索杆结构在大跨度桥梁工程中应用广泛，而索杆内力识别尚无成熟的计算方法，带来了索杆内力识别结果误差较大的问题，影响着索杆结构的安全评估。为了系统研究索杆结构内力识别方法，使得索杆内力识别结果误差满足工程需要，主要从以下几方面内容进行研究：根据既有桥梁结构中索、杆的构造特点，基于能量变分法的基本原理，构造出能够考虑各种边界条件和抗弯刚度影响的高精度索、杆结构单元；结合频率法测试吊索、杆结构内力的基本原理，提出对带减振架的吊索及具有多支承点的索杆的边界条件和抗弯刚度等构造参数进行精细识别的基本方法；探讨对其内力进行精细分析的基本理论，揭示环境对索和杆等结构内力分布和变化的影响规律；以珠江黄埔大桥、丫髻沙大桥、三山西大桥为工程背景，系统地研究并给出大跨度拱桥吊杆及系杆与悬索桥主缆及吊索等结构参数识别与内力计算的总体思路、计算流程和计算方法，最后编制相应的计算程序。从索杆结构内力识别室内试验可知：内力识别结果与千斤顶测试值比较吻合，最大偏离值不超过5.5%；珠江黄埔大桥的吊索内力识别结果与设计索力的偏差在5%以内，极少数在5%~10%之间；提出的截面法对珠江黄埔大桥的主缆内力进行分析，其分析结果与设计值接近；丫髻沙大桥、三山西大桥的吊杆内力识别结果与油压表法测试结果偏差在5%以内；三山西大桥的系杆内力识别结果与应力释放法测试结果偏差为4.68%。索杆结构在大跨度桥梁工程中应用广泛，而索杆内力识别尚无成熟的计算方法，带来了索杆内力识别结果误差较大的问题，影响着索杆结构的安全评估。 2100433B

根据既有桥梁结构中索、杆的构造特点，基于能量变分法的基本原理，构造出能够考虑各种边界条件和抗弯刚度影响的高精度索、杆结构单元，并结合频率法测试吊索、杆结构内力的基本原理，提出对带减振架的吊索及具有多支承点的索杆的边界条件和抗弯刚度等构造参数进行精细识别的基本方法，探讨对其内力进行精细分析的基本理论，揭示环境对索和杆等结构内力分布和变化的影响规律，进而系统地研究并给出大跨度拱桥吊杆与系杆、斜拉桥斜拉索及悬索桥主缆、吊索等结构参数识别与内力计算的总体思路、计算流程和计算方法，最后编制相应的计算程序，不仅能够获得这些大跨度桥梁的索杆结构系统内力的动态变化趋势，为总体上评价这些索杆结构系统的技术状况提供依据，同时也能在一定程度上发现其索杆的锚固系统、防护系统是否完好，索是否发生锈蚀等，为索杆结构系统科学合理营运管养提供理论依据。

大跨度桥梁在交通运输行业中起着至关重要的作用。由于容易受到自然环境及人为因素的影响，大跨度桥梁存在成桥后结构与施工设计不相符的可能，进而导致桥梁局部变形增大。施工控制是对整个施工过程展开监控，及时分析处理采集的数据，为接下来的施工操作提供可靠数据支持的一种措施，可确保大跨度桥梁的构件内力及线形与工程设计相符，促进工程施工精度与质量的提高。因此，做好大跨度桥梁的施工控制具有重要的现实意义。 如图1所示。

大跨度桥梁的施工控制内容

（1）变形控制

大跨度桥梁的一项重要施工控制内容是结构的尺寸。在施工过程中，由于受到施工温度、混凝土收缩、施工荷载等因素的影响，桥梁不可避免会发生结构变形，使得桥梁主体位置与实际位置出现偏差，情况严重时还会给合龙施工带来困难，导致成桥后的线形出现明显的起伏，对大跨度桥梁整体美观产生影响。因此，为有效减小结构与设计尺寸之间的偏差，要严格按照规范的要求进行施工操作，将误差控制在允许的范围内。我国对悬臂浇筑预应力混凝土梁式桥的结构尺寸允许偏差规定如表1所示。

（2）应力控制

在桥梁施工的整个过程中，工程人员需要实时监测关键断面的应力情况，通过对比测量数据与计算结果，对大跨度桥梁的实际内力与施工设计之间的误差有一个明确的了解。此外，在开展大跨度预应力混凝土桥梁施工时，应当密切关注桥梁结构内力受到临时大型机械的影响。为确保仪器精度与工程设计要求相符，还需严格检验张拉锚具的有效性。

（3）稳定性控制

施工过程中结构安全性与桥梁结构稳定性之间有紧密的联系，一旦出现局部失稳的情况，就极有可能导致桥梁坍塌事故的发生。因此，在实际施工过程中，还需对大跨度桥梁的整体及局部稳定性进行严格控制。计算应力变形情况以及稳定性安全系数，从而为桥梁施工质量控制提供科学的衡量标准。

大跨度桥梁的施工控制的方法

作为施工控制的核心问题，施工控制方法要解决的问题是如何将结构实际状态与目标状态之间的偏差降至最低[2]。大跨度桥梁的施工控制方法主要有以下两种。

（1）预测控制法该方法主要是采取科学合理的手段来预测各施工阶段的状态，考虑可能出现的各种因素，以确保能够按照设计要求顺利进行各项施工操作。但是，由于预测控制法难以完全准确预测出下一施工阶段的梁体结构，导致预测的状态与实际情况存在一定的偏差，因而只能在下一个阶段预测上一阶段误差的影响，循环往复，才能确保施工的顺利完成。此种施工控制方法具备良好的稳定性与控制性，能适应复杂的施工环境，因而在连续刚构桥、连续梁桥等大跨度桥型中得到非常广泛的应用。

（2）自适应施工控制法

由于混凝土等施工材料的张拉预应力、非线形等因素与实际施工情况存在一定的差异，因而使得已浇筑梁段的位移、内力存在偏差。自适应施工控制法便是在无法改变位移与内力的条件下，在下一阶段结构分析中输入这些影响结构内力的误差参数，通过不断循环计算，使结果逐步接近实际测量值，从而得出精确度更高的计算模型，指导桥梁施工达到理想目标状态。自适应施工控制原理如图7所示。2100433B

针对缆索承重桥梁发展中缆索损伤识别及其可靠性评估研究不足的问题，采用理论分析、数值计算、试验研究和实际工程应用相结合的研究方法，利用先进的无线传感技术建立桥梁状态监测系统，实现数据自动化采集、远距离传输和智能化处理，逐步建立可用于缆索损伤识别及桥梁结构可靠度分析所需参数的数据库；提出基于kriging模型的缆索损伤识别方法，准确识别缆索损伤位置及损伤程度；提出新颖的改进响应面法计算评估损伤缆索的可靠度，通过敏感性分析以掌握参数对缆索损伤的影响；最后基于随机有限元法建立缆索损伤后全桥体系可靠度研究方法，评估缆索损伤后对桥梁承载力的影响及全桥的安全可靠性，提出切实可行的维修加固方案，确保桥梁继续安全运营。项目成果可为缆索承重桥梁及时调整或更换受损缆索提供依据，为桥梁可靠性评估提供依据，具有重要的理论意义和工程应用价值，且对于实现缆索寿命最大化、保证交通安全，也具有很高的经济效益和社会效益。

近十多年来，随着国民经济及交通事业发展，国内外桥梁结构发展很快，跨江跨海工程日益增多，桥梁建设向“更长、更高、更轻”的趋势发展，跨度日益增大，体形越来越复杂，新材料的应用日益增多，结构体系越来越新颖，施工技术越来越先进。桥梁结构的这种大发展，对桥梁结构理论的发展有很大促进。目前，桥梁结构理论及分析方法发展趋势是：从简单结构向大型复杂结构、新型结构及新材料结构发展；从线性向非线性发展；从静力向动力发展；从确定性向不确定性发展；从简化分析向精细化分析发展；发展智能结构理论，发展结构性能设计理论，在桥梁结构分析与设计理论方面正在孕育着新的突破。桥梁结构遇到的挑战首先是实现基于性能的结构设计，以提高工程结构使用性能及抗灾性能。要实现基于性能的结构设计，必须精确掌握结构性能，必须精确分析结构性能。为此，必须有考虑到结构非线性、结构不确定性、荷载不确定性及结构损伤等复杂因素的精细化分析方法，这是结构性能设计理论的客观要求。目前对于结构性能及其可靠度尚无精细化分析方法，因此发展结构性能的精细化分析方法及结构性能的控制方法是创立结构性能设计理论的关键问题。由此可知，结构非线性、结构不确定性、结构损伤力学是发展结构性能精细化分析方法的重要基础。因此，致力于创立结构非线性、结构不确定性及结构损伤分析的新理论、新方法是当务之急，也是长远之计。