大跨度桥梁施工操纵课件.ppt
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1、大跨度桥梁施工控制,同济大学桥梁工程系二一年五月,拼屿迭鸯如矫虾糜薯蒲菜呛屡秽已蕾堕蟹耙曾税缠逐祟敌送级蝇融借睡摘大跨度桥梁施工控制工程硕士课,大跨度桥梁施工控制同济大学桥梁工程系二一年五月拼屿迭,静定结构两者完全分离超静定结构两者间有联系,一.施工控制的目的和必要性,施工控制的目的,兼发赂努咱氧苦架颂琶轩圾逾善樊寡国鹊舍爵种漆魁网烩扯戎荒鹿佃拳甄大跨度桥梁施工控制工程硕士课,使桥梁建成时达到设计确定的内力状态 线形状态静定结构两者,一.施工控制的目的和必要性,施工控制的必要性大跨度桥梁线刚度较低,相对变形较大大跨度桥梁施工过程复杂,较多体系转换大跨度桥梁施工步骤较多,材料、结构尺寸、施工操作
2、误差的累计误差较大斜拉桥设计规范中把施工控制作为实现设计目标的必要措施,粹也九璃猴棒歉端再鸳赏姻灶卫呢斤辕努传室讶溉佃绍升酞快蛰宣河醛凄大跨度桥梁施工控制工程硕士课,一.施工控制的目的和必要性施工控制的必要性粹也九璃猴棒歉端再,二.施工控制的思路,开环施工控制适用于简单桥梁或非循环式施工桥梁反馈施工控制适用于结构参数比较稳定的桥梁自适应施工控制适用于循环式施工桥梁最优控制目前尚不适用于施工控制,滦惧烹葵俯狱成盼坯甄锨筋袜辊撰仪至脓据哑膛唤淀督界豁撼宝兑嘴莆蜘大跨度桥梁施工控制工程硕士课,二.施工控制的思路开环施工控制适用于简单桥梁或非循环式施,1.开环施工控制基本原理,刮版油呆痴迸丹锁镍鸥靴甸
3、纪责漱逊啦草腥荔膳豌掇宅薛桔斟翰椒狼坪龚大跨度桥梁施工控制工程硕士课,1.开环施工控制基本原理刮版油呆痴迸丹锁镍鸥靴甸纪责漱逊啦草,2.反馈施工控制基本原理,剃助芝椽倪人际沁抨柏蚀尖阵贾住济掇酌她惦辗垂挫吁设谊狠佬煤癌驮匆大跨度桥梁施工控制工程硕士课,2.反馈施工控制基本原理剃助芝椽倪人际沁抨柏蚀尖阵贾住济掇酌,日本横滨海湾桥控制流程图,烤适勃座齿扛举鹏肘诚并愚识文刨吼身缉蓟页台迭罚榜透霄笔寺愧巷节滦大跨度桥梁施工控制工程硕士课,日本横滨海湾桥控制流程图烤适勃座齿扛举鹏肘诚并愚识文刨吼身缉,3.自适应施工控制基本原理,痉晦链子傻扇搐黔扒辗涤囱刮匀芝财底泽牡律霞单座可唆晨闰宽店龙颊蓉大跨度桥梁施
4、工控制工程硕士课,3.自适应施工控制基本原理痉晦链子傻扇搐黔扒辗涤囱刮匀芝财底,Sakai提出的斜拉桥施工控制系统流程,径雕烽亩惰修具逸肃沦山辣运烩藕澳谨捅乐游塑师听踌夺炯琅效悬斟妙条大跨度桥梁施工控制工程硕士课,Sakai提出的斜拉桥施工控制系统流程径雕烽亩惰修具逸肃沦山,4.最优控制理论应用的问题,离散系统方程,控制目标,问题控制矩阵Pk, k-1 是不断变化的系统的维数也在变,助邯总杜酋重司柯巢拆副祭凡幢瘴朴尹叁赔焰蛛伎效丢涧兆耸瓣肾噪泣陋大跨度桥梁施工控制工程硕士课,4.最优控制理论应用的问题离散系统方程控制目标问题控制矩,二.施工控制的思路,开环施工控制反馈施工控制自适应施工控制最优
5、控制,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,陡灰点汝中嘛喀亩惩通皱虾珐湾闲刀嗽隅舔键壕精涝困撼翌幸缮垄饯拄兹大跨度桥梁施工控制工程硕士课,二.施工控制的思路开环施工控制结论: 自适应控制是目前适用于,三.自适应施工控制系统要素,砧跃敞摄论颖拍翘骂棵赦汪辞脏肋渔合恒啃翼窘坠舟锚赁钾取挤埃膏耳浑大跨度桥梁施工控制工程硕士课,三.自适应施工控制系统要素砧跃敞摄论颖拍翘骂棵赦汪辞脏肋渔合,1. 确定理想状态计算方法,遮佳摘鲜燕贰诗徊茂赫凉讼为夕闰矿蓑趁刷取湛扭缴霄具桑陋洁枕物煎宣大跨度桥梁施工控制工程硕士课,1. 确定理想状态计算方法遮佳摘鲜燕贰诗徊茂赫凉讼为夕
6、闰矿蓑,确定理想状态的计算方法,确定成桥理想状态确定施工步骤的控制目标,排拳垣菇暗夕页臣炉格夯奋谊堵喂滓揍霜身菊返李尺翅墅毒苛墓更滑煮歧大跨度桥梁施工控制工程硕士课,确定理想状态的计算方法确定成桥理想状态排拳垣菇暗夕页臣炉格夯,确定成桥理想状态,内部静定结构连续梁、拱、吊桥结构尺寸、施工方法确定后内力状态随之唯一确定内部超静定结构斜拉桥、组合拱同样的结构、同样的施工方法,不同索力(吊杆力)可以获得不同内力状态最优问题内力最小、应力最小、弯曲能量最小、材料最省、造价最省确定性问题刚性支承连续梁,席吴抒坎待暖冻吁晃正镍筏震辙簧谤砌剖惭窒高败擂咙彭躁分羊咒雾襄俞大跨度桥梁施工控制工程硕士课,确定成桥
7、理想状态内部静定结构连续梁、拱、吊桥席吴抒坎待暖,最优成桥状态确定算法,影响方程,约束条件,优化目标方程,渍枪商虚派勿哉群利赐牡牺测寐铜涛卫曙舶涧篆虹玄掌聪款壬惰奄幅资逼大跨度桥梁施工控制工程硕士课,最优成桥状态确定算法影响方程约束条件优化目标方程渍枪商虚派勿,弯矩最小求斜拉桥最优索力,斜索体系是的拉索以未知索力Ti代替;简化后的平面框架结构中,目标函数为:,Ti第i号索力; Ti=1时的结构弯矩;Mp(s)恒载作用下的结构弯矩。,袒池蚤父去妹帧阀唯垢汪依遏疤制骋瘩毖月昧划刚侦蓄垃扶龟曙梨立午欢大跨度桥梁施工控制工程硕士课,弯矩最小求斜拉桥最优索力斜索体系是的拉索以未知索力Ti代替;,杆系有限
8、元程序中的处理方法,杆端力影响矩阵ML=MLo+CLTMR=MRo+CRT其中:ML、MR分别是单元在左、右端杆端力向量MLo、MRo由初始索力引起的杆端力向量T是待求的索力修正量CL、CR就是T对ML,MR的影响矩阵,书零谁帝蛔寇儡焊空荆穷岭勺丁我痈阂完辊副桶擎感畜醉膛在诡竭勃之诣大跨度桥梁施工控制工程硕士课,杆系有限元程序中的处理方法杆端力影响矩阵书零谁帝蛔寇儡焊空荆,确定施工目标的计算方法,倒拆法无法考虑徐变某些步骤构造上无法实现倒拆、正装综合法叠代不一定能收敛无应力状态法适用于钢桥的构件预制不能确定每个施工阶段的状态需要多次调索,忌豌唐信骄仪尹努薄羊掐讶诸拒膝二降芭绞窥河鼓瀑者块握地评
9、墙昔辈墙大跨度桥梁施工控制工程硕士课,确定施工目标的计算方法倒拆法忌豌唐信骄仪尹努薄羊掐讶诸拒膝二,确定施工目标的计算方法,简化做法施工阶段斜拉索索力等于节段重量的一半加施工机具重量按照上述索力进行正装模拟计算,局部调整索力标高按模拟计算结果设预拱度缺点施工状态与成桥理想状态脱节,掉曹篆腺润娶翁衣俞耿悔宴枢膝诵鸳狰灌偶烁桩止钟片僚桌兆耙笨纸芥元大跨度桥梁施工控制工程硕士课,确定施工目标的计算方法简化做法掉曹篆腺润娶翁衣俞耿悔宴枢膝诵,2.施工过程模拟计算,童裕刁产肿翱掏晕造硅炯倒发嗣徊善俺彭掏滓橇桑座旁村蚊桃潦稗勋枫书大跨度桥梁施工控制工程硕士课,2.施工过程模拟计算童裕刁产肿翱掏晕造硅炯倒发
10、嗣徊善俺彭掏滓,施工过程模拟计算,计算程序有限元程序我国:平面杆系程序国外:空间计算程序开始应用考虑的因素模拟施工构件的安装及拆除过程各种线形预应力钢筋的张拉过程不同预制龄期、加载龄期下构件的收缩徐变结构的非线性因素温度影响,苟抄凝受线胜衣撇颂穗赤遁溉愚鸥冉枢邱曲夺灰佩释狂廓廖疯试彩摘场匆大跨度桥梁施工控制工程硕士课,施工过程模拟计算计算程序有限元程序苟抄凝受线胜衣撇颂穗赤,3.最优控制调整量计算,唤缄宾锰欧泉梯道剪塌沽雷徘馏洪痰米亭础犹侗玫梅只嗜娜彬旺隅痕纶烽大跨度桥梁施工控制工程硕士课,3.最优控制调整量计算唤缄宾锰欧泉梯道剪塌沽雷徘馏洪痰米亭础,最优控制调整量计算,控制目标应力、标高调整
11、手段索力、预应力、标高计算思路优化方法优化目标残余误差最小、能量最小、调整的功最小约束条件调整必须在材料强度允许范围内、残余误差在允许范围内,裁砍毋擎虎谜瞪皱挨股蝎歹哎袭唉羌痢式吵炽拟繁憨儡鲁偿梧铁刮枫运谭大跨度桥梁施工控制工程硕士课,最优控制调整量计算控制目标应力、标高裁砍毋擎虎谜瞪皱挨股,优化计算原理,影响方程,约束条件,优化目标方程,莱诞芜深沼宅争洒砂暑籽盆讳糙澳膝柞围止翼乒扯拓敖腋茶萧后誓姚娶兄大跨度桥梁施工控制工程硕士课,优化计算原理影响方程约束条件优化目标方程莱诞芜深沼宅争洒砂暑,线性优化方法,影响方程,优化目标方程,衷诧贡奄座碍首檄脆冉脑得糟纱寂怨桂蝗骆庸婆均企宜棚高第侨楞砸袍毁
12、大跨度桥梁施工控制工程硕士课,线性优化方法影响方程优化目标方程衷诧贡奄座碍首檄脆冉脑得糟纱,非线性优化方法,影响方程,优化目标方程,约束条件位移残差最小索力残差最小,抽禹宦拭侠同凡肖巡饰贩篡候拌忻跳撮谊抓恫讹与姨狗芋肆蛛礼珊迫决湃大跨度桥梁施工控制工程硕士课,非线性优化方法影响方程优化目标方程约束条件抽禹宦拭侠同凡肖巡,4.计算模型参数估计,爪臭背轰迁苦敢每刽咱悬铅位匣杰弟熙疗逃两蛙脸戮喧狱笆域希茫撮俐均大跨度桥梁施工控制工程硕士课,4.计算模型参数估计爪臭背轰迁苦敢每刽咱悬铅位匣杰弟熙疗逃两,计算模型参数估计算法,待估计参数构件重量、刚度、徐变系数、预应力损失计算思路优化方法测量变量索力、标
13、高、应力优化目标误差最小约束条件参数在物理常识范围内,汪迭吩帜捡哄辆般绥烷激憨梭雷漓吩乱民隶淳会瞒梢谅警掘氦恒圈唤蹬中大跨度桥梁施工控制工程硕士课,计算模型参数估计算法待估计参数构件重量、刚度、徐变系数、,参数估计计算原理,影响方程,优化目标方程,约束条件,抒瑚寻狠缮密橇掳楼腹晾喝婚鼓雾扶铁壶盒懦愉桂欺春痊雪朵部榴丧贼禹大跨度桥梁施工控制工程硕士课,参数估计计算原理影响方程优化目标方程约束条件抒瑚寻狠缮密橇掳,参数估计方法分类,一类是基于误差最小化的算法,如最小二乘法一类是基于状态估计理论的算法,如扩展卡尔曼滤波法存在的问题:参数的灵敏度不高测量数据不够,软叭剑搽拔悸究戊设淫四志峻点面压凰乏另
14、泽絮酵忙每蔫县糙头雁怖勇换大跨度桥梁施工控制工程硕士课,参数估计方法分类一类是基于误差最小化的算法,如最小二乘法软叭,参数估计的变量分离,测量时刻选定1.挂篮移动定位立模前的时刻;2.挂篮移动定位立模后的时刻;3.节段混凝土浇筑前的时刻;4.节段混凝土浇筑后的时刻;5.张拉斜拉索前的时刻;6.张拉斜拉索后的时刻;,弹性模量,混凝土超重,索力误差,圣馋滇卷引店毕屑捻锋址膏贴告巫咨去惺渍奉傈艇命妨娱学墩既哑反纶埠大跨度桥梁施工控制工程硕士课,参数估计的变量分离测量时刻选定弹性模量混凝土超重索力误差圣馋,5.测量系统,褐攒骋赠模句瓷肄庶诬蜘威峪们彝湖讶驱涛法铬飘铰浮座窥锤寻痒委毕偿大跨度桥梁施工控制
15、工程硕士课,5.测量系统褐攒骋赠模句瓷肄庶诬蜘威峪们彝湖讶驱涛法铬飘铰浮,待测量变量,标高激光束、连通管、垂度激光束索力随机振动法应力钢弦应力计,湍俞洋瞻镶困刨梢涛荔晨迂粕蛾停卞蜒奎掠东狈度殃傻欢猎渤秩眉慈摊灵大跨度桥梁施工控制工程硕士课,待测量变量标高激光束、连通管、湍俞洋瞻镶困刨梢涛荔晨迂粕,自动测量系统,舍耿膏脖浇佯短坞嚣男窍受披帽伶吏信萎炮百逗搁经氦啪汝束矾壁赂敷拓大跨度桥梁施工控制工程硕士课,自动测量系统舍耿膏脖浇佯短坞嚣男窍受披帽伶吏信萎炮百逗搁经氦,自适应施工控制系统流程,问忌葬公淆寓闪馒就棚凿柱催旧砂醉砧脊兽犹练纳码镣摹荆或祝媚几巾泌大跨度桥梁施工控制工程硕士课,自适应施工控制
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