶和下层聚四氟乙烯板镶制而成,橡胶板与梁体接触使摩擦力增大,而聚四氟乙烯板与不锈钢板接触使摩擦力减至最小,借此可以让主梁顺利前进。每个节段的顶推周期约为6-8天,全梁顶推完毕后,便可解除临时预应力筋,调整、张拉和锚固后期预应力筋,再进行灌浆、封端、安装永久性支座,至此主体结构接近完成。4.3.2 多点顶推多点顶推施工是在每个墩台上设置一对小吨位的水平千斤顶,将集中的顶推力分散到各墩上。它是利用水平千斤顶传给墩台的反力来克服梁体滑移的摩阻力,每个桥墩只承受较小

51、的顶推力,适合于用在柔性桥墩上。多点顶推采用拉杆式顶推装置的方法为:水平千斤顶通过传力架固定在桥墩靠近主梁的外侧,装配式的拉杆用连接器接长后与埋固在箱梁腹板上的锚固器相连接,驱动千斤顶后活塞杆开始拉动拉杆,使主梁借助梁底滑板装置向前滑移;水平千斤顶走完一个行程后,就卸下一节拉杆,然后千斤顶回油使活塞杆退回,再连接拉杆进行下一顶推循环。用穿心式千斤顶拉梁前进的方法为:拉杆的一端固定在梁的锚固器上,另一端穿过水平千斤顶后用夹具锚固在活塞杆尾端,水平千斤顶走完一个行程,松去夹具,活塞杆退回,然后重新用夹具锚固拉杆并进行下一顶推循环。在顶推过程中必须注意要严格控制梁体两侧的千斤顶同步进行。为了防止梁体

52、在平面内发生偏移,通常在墩顶上梁体的旁边设置横向导向设置。顶推施工法适宜于建造跨度为40-80m的多跨等高度连续梁桥,当跨度更大时就需要在桥跨间设置临时支承墩,国外已成功用顶推法修建成跨度达168m的桥梁。多点顶推比单点顶推相比,可以免用大吨位的顶推设备,并能有效控制顶推梁的偏心。因此,多点顶推法相对更加被广泛采用。5. 连续梁桥施工控制方法近年来,我国预应力混凝土连续梁桥蓬勃发展,目前,预应力混凝土连续梁桥的施工方法主要有悬臂拼装、悬臂浇筑、简支变连续和顶推法。对连续梁桥的施工控制技术进行更进一步的研究显得尤为重要。它决定着工程的质量和整个工程的造价等问题。因此,在桥梁施工中,合理的选择施工

53、方法,正确地进行施工预测控制具有十分重要的意义。在实际中出现诸多因素难以精确估计,影响因素有结构自重、几何尺寸、材料参数、挂蓝重量、施工偏差、混凝土收缩徐交、温度变化、风力风向等。当上述因素与理论取值不符,而又不能及时识别,会引起旋工控制目标的偏差,必然导致在下一阶段悬臂施工中采用错误的的纠偏措施,从而引起误差积累。所以,在施工过程中对桥梁进行实时监测,并根据监测的结果对施工过程中的控制参数不断进行调整是十分必要的。要进一步研究施工控制技术必须建立以施工为中心,具备先进适用的测试技术和现场分析计算技术的大跨径梁桥施工监测和控制系统,以此来监测各施工阶段的主要控制参数,并通过现场计算分析及时预测

54、得出合理的控制措施,用以指导和控制施工。目前已应用于工程实践的旅工控制方法有很多,如参数识别法、卡尔曼滤波法、灰色预测控制法、最佳成桥状态法、顺推法、无应力状态控制法、自适应控制法、神经网络法以及日本研制的斜拉桥施工精度控制系统等。下面将对其一一进行简要介绍:5.1参数识别法参数识别法是依据施工中的实测值运用最小二乘法识别和修改设计时所采用的参数取值,如构件截面特征、混凝土自重、徐变系数等,对结构进行实时分析,并对原有设计值进行校核和调整,重新给出标高等控制参数的施工控制值。虽然参数识别法简单实用,但该方法将实际结构和设计状态的不一致在尽可能减少、修正环境因素和量测误差影响的前提下全部归咎于设

55、计参数取值的变异性,从而夸大了参数识别的重要性,显得不尽合理和牵强。由于设计参数的随机性等种种原因,使得所辨识的设计参数有时亦难以反映实际情况,甚至有可能在某些情况下所识别的参数估计值与正常值差别很大。另外,根据每一施工阶段所辨识的参数重新进行计算使得施工计算量很大,重新给出新的控制值又使得施工控制值不断在改变,由此增加成桥线形和内力状态控制的难度。而且有关文献所给定的实时跟踪分析系统总是滞后于施工的。对于连续梁桥施工,偏差在事后无法调整、调整手段不多或调整困难的情况下,事前预报就显得非常重要,这就使参数识别法的应用受到了限制。5.2 卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法是以概率论为基础的最优随机控制,它

56、将状态空问的概念引入到随机估计理论中,把信号过程视为在白噪声作用下一个线性系统的输出,这种输入输出关系用状态方程来描述。借助数字计算机发展的成果,将概率论和数理统计领域的成果用于解滤波估计问题,提出了一种新的线性递推方法。这种方法不要求储存过去的观测数据,当观测到新的数据后,只要根据新的数据和前一刻的估计量,借助于信号过程本身的状态转移方程,按照一套递推公式,即可求出新的估计量,因而大大减少了计算量和储存量,便于实时处理。卡尔曼滤波法的实质是从被噪声污染的信号中提取真实的信号,估计出系统的真实状态,然后用估计出的状态变量按确定性的控制规律对系统进行控制。在最近20年里,卡尔曼滤波法集中运用于斜

57、拉桥的施工控制中,取得了较好的效果,也有资料报道,卡尔曼滤波法已运用于连续刚构桥的旅工控制中,但应用效果从给出的结果看并未取得预期的效果。5.3 最佳成桥状态法最佳成桥状态法的实质是通过各种调整手段使每一施工阶段成为最佳施工阶段,从而最终实现最佳成桥状态。该方法定义了最佳设计成桥状态、最佳施工阶段和最佳成桥状态三个重要概念,其中把主梁挠度和内力误差处于容许范围内的各施工阶段成为最佳施工阶段,把主梁挠度和内力误差处于容许范围内的成桥状态成为最佳成桥状态,把最佳成桥状态作为施工控制的最终目标。由于采用节段悬臂施工的成挢状态需要通过许多施工阶段才能完成,因此欲使成桥状态达到最佳,则每一施工阶段的结构

58、状态都必须达到相应的设计要求,即成为最佳施工阶段,所以最佳施工阶段是实现最佳成桥状态这一控制目标的关键。有关文献把最佳成桥状态法引入斜拉桥的施工控制中,效果明显,但该法没有预测功能,使其广泛应用受到限制。5.4 顺推法顺推法的基本思想是按施工阶段和施工工艺计算各梁段累加至成桥后的挠度,将该挠度反号作为梁段旎工抛高量,顺推法实质是一种确定立模标高的结构计算方法,并不是一个施工控制系统,因为它没有量测系统,也没有误差分析、参数调整等功能。5.5 无应力状态法无应力状态法是将成桥状态各单元无应力长度和无应力曲率作为安装过程的控制量,来实现对成桥目标的自动逼近。但在实际安装过程中。设计参数误差、施工误

59、差、量测误差等必将使还原后的结构内力和线形与设计状态有差异,误差的积累还有可能使得结构较大地偏离设计成桥状态,因此该方法没有控制误差、修正误差的功能,此外该方法也没有预测功能。5.6 自适应控制方法自适应控制方法认为在控制初期,控制系统内某些构造的性能与实际情况不完全相符,在系统运行的过程中,通过系统识别或参数估计,不断的修正设计参数,使设计预计值与实际的输出值相符,这时设计目标就成为可实现目标,由此对实际结构进行控制,就可以使实际结果达到设计要求,即控制系统自动的适应了实际控制问题。自适应控制是在闭环反馈控制的基础上增加参数估计算法分支,进行参数调节,参数调节完成后对系统的输入(施工阶段的设

60、计理想状态)进行修正,在此基础上,再对以后的施工工况进行反馈控制。只要能够及时的估计参数的实际值,完全可以徽到在施工过程中达到理想控制目标的效果。5.7 神经网络方法神经网络方法是通过大跨度桥梁混凝土悬臂现浇节段己产生的标高偏差,训练BP网络,让自学习后的网络预测后续阶段施工中可能发生的偏差,从而对其立模标高进行调整,以达到与设计值尽量一致的目的。BP网络是一类前向无反馈的神经网络,它可以通过对若干样本的自学习,建立网络输入变量与输出变量之间的全局非线性映射关系。由于样本的期望输出为测量标高,实际值难免包含某些随机因素和误差,甚至个别数据存在明显的不符合普通规律的情况,神经网络具备有对这类样本

61、的鉴别能力,网络的输出并非要求严格的等于各样本的期望输出,而是通过网络学习,寻求对全部样本数据均有较好响应的非线性映射关系,因此具有较好的预测性,可以作为处理有随机干扰问题的预测工具。但由有关文献中所给资料显示,该方法所需要的样本数量过多,有待进一步发展。5.8 灰色系统理论灰色系统理论近年来在经济、水利、气象、军事等领域得到广泛应用,其在理论上已形成了以灰色空问为基础的分析体系,以灰色模型(Gray Model)为主体的模型体系,以灰过程及其生成空间为基础、内涵的方法体系,以系统分析、建模、预测、决策、控制、评估为纲的技术体系基于灰色系统理论与灰色模型的控制,为灰色控制,它以系统行为数据为采

62、集信息,按新陈代谢原理,建立GM(1,1)模型,用所建的模型预测系统行为的发展,即预测未来的行为数据,然后将行为预测值与行为给定值进行比较,以确定系统的超前控制值,这种控制行为称为灰色预测控制。这种控制方法具有实时性好、较强的适应性,同时方法简单,精确度高,还可进行多变量控制等特点。从有关文献中看出,灰色预测控制系统已成功运用于斜拉桥、连续刚构、悬索桥的施工控制中,并取得较好的效果。未来桥梁施工控制的研究方向首先是量测监控的自动化,引入先进的量测系统,并直接把量测结果输入计算机处理,其次是将现代控制理论、专家系统等的最新研究成果引入施工控制,开发施工控制的可视化软件,从而使桥梁施工控制实现科学

63、化、自动化和智能化,以适应于桥梁实际工程建设的发展需要。6. 连续梁桥的维修与加固技术连续桥梁由于受到车辆、环境因素的持续作用,必然会出现一些性质不同的病害。对于大跨预应力混凝土连续梁式桥结构而言,重点应该关注结构的结构性裂缝和跨中的下挠程度。6.1 连续梁桥常出现的问题按裂缝的性质及其对结构的危害程度,裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。结构性裂缝由于涉及到结构的安全性,必须予以充分的重视。非结构性裂缝虽不直接影响结构的安全度,但会影响结构的正常使用,使人们产生不安全感,也会影响到结构的耐久性,所以应加以适当控制。如从结构受力的角度看,还是允许普通钢筋混凝土结构,包括特定荷载作用下的B类预应力混凝土在一定条件下是可以带裂缝工作的,在混凝土的浇筑、养护和使过程中还会出现一些表面的温度裂缝、收缩裂缝,因此,想完全避

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