预应力混凝土连续梁桥成桥线形预测方法研究

摘要

大跨度预应力混凝土连续梁桥应用非常广泛，但随着建成后长时间的使用，许多大跨度预应力混凝土梁桥产生了过大的竖向位移，有些桥梁甚至伴随有很多裂缝。调查发现，很多桥梁在建造过程中主梁的纵断面线形就很不平顺，合拢缝两端的高差也较大，桥梁竣工后的成桥线形得不到保证。因此，大跨度连续梁桥施工阶段的线形预测及控制是非常必要的，本文结合江苏省省道S607段太湖大桥的工程案例，对其线形预测及施工控制进行研究。
　　该桥为五跨变截面箱形梁桥，孔径布置为：30m+50m+70m+50m+30m，主桥采用悬臂浇筑法施工。本文基于该桥上部结构施工监控，对施工控制理论和成桥线形预测方法等进行分析和研究，主要研究内容及结论如下：
　　(1)对主桥结构重要部位定点监测，监测内容包括：混凝土收缩与徐变、已完成梁段竖向位移；分析控制截面的主要应力对后期成桥线形的影响，分析施工监控的影响因素，提出相应的解决措施来指导施工。
　　(2)运用卡尔曼滤波原理、递推最小二乘法等线形预测理论，结合监测数据对施工过程中纵断面线形产生的误差进行过滤以及对施工时立模过程中设置的预拱度进行调整和预测，指导下一节段施工。
　　(3)提出了新的桥梁纵断面线形预测方法，即：基于并行卡尔曼滤波原理的递推最小二乘法预测算法。在卡尔曼滤波原理的基础上，对噪声进行一次过滤；结合监测收集的数据利用最小二乘法对误差进行二次过滤，将采集的数据进行循环递推。结果发现通过并行卡尔曼滤波原理与递推最小二乘法算法下的二次过滤收敛值无限逼近于真值。该方法与前两种方法单独使用时相比较，不仅能过滤噪声、缩小误差，而且确保了下一节段预拱度值预测和调整的准确性，有利于全桥纵断面线形的预测，保证了成桥的精度。新的线形预测算法在本工程中的成功运用，值得在其他桥梁工程建设中推广运用。