石湖路橋施工監(jiān)控方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 期與進(jìn)度安排。 計(jì)算機(jī)施工控制仿真分析系統(tǒng)資料庫(kù)的建立在以上所列數(shù)據(jù)獲取后，采用橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas Civil復(fù)核這橋主橋設(shè)計(jì)計(jì)算所確定的理論成橋狀態(tài)和施工狀態(tài)，同時(shí)結(jié)合通用有限元軟件ANSYS對(duì)這橋的主橋進(jìn)行局部應(yīng)力分析。通過對(duì)橋主橋各施工工況進(jìn)行空間模擬分析，得出各施工控制工況下主梁線形、主拱線形及關(guān)鍵位置的應(yīng)力狀態(tài)。結(jié)合施工過程中測(cè)得的各階段數(shù)據(jù)，考慮溫度的影響，隨時(shí)分析橋主橋各施工階段主梁和主拱的內(nèi)力及變形、實(shí)際索力與設(shè)計(jì)索力預(yù)測(cè)值的差異并找出原因，提出修正方案，避免誤差的積累，以確保這橋的主橋成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和線形與設(shè)計(jì)保持一致。因此，在分別建立了橋監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的基本資料后，要通過收集施工過程中的實(shí)際參數(shù)和已發(fā)生變化的參數(shù)來修正各主橋數(shù)據(jù)庫(kù)資料。 監(jiān)控目標(biāo)狀態(tài)的確定在基于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的橋主橋施工控制仿真分析系統(tǒng)建立后，可以計(jì)算出主梁的成橋理論線形，將其作為目標(biāo)監(jiān)控線形，后續(xù)的控制、預(yù)測(cè)、反饋等都圍繞此目標(biāo)線形進(jìn)行。監(jiān)控的初始階段，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的參數(shù)和修改后的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定各主橋主梁及主拱的最終目標(biāo)線形。 仿真分析方法（1）正裝分析法正裝分析法是按照這橋主橋結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序來進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力和變形分析，它能較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，能得到這橋主橋結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的位移和受力狀態(tài)，這不僅可用來指導(dǎo)這橋主橋設(shè)計(jì)和施工，而且對(duì)這橋主橋施工控制提供了依據(jù)。同時(shí)，在計(jì)算中，能較好地考慮一些與這橋主橋結(jié)構(gòu)形成歷程有關(guān)的影響因素，如結(jié)構(gòu)的非線形問題和混凝土收縮、徐變問題。正裝分析法的目的在于確定這橋主橋成橋結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。這種計(jì)算的特點(diǎn)是：隨著施工階段的推進(jìn)，結(jié)構(gòu)形式、邊界約束、荷載在不斷改變，前期結(jié)構(gòu)發(fā)生徐變和幾何位置的改變，因而前一階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)將是本次施工狀態(tài)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。正裝分析不僅可以為這橋主橋成橋結(jié)構(gòu)的受力提供較為精確的結(jié)果，為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算提供依據(jù)，而且還可以為施工階段理想狀態(tài)形成一個(gè)描述結(jié)構(gòu)狀態(tài)的數(shù)據(jù)文件，作為完成橋梁結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)、控制的基礎(chǔ)。計(jì)算過程中，將以前各施工階段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)作為本階段計(jì)算的基礎(chǔ)，前一階段結(jié)構(gòu)位移作為本階段確定結(jié)構(gòu)軸線的基礎(chǔ)。在一個(gè)施工階段中，新拼裝的桿件用激活兩個(gè)接點(diǎn)的新單元進(jìn)行模擬。計(jì)算時(shí)對(duì)這橋主橋施工階段循環(huán)進(jìn)行，循環(huán)結(jié)束時(shí)的分析結(jié)果為成橋若干年后結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。（2）倒拆分析法倒拆分析法是按照這橋主橋結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過程來進(jìn)行結(jié)構(gòu)行為分析。倒拆計(jì)算的目的就是要獲得這橋主橋結(jié)構(gòu)在各施工階段的理想安裝位置（主要指標(biāo)高）、理想的受力狀態(tài)。實(shí)際施工中這橋主橋結(jié)構(gòu)線形的控制與強(qiáng)度控制同樣重要，線形誤差將造成橋梁結(jié)構(gòu)的合攏困難，影響這橋主橋建成后的美觀和運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。為了使竣工的的結(jié)構(gòu)保持設(shè)計(jì)線形，在施工過程中用設(shè)置預(yù)拱度和預(yù)拋高的方法來實(shí)現(xiàn)。而對(duì)分階段施工的桁架拱橋這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)，一般要給出各個(gè)施工階段結(jié)構(gòu)物控制點(diǎn)的標(biāo)高（預(yù)拋高），以便最終使結(jié)構(gòu)物滿足設(shè)計(jì)要求，這個(gè)問題用正裝法難以解決，而倒拆分析法能夠解決這一問題。倒拆分析法的基本思想是：假設(shè)t=t0時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足正裝計(jì)算t0時(shí)刻的結(jié)果，線形滿足設(shè)計(jì)要求。在此初始狀態(tài)下，按照正裝分析的逆過程，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，分析每次卸除一個(gè)施工段對(duì)剩余結(jié)構(gòu)的影響，在一個(gè)階段內(nèi)力分析得出的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力狀態(tài)便是該階段施工的理想狀態(tài)。正裝計(jì)算分析不僅可以為成橋結(jié)構(gòu)的受力提供較為精確的結(jié)果，為結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度驗(yàn)算提供依據(jù)，而且可以為施工階段理想狀態(tài)的確定，為完成巧了結(jié)構(gòu)施工控制奠定基礎(chǔ)。但是，對(duì)于分段施工的這橋主橋這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，要給出各個(gè)施工階段結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)的標(biāo)高，以便最終使結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，這個(gè)問題只用正裝分析法難以解決。故需要結(jié)合兩種分析方法進(jìn)行綜合分析，使結(jié)構(gòu)在成橋時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。 石湖路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋仿真分析內(nèi)容預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工過程中每個(gè)階段的變形計(jì)算和受力分析，是橋梁施工控制中最基本的內(nèi)容。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋施工控制的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全，保證橋梁成橋線形及受力狀態(tài)和變形基本符合設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到施工控制的目的，我們必須對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋施工過程中每個(gè)階段的受力狀態(tài)和變形狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)測(cè)。因此，必須通過合理的計(jì)算方法和理論分析來確定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋結(jié)構(gòu)施工過程中每個(gè)階段在受力和變形方面的理想狀態(tài)。以便控制施工過程中每個(gè)階段的結(jié)構(gòu)行為。使其最終的成橋線形和受力狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋設(shè)計(jì)資料及有關(guān)規(guī)范的理想?yún)?shù)，采用橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件Midas Civil進(jìn)行正裝、倒拆相結(jié)合計(jì)算分析。正裝計(jì)算法是按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序來進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形和受力分析，能較好的模擬橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工歷程，能得到橋梁結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的位移和受力狀態(tài)，對(duì)設(shè)計(jì)和施工控制提供了保證。倒拆計(jì)算法是按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際施工加載順序的逆過程來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，即從設(shè)計(jì)的最終成橋狀態(tài)開始，逐步倒拆來得到施工各階段中間的理想狀態(tài)和初始狀態(tài)。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋成橋階段及各施工階段的設(shè)計(jì)應(yīng)力及設(shè)計(jì)線形（主梁預(yù)拱度）等進(jìn)行計(jì)算并與設(shè)計(jì)計(jì)算資料進(jìn)行相互校核比較。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋施工各階段運(yùn)用橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件Midas Civil進(jìn)行跟蹤計(jì)算。由于理論設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)存在差異以及施工荷載、應(yīng)力、線形等不可能與理論計(jì)算完全一致，必須根據(jù)實(shí)測(cè)應(yīng)力、線形、及溫度等修改計(jì)算控制參數(shù)，進(jìn)行反復(fù)計(jì)算，擬合橋梁控制參數(shù)值，使計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的差別達(dá)到最小，再根據(jù)前面階段所擬合的參數(shù)值及實(shí)測(cè)應(yīng)力、線形及溫度等計(jì)算下一階段的合理施工量及線形的調(diào)整量。穩(wěn)定性分析在施工過程中是極其重要的，關(guān)系著預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋的建設(shè)質(zhì)量與安全。務(wù)必在施工過程中進(jìn)行穩(wěn)定性分析，擬采用橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件Midas Civil和空間有限元軟件ANSYS進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主橋全橋施工過程穩(wěn)定性分析驗(yàn)算，主要包括一下內(nèi)容：（1）支架和托架的穩(wěn)定性分析（2）箱梁澆筑過程中的穩(wěn)定性分析（3）結(jié)構(gòu)局部穩(wěn)定性分析 施工控制主要內(nèi)容 橋梁在施工過程中及成橋后結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)施工控制的主要工作內(nèi)容之一，該項(xiàng)工作根據(jù)施工過程與成橋運(yùn)營(yíng)情況來完成各施工狀態(tài)及成橋后的內(nèi)力與位移計(jì)算，進(jìn)而確定出結(jié)構(gòu)各施工階段的內(nèi)力與位移理論值。計(jì)算可考慮施工的進(jìn)程、時(shí)間、相應(yīng)狀態(tài)臨時(shí)荷載、環(huán)境溫度、截面的變化、結(jié)構(gòu)變化、混凝土的收縮與徐變、預(yù)加應(yīng)力等因素。可確定出橋梁的預(yù)拱度，預(yù)測(cè)下一施工狀態(tài)及施工成橋狀態(tài)的內(nèi)力與位移。結(jié)構(gòu)施工過程的結(jié)構(gòu)行為分析可運(yùn)用倒拆分析與正裝分析兩種方法，結(jié)構(gòu)分析采用非線性有限元法。該項(xiàng)分析包括如下幾項(xiàng)內(nèi)容：（1）對(duì)橋主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核；（2）復(fù)核這橋主橋結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)的預(yù)拱度；（3）確定各施工理想狀態(tài)的內(nèi)力與位移；（4）通過比較確定出這橋主橋最大內(nèi)力與位移的相應(yīng)狀態(tài)；（5）給出有關(guān)施工的建議。 施工控制誤差分析施工控制的目的是盡可能消除理論計(jì)算與施工實(shí)際情況間的差異。這種差異表現(xiàn)為：計(jì)算參數(shù)與實(shí)際情況的差異、計(jì)算假定與實(shí)際情況的差異、施工誤差、測(cè)量誤差等。消除這些差異從兩個(gè)方面來進(jìn)行。（1）調(diào)整計(jì)算參數(shù)、修正理想狀態(tài)由于結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)與理論值存在著一定的偏差，通過對(duì)應(yīng)力或位移偏差分析，結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析，結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別，進(jìn)一步分析找出偏差原因，確定出設(shè)計(jì)參數(shù)真實(shí)值。為施工成橋符合設(shè)計(jì)要求服務(wù)，也為同類橋的設(shè)計(jì)與施工積累經(jīng)驗(yàn)。（2）反饋控制分析根據(jù)這橋主橋理想狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)狀態(tài)和誤差，進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)出下階段施工控制數(shù)據(jù)的最佳取值是克服誤差的有力手段。可采用最小誤差估計(jì)方法進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)。 主跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)可通過施工前的測(cè)定來加以修正，但是還有一些參數(shù)是難以確定的設(shè)計(jì)參數(shù)，以及臨時(shí)荷載及環(huán)境影響，必需進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè)，并通過實(shí)測(cè)值與理論值的對(duì)比分析，以及參數(shù)識(shí)別，方可確定這些用試驗(yàn)難以確定的設(shè)計(jì)參數(shù)，從而減小理論值與實(shí)測(cè)值的差異，這樣才能進(jìn)一步全面地把握這橋主橋結(jié)構(gòu)行為。 結(jié)合控制的實(shí)時(shí)跟蹤分析此項(xiàng)分析是實(shí)現(xiàn)這橋主橋結(jié)構(gòu)施工控制的關(guān)鍵。反饋控制是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)、實(shí)測(cè)狀態(tài)和誤差信息進(jìn)行的，該項(xiàng)工作制定出可調(diào)變量的最佳調(diào)整量，并形成實(shí)施方案，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，使這橋主橋施工的實(shí)際狀態(tài)最大限度地接近理想狀態(tài)。它包括下述幾部分內(nèi)容：（1）實(shí)測(cè)狀態(tài)溫差效應(yīng)修正分析；（2）這橋主橋各狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值與理論值的對(duì)比分析；（3）這橋主橋設(shè)計(jì)參數(shù)識(shí)別；（4）這橋主橋結(jié)構(gòu)行為的預(yù)測(cè)分析；（5）這橋道主橋理想狀態(tài)修正分析；（6）反饋控制分析。 施工控制方法本項(xiàng)目橋的主橋均采用自適應(yīng)控制方法進(jìn)行施工控制，這種方法是在閉環(huán)反饋控制的基礎(chǔ)上，再加上一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別過程，即“施工—量測(cè)—參數(shù)識(shí)別—分析—修正—預(yù)測(cè)—施工”的循環(huán)過程（），然后比較結(jié)構(gòu)測(cè)量的受力狀態(tài)與模型計(jì)算結(jié)果，依據(jù)兩者的誤差進(jìn)行參數(shù)調(diào)整（識(shí)別），使模型的輸出結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果相一致。再利用修正的計(jì)算模型參數(shù)，重新計(jì)算各施工階段理想狀態(tài)，按反饋控制方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。在每一工況返回結(jié)構(gòu)的量測(cè)數(shù)據(jù)之后，要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，以了解已存在的誤差，并同時(shí)進(jìn)行誤差原因分析。在這一基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生的誤差的原因盡量予以消除，給出下一個(gè)工況的施工控制指令，使現(xiàn)場(chǎng)施工形成良性循環(huán)。這樣，經(jīng)過幾個(gè)工況的反復(fù)識(shí)別后，計(jì)算模型就基本上與實(shí)際結(jié)構(gòu)相一致了，在此基礎(chǔ)上可以對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行更好的控制。 自適應(yīng)施工控制基本原理在施工前確定合理的施工步驟、現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按預(yù)定的施工步驟進(jìn)行施工、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正已經(jīng)存在的誤差是橋梁施工控制的關(guān)鍵。本橋施工誤差主要出現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：橋梁施工臨時(shí)荷載，包括臨時(shí)機(jī)具、人員重力等；拱肋定位時(shí)溫度影響，包括鋼骨架的預(yù)制初始溫度及安裝溫度等；鋼桁梁重量的誤差；鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力引起的應(yīng)力重分布；施工階段（尤其是合攏階段）溫度的影響等。根據(jù)以上特點(diǎn)，施工控制采取在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足要求的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)變形（高程）、應(yīng)力進(jìn)行雙控，其中以變形控制為主，嚴(yán)格控制鋼桁拱肋、鋼桁梁等關(guān)鍵截面在危險(xiǎn)工況的撓度變化、拱軸線偏位，同時(shí)關(guān)注材料應(yīng)力發(fā)展?fàn)顟B(tài)及趨勢(shì)。這樣做的原因在于高程的變化反映了結(jié)構(gòu)的總體宏觀表現(xiàn)，是結(jié)構(gòu)各控制截面整體位移的綜合反映，而應(yīng)力是控制截面某一點(diǎn)的微觀受力狀態(tài)。具體采用以下方法：①結(jié)構(gòu)施工前期分析對(duì)施工圖充分理解的基礎(chǔ)上，與施工單位廣泛接觸，盡可能詳細(xì)地了解施工過程，調(diào)查施工荷載的大小與位置。根據(jù)設(shè)計(jì)及施工單位選定的施工方法進(jìn)行每一工況有限元理論分析，盡可能預(yù)先精確模擬計(jì)算施工全過程，獲得結(jié)構(gòu)各施工階段的期望狀態(tài)，給出各施工過程中斷面的內(nèi)力、應(yīng)力和變形的期望值，對(duì)選定的施工控制主要參數(shù)及主要成果應(yīng)形成施工控制預(yù)備文件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工誤差靈敏度分析，確定各施工步驟的允許誤差及誤差出現(xiàn)后的內(nèi)力及位移調(diào)整方案，作為施工依據(jù)。②現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算分析調(diào)整在施工全過程中，對(duì)全橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試跟蹤，將實(shí)際測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，在出現(xiàn)誤差時(shí)，通過結(jié)構(gòu)線形、材料彈性模量、溫度場(chǎng)等的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，分析誤差出現(xiàn)的原因，確定調(diào)整誤差的措施、調(diào)整以后的施工要求。③關(guān)鍵部位的應(yīng)力及變形跟蹤根據(jù)前期分析的結(jié)果，確定結(jié)構(gòu)在施工期間的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)施工期的危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)及結(jié)構(gòu)狀態(tài)剛度變形測(cè)量。 施工監(jiān)控質(zhì)量控制我方保證按照本投標(biāo)書內(nèi)容，投入充足的物力、人力、財(cái)力保證本監(jiān)控技術(shù)方案的順利實(shí)施。具體措施如下： 人力方面首先，我方保證按照投標(biāo)書成立專門的施工監(jiān)