随着大跨度桥梁建造数量的不断增加，桥梁架设过程中的线形及应力状态控制工作越来越显重要，在大跨度桥梁架设过程中，一般均需对线形及应力状态进行专门的分析研究。但是，施工过程的控制工作仍然是大跨度桥梁建设中的一个薄弱环节，目前在已完成的桥梁中，不少就出现的线形不好、内力状态不合理的问题。大跨度桥梁施工是一系列复杂的体系转换过程，不同桥型有不同的特点，针对它们的特点采用不同的对策是控制成功的关键，本文作者根据自己的工程实践，对斜拉桥、大跨度连续梁、组合拱桥的控制对策进行了比较分析。
一、桥梁施工控制的目标
桥梁施工控制的目标可以分为两个部分：成桥状态总目标和施工过程中的分目标，各个目标必须包括应力状态和线形状态。
成桥时合理应力状态确定的方法在斜拉桥和拱桥设计中已经有了大量的研究；由于桥梁跨度的增大，混凝土收缩、徐变对桥梁线形的影响不可忽视，线形控制目标必须是桥梁长期线形达到设计竖曲线，在桥梁竣工时应保证足够的徐变预拱度。
从成桥合理状态确定施工阶段控制目标的理论方法主要有：倒拆法、无应力法等。随着桥梁跨径的增大，主梁相对刚度逐渐减小，再加上前支点长挂篮的使用，节段重量较大，如果完全追求按成桥状态来反推施工的控制目标，可能导致施工阶段梁体应力过大，施工中应力控制在允许范围内的要求与成桥状态的理想内力状态发生矛盾，这时就必须将施工阶段的控制目标与成桥状态目标分开考虑，在全桥合龙后进行一次调索，实现两个目标之间的转换。理论上这些方法可以用于确定施工阶段的内力及标高状态，由于徐变、几何非线性、构造问题（实际结构不可能安装带有初应力的构件）等因素，它们只能用于初步确定施工阶段的内力状态，不能用于确定施工阶段的标高。施工标高控制过程是一个复杂的预拱度控制过程，施工阶段的标高状态必须根据施工模拟计算所得的挠度反向确定。
二、施工控制方法分类
桥梁施工控制方法经历了从简单到复杂的过程，从控制思路上可以分为三种形式：开环控制，反馈控制和自适应控制。
1、开环控制
对于较简单桥型施工，一般按设计中估计的预拱度施工，施工完成后的结构就基本上能达到设计所要求的线型和内力。这就是一个开环的施工控制过程，因为施工过程中控制是单向的，并不需要根据结构的反应来改变施工中的预拱度。在各部件的制造和安装精度很高，或者结构安装误差影响不大时，这种方法是可行的、方便的，大部分中小桥采用的都是这种方法。
2、反馈控制
实际上施工状态和计算状态之间存在误差，随着桥梁跨度的增大，积累误差将不可忽略，以致到施工结束时结构的线型和内力远远地偏离了理想的成桥状态。在出现误差之后就必须即时地纠正，而纠正的措施和控制量的大小是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。
3、自适应控制
反馈控制方法将注意力集中在实际结构上。但是，每个工况达不到设计时所确定的施工阶段目标的重要原因是有限元计算模型中计算参数的取值，与实际情况有一定的差距。即使在某一工况，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。要控制误差的产生，必须分析误差产生的原因--结构计算参数取值与实际结构的差距，正确估计参数的实际值。
参数估计是根据施工中实测到的结构反应修与计算预报值的比较来实现的。经过几个阶段的施工，与实际结构磨合一段时间的，计算模型就适应了实际结构的物理力学规律。在闭环反馈控制的基础上，再加上一个系统辩识过程，整个控制系统就成为自适应控制系统。当结构测量到的受力状态与模型计算结果不相符时，把误差输入到参数辨识算法中去调节计算模型的参数，使模型的输出结果与实际测量到的结果相一致。得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态，按上节所述的反馈控制方法对结构进行控制。这样，经过几个工况的反复辨识后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。
上述自适应控制思路特别适用于采用悬臂拼装或悬臂浇筑的方法施工桥梁。主梁在塔根部的相对线刚度较大，变形较小，因此，在控制初期，参数不准确带来的误差对全桥线形的影响较小，经过几个节段的施工后，计算参数已得到修正，为跨中变形较大的节段的控制创造了良好的条件。
三、不同桥型控制对策比较
虽然桥梁施工控制的方法大致可分为上述三种类型，但是，具体桥型的控制有不同的特点，应采取不同的对策。
1、悬臂浇筑混凝土斜拉桥
悬臂浇筑混凝土斜拉桥是我国最常见的斜拉桥形式。成桥后的理想受力状态通常由刚性支承连续梁法、优化方法和内力平衡法确定。施工中的控制目标常用倒拆法、考虑非线性因素的倒拆法、倒拆正装交替迭代法以及无应力状态法等得到。 [本文共有 2 页，当前是第 1 页] <<上一页 下一页>>
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