高玉峰 楊永清 蒲黔輝 李曉斌

摘 要：橋梁施工過程監(jiān)測控制理論與技術研究應用，是橋梁工程質(zhì)量的基本保證，已成為橋梁工程領域研究的重要內(nèi)容。以近兩年公開發(fā)表的有關文獻成果為基礎，結(jié)合團隊開展的研究和工程應用實踐，對該領域的發(fā)展動態(tài)進行回顧。從大跨度纜索承重橋梁（包括大跨度斜拉橋、懸索橋）控制理論的發(fā)展過程，以及特殊結(jié)構專項控制技術方面（包括大型橋梁結(jié)構轉(zhuǎn)體過程控制、大型梁段縱向同步頂推過程控制、既有結(jié)構加固改造過程特殊力學問題分析與控制等）進行了總體研究進展綜述與評析，并對該領域進一步的研究熱點進行了展望。

關鍵詞：橋梁;施工控制;施工監(jiān)測;大跨度橋梁;特殊結(jié)構

中圖分類號：U446.2 ? 文獻標志碼：R ? 文章編號：2096-6717（2020）05-0098-08

收稿日期：2020-04-20

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFC0806000）

作者簡介：高玉峰（1980- ），男，博士，高級工程師，主要從事橋梁施工控制、檢測評估、橋梁信息化研究，E-mail：415154249@qq.com。

蒲黔輝（通信作者），男，博士，教授，博士生導師，E-mail： qhpu@vip.163.com。

Received：2020-04-20

Foundation items：National Key R & D Projects（2017YFC0806000）

Author brief：Gao Yufeng （1980- ）， PhD， senior engineering， main research interests： bridge construction control， detection and evaluation and bridge informatization， E-mail： 415154249@qq.com.

Pu Qianhui（corresponding author）， PhD， professor， doctorial supervisor， E-mail： qhpu@vip.163.com.

Abstract： Research and application of monitoring and control theory and technology in bridge construction process is the basic guarantee of bridge engineering quality， it has become an important content in the field of bridge engineering. Based on the published literature in recent two years， combined with the research and engineering practice carried out by the team， this paper briefly reviews the development of this field. Review and comment on the overall progress are carried out from the development process of control theory of long-span bridge （including cable-stayed bridge and suspension bridge） and special control technology of special structure， that including the construction process control of large bridge structure turning， the longitudinal synchronous jacking control of large beam section， and the control of special mechanical problems in the process of reinforcement of existing structures. Further research hotspots in this field are prospected.

Keywords：bridge; construction control; construction monitoring; long-span bridge; special structure

橋梁結(jié)構施工控制理論方法與技術是中國橋梁工程研究應用較早領域之一，理論研究趨于成熟并轉(zhuǎn)向創(chuàng)新技術應用，針對不同工程條件的應用研究持續(xù)開展。筆者以近兩年公開發(fā)表的有關核心期刊文獻成果以及近兩年學位論文研究熱點為基礎，結(jié)合團隊開展的研究和工程應用實踐，對該領域的發(fā)展動態(tài)進行簡要回顧和展望。

橋梁施工過程監(jiān)測控制理論與技術研究的應用，是橋梁工程尤其是特殊、大型橋梁工程質(zhì)量的基本保證，已經(jīng)成為橋梁工程領域研究的重要內(nèi)容。隨著新材料、智能感知及大數(shù)據(jù)應用等技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的工程控制理論和以模糊數(shù)學、灰色理論等為代表的技術方法應用不斷遇到新的挑戰(zhàn);在未來橋梁結(jié)構工程控制理論研究與工程應用中，基于工程環(huán)境、材料、作用和結(jié)構效應等多因素多維智能監(jiān)測和結(jié)構全壽命狀態(tài)參數(shù)空間控制的監(jiān)控理念正在興起。

自20世紀后半葉到21世紀初，橋梁工程控制理論技術，以大跨度斜拉橋、懸索橋為主要應用對象，逐步發(fā)展形成了以自適應控制理論和無應力狀態(tài)分析方法等為代表的較為完善的理論技術方法。從開、閉環(huán)控制方法，發(fā)展到自適應控制法，特別是21世紀以來以秦順全院士提出的無應力狀態(tài)控制理論為代表的狀態(tài)控制理論方法得到長足發(fā)展[1]。

隨著橋梁結(jié)構理論不斷發(fā)展完善、新型高強材料廣泛應用，以智慧橋梁為目標、以智能橋梁技術為依托的先進設計造橋理念和工藝技術方法得到快速發(fā)展;橋梁工程面臨結(jié)構體系大型復雜化、功能指標時空系統(tǒng)化趨勢，橋梁結(jié)構向復合體系結(jié)構和更大跨度發(fā)展，對橋梁建設提出了日益復雜、快速的工藝技術要求。這都對橋梁工程監(jiān)測控制理論技術的應用提出了超越傳統(tǒng)施工過程的更高要求。橋梁監(jiān)測控制技術正在朝著以特殊、大跨徑橋梁為核心，面向設計建造施工和長期運營維護全過程，以精準化、多維化和智能化等為標志的方向發(fā)展。重點在于：研究以幾何控制為核心的全過程自適應控制系統(tǒng)，針對特殊大跨度拱系結(jié)構橋梁、斜拉橋和懸索橋工藝過程顯著的多維非線性效應，發(fā)展基于全時空的數(shù)值計算方法和狀態(tài)參數(shù)預測方法;開發(fā)超高索塔結(jié)構、異形空間結(jié)構和超長拉索等結(jié)構狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測技術，結(jié)構環(huán)境風、浪、濕熱交換作用超大空間區(qū)域、跨時段監(jiān)測技術;開發(fā)適用于現(xiàn)代建造工藝技術的綜合結(jié)構材料、環(huán)境、工藝荷載和目標荷載作用效應，以橋梁成橋后使用階段狀態(tài)參數(shù)指標導向，采用物理力學分析模型和大數(shù)據(jù)預測分析模型相結(jié)合的預測控制方法。

橋梁結(jié)構監(jiān)控理念和技術方法正在從只注重施工過程的階段向更關注結(jié)構的全壽命周期過程轉(zhuǎn)變;從只關注主要受力構件的控制到多元化復雜構件的全方位控制;從只注重橋梁整體結(jié)構的受力安全性控制到更注重各個施工細節(jié)的方案優(yōu)化控制;從傳統(tǒng)的以現(xiàn)場人工測量測試為主的技術方法到自動化、智能化的數(shù)據(jù)管理理念轉(zhuǎn)變。

1 大跨度橋梁施工過程控制理論

1.1 大跨度斜拉橋

斜拉橋施工控制理論方法基本經(jīng)歷了開環(huán)控制、閉環(huán)控制到自適應控制方法的過程。開環(huán)控制只在施工前根據(jù)理想的成橋狀態(tài)求得每個施工階段主梁的位置和索力，在施工過程中不需要進行參數(shù)識別及模型修正，屬于確定性的控制方法。

隨著橋梁體系的復雜化，施工中存在的如參數(shù)誤差、施工誤差、測試誤差等各種因素可能會導致結(jié)構狀態(tài)與理想狀態(tài)存在偏差。且這些偏差會隨著施工的進行累積擴大，若不及時進行修正，將會影響整個施工過程的可靠性及安全性，使得成橋線形及內(nèi)力與理想狀態(tài)存在較大的偏差，甚至危及結(jié)構安全。因此，在實際施工過程中，可以通過某種特定的最優(yōu)原則，對出現(xiàn)的誤差及時進行修正和控制，使得結(jié)構處于一種最優(yōu)狀態(tài)。該方法實際上是一種閉環(huán)反饋控制過程，通常稱為閉環(huán)控制法。閉環(huán)控制法是在施工狀態(tài)與理想狀態(tài)之間出現(xiàn)誤差之后及時地進行糾正，而糾正的措施和控制量的大小由誤差經(jīng)反饋計算所決定，該方法并沒有分析產(chǎn)生誤差的原因，而是將各種誤差綜合在一起進行處理修正。

自適應控制是在閉環(huán)反饋控制的基礎上，再加上一個系統(tǒng)辨識過程，整個控制系統(tǒng)就成為自適應控制系統(tǒng)誤差識別過程。若將閉環(huán)控制看成是一種被動的控制方法，在該基礎上發(fā)展而來的自適應控制法則可看成是主動的為施工決策提供依據(jù)的方法。在施工中結(jié)構的實際狀態(tài)與理想狀況之間存在差異的根本原因是有限元模型中的計算參數(shù)如材料容重、彈模、截面幾何特性與理論值存在差異，因此，在施工過程中，尤其是對重復性較強的分段懸臂施工，通過關鍵參數(shù)的識別，對模型進行修正，經(jīng)過若干階段的計算與磨合后，適應結(jié)構實際力學狀況，從而降低模型誤差。該方法的最大特點是在閉環(huán)控制的基礎上，在施工中進行參數(shù)識別。

開環(huán)控制法、閉環(huán)控制法在中小跨徑橋梁的施工控制中應用效果較好，對于大跨度纜索承重體系橋梁，多采用自適應控制方法。但隨著橋梁跨度的不斷增大，特大跨度纜索承重體系橋梁的非線性效應愈加突顯，傳統(tǒng)的自適應控制理論中參數(shù)識別與模型修正方法已難以達到理想的效果，因此，需要研究更加合理可行的控制方法。

中鐵大橋設計院秦順全院士于2007年提出了無應力狀態(tài)控制理論[1]。無應力狀態(tài)控制法就是在一定的外荷載、結(jié)構體系、支承邊界條件、單元的無應力長度和無應力曲率組成的結(jié)構，其對應的結(jié)構內(nèi)力和位移是唯一的，與結(jié)構的形成過程無關。無應力長度控制法是確定分階段形成橋梁結(jié)構過程狀態(tài)與最終狀態(tài)關系的方法，即在橋梁安裝計算時可由最終狀態(tài)直接解算施工中間狀態(tài)。該方法首次建立了分階段施工橋梁的力學平衡方程，第一次從理論上闡明了橋梁構件單元的無應力狀態(tài)量是影響分階段施工橋梁內(nèi)力和線形的本質(zhì)因素。無應力狀態(tài)控制法認為，與一次成形結(jié)構相比，只要單元的無應力狀態(tài)量確定，分階段成形結(jié)構最終內(nèi)力、位移與結(jié)構形成過程無關。該方法將傳統(tǒng)的施工控制從安裝階段向制造加工階段拓展，為全過程控制奠定了基礎，通過無應力狀態(tài)將構件的制造及成橋連接起來，從而獲得高質(zhì)量的施工控制。西南交通大學李喬教授團隊早在2009年對超大跨斜拉橋的制造及施工控制進行深入研究，提出基于幾何控制的全過程自適應控制系統(tǒng)，為大跨度橋梁的施工控制開創(chuàng)了一種新的控制理念[2-3]。

近兩年（2018—2019年）發(fā)表的研究成果表明，對大跨斜拉橋施工控制方面的研究成果較為有限，研究對象除傳統(tǒng)斜拉橋橋式外，多集中在多塔斜拉橋、鋼桁梁斜拉橋等。謝明志等[4]以鄂東大橋為背景，根據(jù)千米級混合梁斜拉橋施工控制特點及面臨的問題和挑戰(zhàn)，基于幾何控制理論構建了雙目標監(jiān)控體系，并根據(jù)雙目標控制系統(tǒng)關鍵問題，重點針對初始無應力狀態(tài)量的確定、關鍵構件計算分析、制造澆筑及安裝控制、施工期安全穩(wěn)定等問題進行深入研究，得到了其計算分析及安裝控制方法。劉榕等[5]基于結(jié)構參數(shù)敏感性分析的攝動原理，通過選擇合適的攝動值計算各參數(shù)對結(jié)構力學性能的敏感系數(shù)，以溫州甌江特大橋為工程背景研究了多塔矮塔斜拉橋參數(shù)變化對結(jié)構內(nèi)力、變形和自振特性的影響大小。余毅等[6]以貴州平塘特大橋為背景針對三塔雙索面疊合梁斜拉橋索塔高、局部結(jié)構復雜的特點從鋼混凝土結(jié)合界面滑移的影響，結(jié)構非線性影響和混凝土結(jié)構配筋影響等幾個方面進行了其施工控制過程模型修正研究。郭愛平等[7]以忠建河特大橋為背景，對主跨為400 m的雙塔雙索面鋼桁梁斜拉橋懸臂對稱拼裝施工過程采用MIDAS/Civil軟件建立了全橋空間有限元模型，利用無應力狀態(tài)控制法對該橋橋塔、鋼桁梁和斜拉索等進行施工監(jiān)控。

筆者認為，隨著斜拉橋跨度及結(jié)構體系的發(fā)展，斜拉橋全過程幾何控制理論、控制方法和監(jiān)控手段等也需要有進一步深入研究。在跨度方面，世界范圍內(nèi)多座超大跨度斜拉橋相繼開工或規(guī)劃，大跨度引起的非線性效應需要更先進的計算手段，超長超高索力斜拉索的索力測試需要先進的方法，風、溫度、波浪等環(huán)境的影響效應更為明顯。在結(jié)構體系方面，鋼混組合索塔的監(jiān)控、超高性能材料組合截面主梁的制造和安裝控制等，與傳統(tǒng)的斜拉橋監(jiān)控顯著不同。此外，隨著橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的進一步普及，斜拉橋施工監(jiān)控系統(tǒng)與運營監(jiān)測系統(tǒng)的銜接與融合也需要進一步研究[8-10]。

1.2 大跨度懸索橋

不同于其他橋型，鑒于大跨度懸索橋主纜受力表現(xiàn)出強烈的幾何非線性特點，針對懸索橋的施工過程控制具有其自身的獨特性。最早在20世紀末，不少學者針對懸索橋的控制計算開展了一些研究工作。

早在1994年交通部公路科學研究院結(jié)合廣東虎門大橋的施工監(jiān)控，提出了將主纜下料長度、初始安裝位置、吊桿無應力長度及主梁初始安裝位置作為施工監(jiān)控的重點內(nèi)容，并開發(fā)了懸索橋施工控制軟件SBCC，通過有限元理論的倒拆和正裝的循環(huán)，由成橋狀態(tài)得到空纜或吊裝狀態(tài)。同一時期，同濟大學、長沙理工大學、長安大學等一些學者均通過研究開發(fā)了專用的懸索橋監(jiān)控計算程序。這些程序?qū)宜鳂蚶硐霠顟B(tài)劃分為成橋態(tài)、空纜狀態(tài)和加勁梁安裝等階段，通過成橋態(tài)倒退分析（或解析方法）得到懸索部分的初態(tài)，再利用初始態(tài)形成前進分析的有限元模型進行結(jié)構分析。

沈銳利教授團隊最早于1996年提出了主纜的解析迭代算法[11]，該方法認為主纜的線形和內(nèi)力只與其上的荷載大小及分布有關，與荷載作用順序無關。該方法能通過力的平衡和變形相容條件，考慮主纜的幾何非線形。之后該團隊在此基礎上相繼考慮了索鞍的位置計算，絲股架設線形的精確計算，主纜的分段懸鏈線理論，絲股錨跨力的計算，這些理論都給出了解析解，收斂快，精度高。同時，開發(fā)了解析法施工控制軟件BNLAS，該軟件可以通過成橋狀態(tài)迭代出空纜位置即索股下料長度、索鞍預偏量等，也能模擬施工過程[12]。

其他高校和研究機構也相繼開發(fā)了自己的懸索橋?qū)Ｓ糜嬎愠绦?，懸索橋的結(jié)構分析計算也越來越精確。但是仍然有一些公認的難題，比如索夾的模擬、鞍座主纜切點變化、鞍座頂推的模擬、錨跨索股力的均勻性、加勁梁的剛度分配等等。

最近幾年，針對懸索橋向著更加復雜體系發(fā)展的需要，中鐵大橋設計院科研人員開發(fā)了最新的懸索橋施工分析與計算軟件SNAS。該軟件具有卓越的處理極限非線性問題的能力，實現(xiàn)了在無應力狀態(tài)量不變的情況下多個施工步與一次成橋結(jié)果的閉合，實現(xiàn)了空間梁單元的收縮徐變與幾何非線性的耦合計算。該程序可精確求解空間懸鏈線索單元多向荷載效應，可實現(xiàn)空間纜懸索橋的找形計算。該程序已應用于諸如武漢鸚鵡洲長江大橋、武漢楊泗港長江大橋、五峰山長江大橋等若干座大型新型結(jié)構懸索橋的設計分析與現(xiàn)場控制。據(jù)悉，該成果已被鑒定為國際領先水平。

從2019年發(fā)表的研究成果來看，針對大跨度懸索橋監(jiān)控工作開展的較深入研究成果主要包括空間索面懸索橋纜形計算、基準索股線形精確調(diào)整、及老舊懸索橋拆除工程施工控制等問題。邢德華等[13]針對空間索面懸索橋的主纜線形計算問題，基于傳統(tǒng)的平行索面懸索橋計算理論，為空間索面懸索橋主纜線形提出新的解析算法，并編制了相應的MATLAB程序，并在實際工程實施中進行了驗證。為實現(xiàn)懸索橋基準索股現(xiàn)場的快速定位與調(diào)整，梁志磊等[14]通過理論推導編制了考慮索鞍切點變化的索股線形計算程序，建立了基于懸鏈線理論的索股跨中標高影響公式和調(diào)索公式，并以某懸索橋為工程背景，進行參數(shù)分析，得到索股跨中標高隨索股跨度、溫度、兩端高差變化的影響公式。慕玉坤等[15]以某懸索橋拆除工程為背景，綜合考慮結(jié)構與施工作業(yè)安全、施工工期與工程造價等影響因素，提出拆除設計控制要素。通過合理構思和有限元仿真分析，研究確定合理可行的拆除方案，并提出拆除施工控制要點。

2 專項控制技術

以上提到的內(nèi)容是針對大跨度纜索稱重體系橋梁（斜拉橋、懸索橋）施工過程控制的理論發(fā)展現(xiàn)狀概要。除此之外，近幾年大規(guī)模的工程建設對橋梁結(jié)構現(xiàn)場控制技術也提出了各方面新的需求與挑戰(zhàn)，筆者結(jié)合實際開展工作情況，列舉部分專項控制工作進展供同行參考。如大型橋梁結(jié)構轉(zhuǎn)體施工過程實時姿態(tài)控制技術、大型梁段縱向同步頂推（或豎向同步頂升）施工過程實時姿態(tài)專項控制技術、既有結(jié)構加固改造過程特殊力學問題分析與控制等。這些工程應用需求顯然與上述纜索承重體系橋梁過程控制相比具有不同的特點，其更多的是體現(xiàn)出專項的技術應用問題。

2.1 橋梁結(jié)構轉(zhuǎn)體施工過程控制

目前，中國公路橋梁數(shù)量已超過80萬座，全國鐵路運營里程已突破13萬km，后續(xù)將要建成的跨線橋梁工程必將越來越多地遇到跨越既有運營線路的情況。對于跨線橋的施工多采用轉(zhuǎn)體施工法，轉(zhuǎn)體施工技術既能保證順利如期完成工程建設，又能保證既有線路的正常運營，減少對既有路線的干擾，從而產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著跨越既有線路工程的結(jié)構越來越多樣復雜，近幾年高速鐵路通車里程越來越多，這對轉(zhuǎn)體施工過程的安全性、精準性、實時性都提出了很高的要求。

目前，針對傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動球鉸類型和常規(guī)轉(zhuǎn)動系統(tǒng)設計的轉(zhuǎn)體橋梁，有關其計算理論、監(jiān)測手段及工程實踐已開展了不少的研究和總結(jié)[16-17]。但對于極不平衡轉(zhuǎn)體、大跨度柔性結(jié)構轉(zhuǎn)體、高墩極小半徑轉(zhuǎn)體的監(jiān)測技術和有關方法研究尚處于探索階段，對于轉(zhuǎn)體過程實時動態(tài)可視化監(jiān)測預警系統(tǒng)的開發(fā)也在嘗試，但實際應用效果還不夠理想。將來的技術開發(fā)熱點在于結(jié)合市場上新型轉(zhuǎn)動球鉸研發(fā)，研究與其受力特點相匹配的橋體力學控制思路和方法;針對部分特殊結(jié)構形式的轉(zhuǎn)體，考慮轉(zhuǎn)體過程中橋梁結(jié)構的動力特性，進一步豐富監(jiān)控理論和技術。

胡義新等[18]以鄭萬鐵路跨京廣客專T構轉(zhuǎn)體橋為依托，研究了T構轉(zhuǎn)體橋精細化施工控制技術，通過利用全過程控制理念，明確了轉(zhuǎn)體施工總體控制流程;采用精細化控制方法，分析了轉(zhuǎn)體施工的受力、結(jié)構響應以及不平衡重的識別;運用信息化控制手段，促成了轉(zhuǎn)體橋梁質(zhì)量安全評估方法及相關體系，保障了鄭萬鐵路T構轉(zhuǎn)體的安全實施。唐學慶等[19]針對主跨200 m的梁拱組合體系盤錦內(nèi)湖大橋，介紹了主拱豎向轉(zhuǎn)體施工的總體布置、控制過程以及豎轉(zhuǎn)系統(tǒng)、臨時系桿的設計，為同類橋梁施工控制提供參考。從2019年中國研究生學位論文方面來看，針對轉(zhuǎn)體橋梁的控制分析仍然是選題的熱點，除常規(guī)的T構轉(zhuǎn)體橋外，多涉及異形橋跨結(jié)構轉(zhuǎn)體（如小半徑、多支點、高墩結(jié)構等）。

近年來，筆者團隊主持完成了大型橋梁轉(zhuǎn)體過程控制工作10余項，如山西太原臥虎山快速路跨石太客專和石太鐵路2×100 m立交橋鋼箱梁轉(zhuǎn)體施工控制、鄭州大河路快速化工程大河路跨鐵路預應力混凝土梁轉(zhuǎn)體施工過程監(jiān)控等。臥虎山快速路立交橋上部結(jié)構鋼箱梁采用單箱五室截面，扁平彎斜，幾何參數(shù)影響因素多，轉(zhuǎn)體總噸達8 750 t、長度達200 m，為當時中國之最。通過該橋控制實踐，提出了改進既有的不平衡力試驗方法，顯著減少了對千斤頂噸位的需求，提高了現(xiàn)場對結(jié)構幾何、力學參數(shù)控制可靠性和工藝效率。河南省鄭州市大河路跨鐵路轉(zhuǎn)體橋梁過程控制，整幅85 m+147 m+85 m預應力混凝土梁轉(zhuǎn)體懸臂長度達71.75 m、單T轉(zhuǎn)體噸位3.16萬t，結(jié)構轉(zhuǎn)體總噸位達6.32萬t，為迄今同類型T型剛構雙側(cè)轉(zhuǎn)體噸位最大。運用首次開發(fā)的實時數(shù)字化可視監(jiān)控技術，監(jiān)控系統(tǒng)可以實時掌握轉(zhuǎn)體過程中關鍵受力及姿態(tài)參數(shù)（墩底應變、梁端位移、空間位置、轉(zhuǎn)動速度、環(huán)境風速、牽引力等），大大提高轉(zhuǎn)體施工過程的安全性、可靠性，雙T構合龍誤差控制在1 cm以內(nèi)，保障轉(zhuǎn)體精確就位。

2.2 橋梁頂推施工過程控制

當橋位部分區(qū)域因通航或地理環(huán)境復雜等情況不能采用落地支架法施工時，除通常采用的懸臂施工法、轉(zhuǎn)體施工法外，主梁頂推施工的方法也具有其獨特的優(yōu)勢。主梁頂推施工法是在沿橋梁縱向的臺后設立一個預制場地，分段預制梁體，將預制好的節(jié)段與已經(jīng)施工完成的梁體連接成一個共同的整體，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預制場地，接著繼續(xù)預制下一節(jié)段梁體并最終將梁體頂推到設計位置。與其它施工方式相比，頂推施工具有以下優(yōu)勢：1）鋼結(jié)構焊接質(zhì)量相比吊裝施工的現(xiàn)場焊接更有保證;2）錨固處理的施工條件也相對比較好;3）頂推過程中主梁的受力比較明確，橋體標高較容易控制。隨著鋼材的廣泛應用，鋼箱梁頂推施工法也將有著廣闊的應用空間。

隨著設計理論和施工水平的快速發(fā)展，目前頂推施工法不再限于傳統(tǒng)的連續(xù)梁體結(jié)構，已擴展到斜拉橋、拱橋等各種不同橋型結(jié)構;不僅用于單一的線性結(jié)構，還可以擴展到空間曲線構型等復雜結(jié)構;不僅適用于簡單的截面形式，還可以是板桁組合截面、鋼槽型截面、鋼混結(jié)合梁等復雜形式。此外，頂推法施工的頂推距離、頂推成本、頂推精度等方面也一直在進行優(yōu)化提高，不斷完善。隨著計算機仿真模擬技術、結(jié)構有限元分析理論以及電氣控制等相關技術的應用也使得頂推施工技術擁有了新的活力，能夠更好地服務于橋梁頂推施工過程的安全與質(zhì)量控制。

但隨著被頂推梁體結(jié)構規(guī)模的擴大，對多點頂推的同步性提出很高的要求。各點頂推不同步會帶來一系列問題，比如臨時墩承受的水平荷載過大的問題，頂推過程中梁體橫向偏移問題，縱向不到位問題等。這些誤差若得不到及時的識別與調(diào)整，將不斷積累最終會影響到梁體的成橋線形和結(jié)構體系的受力安全。如何及時精準地識別各頂推點的非同步性，以及如何實時高效地對梁體進行位置糾偏，還需在理論研究和現(xiàn)場實踐中進一步探索。

賀文波[20]針對跨高鐵800 m半徑PC連續(xù)箱梁頂推施工開展了相關研究，倪傳志等[21]依托跨漢洪高速公路高架橋提出了大跨度連續(xù)鋼箱梁橋頂推施工全過程控制方法，從前期準備階段、制造階段、安裝階段對施工控制方法及控制結(jié)果進行了闡述，重點分析了主梁制造線形、安裝線形控制及計算方法。此外，還有部分研究人員[22-24]針對橋梁整體同步頂升施工過程開展了精細化監(jiān)測與控制工作。

目前，正在施工的金堂韓灘雙島大橋主橋布置為215 m+430 m+215 m，主梁為全斷面桁架式橫隔板及帶斜撐的大懸臂鋼箱梁，總重量為17 000 t。主梁采用頂推施工，頂推跨徑達50 m，單向頂推長度達430 m，單向最大頂推重量達到8 500 t。該橋運用“智能多點同步頂推技術”實現(xiàn)18臺步履式千斤頂?shù)膶崟r同步性監(jiān)測控制。依據(jù)理論模擬、結(jié)合扁平鋼箱梁空間結(jié)構，建立以主梁為核心、包括支持體系結(jié)構的結(jié)構受力、變形位移與幾何狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)，并實現(xiàn)動態(tài)糾偏與自動預警;同時配合工藝過程通過BIM項目系統(tǒng)對施工過程進行實時動態(tài)校核反演。

2.3 既有結(jié)構改造過程特殊力學問題分析與控制

隨著中國經(jīng)濟社會與基礎設施建設快速發(fā)展，公路網(wǎng)也日益完善，一些早期建設的橋梁技術狀況已不能滿足行車安全和日益增長的交通量的需要。但由于資金和材料的限制，不可能大量地拆除重建，只能對既有結(jié)構提出加固改造措施從而提高其技術狀況。在對既有老舊橋梁結(jié)構進行加固維修改造設計與施工過程中會遇到很多與新建工程完全不同的特殊受力分析問題，以及現(xiàn)場施工過程安全性控制問題。有時會涉及到對既有結(jié)構的局部拆除與改造，這不僅在施工過程中會不可避免地產(chǎn)生對主體結(jié)構的損傷，而且一旦某些施工順序（特別是加卸載順序）處理不當，可能會產(chǎn)生災難性的后果。因此，近年來大量工程結(jié)構改造施工過程中的結(jié)構安全性控制問題越來越突出。針對各種不同類型和特點的加固改造措施，有針對性地研究其受力特點，制定相應的安全控制方案將成為該類型工程安全控制技術的核心。

近年來，已開展多座橋梁加固改造過程特殊問題分析與控制，涵蓋了多跨連續(xù)拱橋拱上結(jié)構換填處治、系桿拱橋的既有系桿更換、鋼管拱橋的既有吊桿更換、斜拉橋換索工程、中承式拱橋橋面系整體更新改造、城市既有立交橋整體抬升利用等[25-29]。

2.4 其他

因橋梁施工方法的多樣復雜性，橋梁施工過程控制理論與技術工作也同樣呈現(xiàn)出各自不同的特點。除本文提到的部分熱點問題外，還有很多研究者開展的有意義的工作未能一一列出。近年來一些非常規(guī)的橋跨結(jié)構（異形結(jié)構）特殊施工力學問題越來越被關注，例如，空間異形鋼塔斜拉橋[30]、曲線形獨塔無背索斜拉橋[31]、大跨度曲弦鋼桁加勁連續(xù)梁[32]、鋼管混凝土異型系桿拱橋等[33]。有越來越多的研究者嘗試將建筑信息模型技術應用于橋梁施工監(jiān)控過程。

3 熱點與展望

目前，關于橋梁施工過程控制理論研究方面已有一定基礎，最新文獻研究表明，大多集中于各種專題性技術應用研究[34-35]。結(jié)合當前橋梁技術發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者認為下一階段施工過程控制研究的主要發(fā)展方向包括以下幾個方面：

1）全過程自適應控制理論、無應力狀體法理論在超大跨度纜索承重體系橋梁中的適應性研究。

2）大跨復雜空間纜索結(jié)構的理論控制與工程實踐。

3）多構件、多元化、全過程控制體系的建立。

4）超大噸位、新型轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、特殊結(jié)構形式轉(zhuǎn)體監(jiān)控技術研究;免稱重試驗轉(zhuǎn)體橋平衡控制技術研究。

5）橋梁結(jié)構專項施工過程（如頂推、轉(zhuǎn)體）瞬時姿態(tài)實時自動化監(jiān)測技術。

6）橋梁監(jiān)測控制體系中數(shù)據(jù)自動化管理與預警系統(tǒng)技術研發(fā)。

7）橋梁施工過程監(jiān)控與運營期安全監(jiān)測一體化技術體系研究。參考文獻：

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（編輯 胡玲）