中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
橋梁施工監(jiān)控的內(nèi)容主要包括成橋理想狀態(tài)確定，理想施工狀態(tài)確定和施工適時(shí)控制分析。
成橋理想狀態(tài)是指在恒載作用下，結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)線形和理想受力狀態(tài)； 施工理想狀態(tài)以成橋理想狀態(tài)為初始條件，按實(shí)際施工相逆的步驟，逐步拆去每一個(gè)施工項(xiàng)對結(jié)構(gòu)的影響，從而確定結(jié)構(gòu)在施工各階段的狀態(tài)參數(shù)（軸線高程和應(yīng)力），一般由倒退分析法確定；施工適時(shí)控制是在施工時(shí)，根據(jù)施工理想狀態(tài)，按一定的準(zhǔn)則調(diào)整，通過對影響結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力主要設(shè)計(jì)參數(shù)的識(shí)別進(jìn)行修正，使結(jié)構(gòu)性能、內(nèi)力達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。
在建立了正確的模型和性能指標(biāo)之后，就要依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、施工工況、施工荷載、二期恒載、活載等，輸入前進(jìn)分析系統(tǒng)中，從前進(jìn)分析系統(tǒng)中可獲得結(jié)構(gòu)按施工階段進(jìn)行的每階段的內(nèi)力和撓度及最終成橋狀態(tài)的內(nèi)力和撓度。接著，假設(shè)成橋時(shí)為理想狀態(tài)，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，利用前進(jìn)分析所得的數(shù)據(jù)，可獲得使橋梁結(jié)構(gòu)最終為理想狀態(tài)的各階段的預(yù)拋高值，得出各施工階段的立模標(biāo)高以及砼澆筑前、砼澆筑后、鋼筋張拉前、鋼筋張拉后的預(yù)計(jì)標(biāo)高。然后通過卡爾曼濾波器，預(yù)告出各階段的實(shí)際狀態(tài)值，再由最后的最優(yōu)控制，結(jié)合實(shí)際觀測值，得出最優(yōu)調(diào)整方案，最終完成整個(gè)控制過程。 以上這三大系統(tǒng)均由計(jì)算機(jī)完成。
簡單介紹橋梁監(jiān)控中用到的前進(jìn)分析、倒退分析和誤差分析。
（1） 前進(jìn)分析
前進(jìn)分析的目的在于確定成橋結(jié)構(gòu)及各施工階段的受力狀態(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、荷載形式在不斷改變，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)將是本次施工階段結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。前進(jìn)分析的計(jì)算可按有限元方法進(jìn)行，目前，此類計(jì)算已有軟件提供。
（2） 倒退分析
前進(jìn)分析系統(tǒng)可以嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的施工步驟進(jìn)行各階段內(nèi)力分析，但由于分析中荷載的不斷變化以及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的相互影響，使最終結(jié)構(gòu)軸線不可能達(dá)到設(shè)計(jì)軸線。因此，采用倒退分析在施工過程中設(shè)置預(yù)拱度，使在成橋狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)線形滿足設(shè)計(jì)要求。
倒退分析的基本思想是，假定 時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布滿足前進(jìn)分析 時(shí)刻的結(jié)果，線形滿足設(shè)計(jì)軸線。在此初始狀態(tài)下，按照前進(jìn)分析的逆過程，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒拆，分析每次卸除一個(gè)施工段對剩余結(jié)構(gòu)的影響。在一個(gè)階段內(nèi)分析得到的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力便是理想施工狀態(tài)。
(3) 誤差分析
倒退分析得到的理想狀態(tài)是我們期望在施工中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而實(shí)際施工中結(jié)構(gòu)狀態(tài)總是由于設(shè)計(jì)參數(shù)、施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)分析模型誤差等因素偏離目標(biāo)。為了能及時(shí)有效地將實(shí)測數(shù)據(jù)（體系本身的變化、撓度、應(yīng)力、現(xiàn)場氣溫等）、調(diào)整參數(shù)信息、誤差信息反饋到實(shí)際施工控制中，指導(dǎo)現(xiàn)場施工作業(yè)，可編制基于現(xiàn)代控制論中的隨機(jī)最優(yōu)控制理論和有限元法的的計(jì)算程序，建立現(xiàn)場計(jì)算機(jī)工作站（EWS），將實(shí)測結(jié)構(gòu)控制參數(shù)輸入，得出有效調(diào)整量，獲得最優(yōu)調(diào)整方案，同時(shí)預(yù)告下階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
