盧曉丹

摘要：近幾年，國內(nèi)外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調(diào)整方法進(jìn)行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現(xiàn)形式，自錨式懸索橋施工比較復(fù)雜，非線性誤差過大對橋梁質(zhì)量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究力度是施工單位的當(dāng)務(wù)之急。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從自錨式懸索橋的力學(xué)特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究作了簡要分析。

關(guān)鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調(diào)整研究

中圖分類號：U4445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學(xué)特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環(huán)境以及地質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統(tǒng)懸浮橋的優(yōu)勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現(xiàn)在施工和運(yùn)營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會(huì)出現(xiàn)收縮、徐變等問題，導(dǎo)致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復(fù)雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應(yīng)非線性以及鞍座滑移非線性等多種復(fù)雜的表現(xiàn)形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究

（一）誤差調(diào)整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結(jié)構(gòu)內(nèi)力或位移作為誤差調(diào)整法中的控制參數(shù)，由此建立合理的參數(shù)向量。根據(jù)非線性誤差值的實(shí)際狀況，假設(shè)一個(gè)合理的控制參數(shù)值，記錄實(shí)際測得的數(shù)值，此時(shí)產(chǎn)生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現(xiàn)形式是控制參數(shù)誤差減小，誤差減小后橋梁結(jié)構(gòu)不會(huì)因此出現(xiàn)變形或應(yīng)力集中等狀況，保證橋梁結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。綜合各項(xiàng)數(shù)由以上公式計(jì)算可以看出誤差與相應(yīng)變量以及橋梁施工實(shí)際狀況和施工經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系，根據(jù)不一樣的加權(quán)系數(shù)，綜合處多組符合橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調(diào)整

結(jié)合自錨式懸索橋施工的實(shí)際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據(jù)最小二乘法計(jì)算控制參數(shù)出現(xiàn)的誤差D，這個(gè)過程中調(diào)整后的索力值為x，調(diào)整后索力值控制參數(shù)調(diào)整值d=Ax。受線性結(jié)構(gòu)的影響，對使用過程中的吊索拉力調(diào)整值的誤差R=D-d，保證數(shù)據(jù)合理后，橋梁才能保持預(yù)想的狀態(tài)。

主纜的架設(shè)工作實(shí)在主梁整體施工結(jié)束之后開工，主纜架設(shè)后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點(diǎn)。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時(shí)候吊索的索力產(chǎn)生的誤差不需要調(diào)整。如果主梁處于脫模狀態(tài)，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復(fù)迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算方法如下：⑴根據(jù)線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，以當(dāng)前結(jié)構(gòu)為依據(jù)，計(jì)算出影響矩陣A；⑵結(jié)合上文中介紹的最小二乘法，計(jì)算出誤差值D的索力調(diào)整量x；⑶根據(jù)以上數(shù)據(jù)對索力進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合實(shí)際狀況計(jì)算出調(diào)整后的控制參E，計(jì)算過程必須以非線性產(chǎn)生的影響為依據(jù)；⑷將上步驟中計(jì)算出的控制參數(shù)與實(shí)際施工中的理論參數(shù)進(jìn)行對比，計(jì)算出實(shí)際參數(shù)和調(diào)整參數(shù)之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調(diào)整參數(shù)和理論參數(shù)在規(guī)定的誤差要求范圍之類，那么x即為標(biāo)準(zhǔn)索力調(diào)整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）步驟計(jì)算出誤差值。

通過以上計(jì)算步驟，得出準(zhǔn)確的非線性誤差值后，還需要根據(jù)橋梁施工的實(shí)際狀況對誤差值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據(jù)，計(jì)算出主梁自重產(chǎn)生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調(diào)整為依據(jù)，杜絕橋梁自重產(chǎn)生的線性偏差。第二步：結(jié)合橋梁施工的實(shí)際狀況，調(diào)整施工過程中產(chǎn)生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調(diào)整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調(diào)整過程也應(yīng)該堅(jiān)持反復(fù)調(diào)試的原則，以上兩個(gè)步驟必須緊密結(jié)合，堅(jiān)決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調(diào)整。

三 結(jié)束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進(jìn)行，這種方式通過體系轉(zhuǎn)換完成張拉吊索作業(yè)，主要表現(xiàn)形式是將加勁梁轉(zhuǎn)變?yōu)榈跛鲝椥灾?。在這個(gè)過程中不僅要保證優(yōu)質(zhì)的成橋狀態(tài)，達(dá)成各階段的施工目標(biāo)，還需要根據(jù)施工實(shí)際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調(diào)整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換施工控制[D].東北林業(yè)大學(xué)，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗(yàn)性能研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強(qiáng). 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint

摘要：近幾年，國內(nèi)外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調(diào)整方法進(jìn)行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現(xiàn)形式，自錨式懸索橋施工比較復(fù)雜，非線性誤差過大對橋梁質(zhì)量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究力度是施工單位的當(dāng)務(wù)之急。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從自錨式懸索橋的力學(xué)特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究作了簡要分析。

關(guān)鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調(diào)整研究

中圖分類號：U4445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學(xué)特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環(huán)境以及地質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統(tǒng)懸浮橋的優(yōu)勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現(xiàn)在施工和運(yùn)營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會(huì)出現(xiàn)收縮、徐變等問題，導(dǎo)致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復(fù)雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應(yīng)非線性以及鞍座滑移非線性等多種復(fù)雜的表現(xiàn)形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究

（一）誤差調(diào)整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結(jié)構(gòu)內(nèi)力或位移作為誤差調(diào)整法中的控制參數(shù)，由此建立合理的參數(shù)向量。根據(jù)非線性誤差值的實(shí)際狀況，假設(shè)一個(gè)合理的控制參數(shù)值，記錄實(shí)際測得的數(shù)值，此時(shí)產(chǎn)生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現(xiàn)形式是控制參數(shù)誤差減小，誤差減小后橋梁結(jié)構(gòu)不會(huì)因此出現(xiàn)變形或應(yīng)力集中等狀況，保證橋梁結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。綜合各項(xiàng)數(shù)由以上公式計(jì)算可以看出誤差與相應(yīng)變量以及橋梁施工實(shí)際狀況和施工經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系，根據(jù)不一樣的加權(quán)系數(shù)，綜合處多組符合橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調(diào)整

結(jié)合自錨式懸索橋施工的實(shí)際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據(jù)最小二乘法計(jì)算控制參數(shù)出現(xiàn)的誤差D，這個(gè)過程中調(diào)整后的索力值為x，調(diào)整后索力值控制參數(shù)調(diào)整值d=Ax。受線性結(jié)構(gòu)的影響，對使用過程中的吊索拉力調(diào)整值的誤差R=D-d，保證數(shù)據(jù)合理后，橋梁才能保持預(yù)想的狀態(tài)。

主纜的架設(shè)工作實(shí)在主梁整體施工結(jié)束之后開工，主纜架設(shè)后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點(diǎn)。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時(shí)候吊索的索力產(chǎn)生的誤差不需要調(diào)整。如果主梁處于脫模狀態(tài)，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復(fù)迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算方法如下：⑴根據(jù)線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，以當(dāng)前結(jié)構(gòu)為依據(jù)，計(jì)算出影響矩陣A；⑵結(jié)合上文中介紹的最小二乘法，計(jì)算出誤差值D的索力調(diào)整量x；⑶根據(jù)以上數(shù)據(jù)對索力進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合實(shí)際狀況計(jì)算出調(diào)整后的控制參E，計(jì)算過程必須以非線性產(chǎn)生的影響為依據(jù)；⑷將上步驟中計(jì)算出的控制參數(shù)與實(shí)際施工中的理論參數(shù)進(jìn)行對比，計(jì)算出實(shí)際參數(shù)和調(diào)整參數(shù)之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調(diào)整參數(shù)和理論參數(shù)在規(guī)定的誤差要求范圍之類，那么x即為標(biāo)準(zhǔn)索力調(diào)整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）步驟計(jì)算出誤差值。

通過以上計(jì)算步驟，得出準(zhǔn)確的非線性誤差值后，還需要根據(jù)橋梁施工的實(shí)際狀況對誤差值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據(jù)，計(jì)算出主梁自重產(chǎn)生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調(diào)整為依據(jù)，杜絕橋梁自重產(chǎn)生的線性偏差。第二步：結(jié)合橋梁施工的實(shí)際狀況，調(diào)整施工過程中產(chǎn)生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調(diào)整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調(diào)整過程也應(yīng)該堅(jiān)持反復(fù)調(diào)試的原則，以上兩個(gè)步驟必須緊密結(jié)合，堅(jiān)決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調(diào)整。

三 結(jié)束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進(jìn)行，這種方式通過體系轉(zhuǎn)換完成張拉吊索作業(yè)，主要表現(xiàn)形式是將加勁梁轉(zhuǎn)變?yōu)榈跛鲝椥灾?。在這個(gè)過程中不僅要保證優(yōu)質(zhì)的成橋狀態(tài)，達(dá)成各階段的施工目標(biāo)，還需要根據(jù)施工實(shí)際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調(diào)整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換施工控制[D].東北林業(yè)大學(xué)，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗(yàn)性能研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強(qiáng). 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint

摘要：近幾年，國內(nèi)外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調(diào)整方法進(jìn)行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現(xiàn)形式，自錨式懸索橋施工比較復(fù)雜，非線性誤差過大對橋梁質(zhì)量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究力度是施工單位的當(dāng)務(wù)之急。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從自錨式懸索橋的力學(xué)特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究作了簡要分析。

關(guān)鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調(diào)整研究

中圖分類號：U4445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學(xué)特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環(huán)境以及地質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統(tǒng)懸浮橋的優(yōu)勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現(xiàn)在施工和運(yùn)營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會(huì)出現(xiàn)收縮、徐變等問題，導(dǎo)致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復(fù)雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應(yīng)非線性以及鞍座滑移非線性等多種復(fù)雜的表現(xiàn)形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調(diào)整研究

（一）誤差調(diào)整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結(jié)構(gòu)內(nèi)力或位移作為誤差調(diào)整法中的控制參數(shù)，由此建立合理的參數(shù)向量。根據(jù)非線性誤差值的實(shí)際狀況，假設(shè)一個(gè)合理的控制參數(shù)值，記錄實(shí)際測得的數(shù)值，此時(shí)產(chǎn)生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現(xiàn)形式是控制參數(shù)誤差減小，誤差減小后橋梁結(jié)構(gòu)不會(huì)因此出現(xiàn)變形或應(yīng)力集中等狀況，保證橋梁結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。綜合各項(xiàng)數(shù)由以上公式計(jì)算可以看出誤差與相應(yīng)變量以及橋梁施工實(shí)際狀況和施工經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系，根據(jù)不一樣的加權(quán)系數(shù)，綜合處多組符合橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調(diào)整

結(jié)合自錨式懸索橋施工的實(shí)際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據(jù)最小二乘法計(jì)算控制參數(shù)出現(xiàn)的誤差D，這個(gè)過程中調(diào)整后的索力值為x，調(diào)整后索力值控制參數(shù)調(diào)整值d=Ax。受線性結(jié)構(gòu)的影響，對使用過程中的吊索拉力調(diào)整值的誤差R=D-d，保證數(shù)據(jù)合理后，橋梁才能保持預(yù)想的狀態(tài)。

主纜的架設(shè)工作實(shí)在主梁整體施工結(jié)束之后開工，主纜架設(shè)后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點(diǎn)。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時(shí)候吊索的索力產(chǎn)生的誤差不需要調(diào)整。如果主梁處于脫模狀態(tài)，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復(fù)迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算方法如下：⑴根據(jù)線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，以當(dāng)前結(jié)構(gòu)為依據(jù)，計(jì)算出影響矩陣A；⑵結(jié)合上文中介紹的最小二乘法，計(jì)算出誤差值D的索力調(diào)整量x；⑶根據(jù)以上數(shù)據(jù)對索力進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合實(shí)際狀況計(jì)算出調(diào)整后的控制參E，計(jì)算過程必須以非線性產(chǎn)生的影響為依據(jù)；⑷將上步驟中計(jì)算出的控制參數(shù)與實(shí)際施工中的理論參數(shù)進(jìn)行對比，計(jì)算出實(shí)際參數(shù)和調(diào)整參數(shù)之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調(diào)整參數(shù)和理論參數(shù)在規(guī)定的誤差要求范圍之類，那么x即為標(biāo)準(zhǔn)索力調(diào)整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）步驟計(jì)算出誤差值。

通過以上計(jì)算步驟，得出準(zhǔn)確的非線性誤差值后，還需要根據(jù)橋梁施工的實(shí)際狀況對誤差值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據(jù)，計(jì)算出主梁自重產(chǎn)生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調(diào)整為依據(jù)，杜絕橋梁自重產(chǎn)生的線性偏差。第二步：結(jié)合橋梁施工的實(shí)際狀況，調(diào)整施工過程中產(chǎn)生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調(diào)整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調(diào)整過程也應(yīng)該堅(jiān)持反復(fù)調(diào)試的原則，以上兩個(gè)步驟必須緊密結(jié)合，堅(jiān)決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調(diào)整。

三 結(jié)束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進(jìn)行，這種方式通過體系轉(zhuǎn)換完成張拉吊索作業(yè)，主要表現(xiàn)形式是將加勁梁轉(zhuǎn)變?yōu)榈跛鲝椥灾?。在這個(gè)過程中不僅要保證優(yōu)質(zhì)的成橋狀態(tài)，達(dá)成各階段的施工目標(biāo)，還需要根據(jù)施工實(shí)際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進(jìn)行調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調(diào)整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換施工控制[D].東北林業(yè)大學(xué)，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗(yàn)性能研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強(qiáng). 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint