邹  京，柳邵波，谢明亮

（中交第一公路工程局有限公司，江西 南昌 330029）

摘要：文章结合桥梁施工控制需要，探讨了大跨度连续梁桥施工控制的理论方法及监控工作流程，为连续梁施工控制提供一些经验，保证工程的顺利进行。

关键词：连续梁；施工控制；预测控制；实时跟踪；自适应控法
 
1　概述

桥梁施工控制是以现代控制论为理论基础，为满足现代桥梁建设需要而发展起来的。关于误差分析和预测的具体方法，国内外学者和工程技术人员已提出了诸如Kalman滤波法、最小二乘法、灰色系统控制法、无应力状态法等各种理论，由于桥梁的结构型式、施工特点及具体施工内容的不同，其施工控制的方法也不尽相同。纵观近几年桥梁施工控制的理论研究，其方法大体可分为纠偏终点控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容法等。以下简要探讨一下施工控制的理论方法与工作流程。

2　问题及解决方法

2.1　施工控制的理论方法

桥梁施工控制的实质就是使施工按照预定的理想状态顺利推进。但实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，因此施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，从而对结构未来状态作出预测。大跨度预应力混凝土连续梁桥通常采用悬臂浇筑这种典型的自架设施工方法。由于连续梁桥在施工过程中的已成结构(悬臂节段)状态是无法在事后进行调整的，因此，在大跨度连续梁桥的悬臂施工中一般采用预测控制法和自适应控制法进行控制。与斜拉桥不同，连续梁桥在梁段浇筑完成以后出现的误差，除非启用备用孔道张拉预备预应力钢束外，基本上没有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇筑梁段的立模标高上做出必要的调整。所以，要保证控制目标的实现，最根本的就是对立模标高做出尽可能准确的预测，即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是要以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工块件的预拱值。施工控制的理论方法有以下几种：

2.1.1　实时跟踪纠偏法　实时跟踪纠偏法也称事后调整控制法，即在施工过程中，对产生主梁线形偏差的因素跟踪控制，随时纠偏最终达到理想线形，这种方法仅适用于那些结构内力与线形能够调整的情况。跟踪调整根据具体情况又分为两种：(1)在施工过程中每个施工阶段完成后，当发现结构状态与设计不符时即可通过调整斜拉索力来调整结构状态，然后继续施工直到施工完成。显然，这种方法工作量大并且索力调整本身也很罗嗦，调整效果不一定很好；(2)在桥梁结构形成后，检查结构状态，如果与设计不符，则可对斜拉索力进行一次性调整。这种方法理论上是可行的，但其实施较困难，因为对施工过程中的结构内力状态不清楚，容易出现安全事故且最终线形往往难以达到理想状态。

2.1.2　预测控制法　预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一施工阶段(节段)形成前后进行预测，使施工沿着预定的状态进行，其常用的控制理论有卡尔曼滤波法、灰色系统理论控制法等。由于预测状态与实际状态免不了有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。这种方法适用于所有桥梁，而对于那些已成结构且状态具有不可调整性的桥梁施工控制必须采用此法。如悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥，其已成节段的状态(内力、标高)是无法调整的，只能对施工的节段预测状态进行改变。

2.1.3　自适应控制法　鉴于连续梁桥已完成节段的不可控性以及施工中对线形误差的纠正措施有限，控制误差的发生就显得极为重要，所以，采用自适应控制法对其进行控制也是很有效的。自适应控制法的基本思路是当结构的实测状态与模型计算结果不符时，则必须对结构参数进行识别，并将识别得到的模型参数代回到计算模型中，重新进行合理状态分析，以便确定新的成桥理想状态和施工理想状态，又进入到新的一轮循环中，直到参数误差消除或施工完成。在对设计参数进行识别时，桥梁结构自适应系统的最优控制问题，就是要选择一种最优辨识和控制方法，不仅使最终成桥状态最优地趋近于理想控制目标，而且通过辨识求得误差调整后的设计参数值，即通过控制目标的偏差，根据参数估计准则反算出设计参数的误差。常用的参数估计准则有最小二乘准则、扩展卡尔曼滤波估计、灰色理论预测法和神经网络方法等，其中最小二乘法简单易懂，计算方便，计算精度也能满足工程要求，在工程中应用最多。自适应控制法一般适用于被控对象参数未知，或者由于环境条件影响，参数发生较大变化的系统。而对于那些被控对象参数已知定常或变化较小甚至可以忽略的系统，一般采用常规反馈控制、模型匹配控制或最优控制的方法，便可以得到较为满意的控制效果。对于采用悬臂法施工的大跨度连续梁桥而言，已浇筑完成的节段的不可控性及施工中对线形误差纠正措施有限，控制误差的发生就显得尤为重要，因此采用自适应控制法对其进行控制是比较有效的。www.tmgc8.com

2.2　连续梁桥施工监控工作流程

施工监控是一个预告—施工—监测—计算—纠偏—预告的循环过程。控制的目的是既要保证桥梁结构在施工过程的安全和施工质量，又要保证桥梁结构的成桥线型与内力符合设计要求。要达到此目的，必须事先建立完善的能使监控工作正常开展的监控组织体系。监控组织体系见。监控组织体系以监控领导小组为核心，监控领导小组由业主，设计、监理、监控等单位的代表组成。监控工作以监控领导小组所签发的监控指令为依据，监控测试方和施工方(包括施工单位的测量组)
 

均按照监控指令执行，在各自的工作中不得擅自更改指令内容。监控过程中，及时地把施工信息或测试结果反馈给监控领导小组，尤其是施工中或测试中的异常情况。施工控制是多方协调、共同努力的结果。纵观整个桥梁施工过程，这种组织体系是必要的、有效的、可行的。

3　结论

本文主要阐述了大跨度连续梁桥施工控制的理论方法及监控工作流程，就大跨度连续梁桥施工控制的一些具体内容和具体控制方法进行了简单的叙述与比较，桥梁施工控制是以现代控制论为理论基础，为满足现代桥梁建设需要而发展起来的。希望本文能为连续梁施工控制提供一些经验，保证工程的顺利进行。

作者简介：邹京（1979-），男，江西瑞金人，中交第一公路工程局有限公司工程师，研究方向：公路与城市道路。

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