基于卡爾曼濾波法的波形鋼腹板連續剛構橋線形控制*

曾章波,董明名,裴志勇,王韶松

(1中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司,浙江 杭州 311122;2昆明理工大學,云南 昆明 650500)

0 引言

橋梁施工監控實踐經驗表明,橋梁的施工工藝、材料特性、預應力體系等因素,都對成橋線形有直接影響[1],從而導致橋梁在各施工階段的實際線形與其理想狀態線形存在偏差。絕大多數混凝土結構橋梁的施工均采用事前控制,一旦混凝土澆筑完成后,很難再對誤差進行修正,所以是否能夠準確預測待澆筑施工階段的立模標高就顯得尤為重要。

波形鋼腹板連續剛構橋是用波形鋼腹板取代了鋼筋混凝土箱梁腹板[2],使箱梁自重減少30%左右。對于大跨度橋梁,使用波形鋼腹板,可以實現橋梁結構輕量化。但在波形鋼腹板連續剛構橋的施工過程中,施工工藝、波形鋼腹板的定位等因素會對成橋線形有一定的影響。

有研究表明,將卡爾曼濾波算法與推導的公式相結合,構建垂直度偏差預控狀態方程,使垂直度控制精度提高了4.5倍,有效解決超高墩垂直度偏差預控缺乏理論基礎的問題[3]。還有研究表明,應用卡爾曼濾波算法可解決在大跨度連續梁橋結構施工中內力和撓度與設計不一致的問題,能進行有效控制[4]。本文將在某大跨度波形鋼腹板連續剛構橋的施工監控中引入卡爾曼濾波算法,根據已施工部分作為基礎,進行誤差分析、參數識別,對未施工部分的立模標高進行控制,使連續剛構橋的線形更接近設計線形。……