本文關鍵詞：斜拉拱式協(xié)作體系橋梁合理成橋索力與施工控制研究

  更多相關文章： 斜拉拱式協(xié)作體系橋 靜力分析 合理成橋索力 參數(shù)敏感性 施工控制

【摘要】：近年來,隨著社會的進步、國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及人們對橋梁跨徑和美學的追求,越來越多構造獨特、新穎的橋梁作品應運而生。斜拉拱式協(xié)作體系橋梁為本世紀初誕生的一種新型協(xié)作體系橋梁,目前國內外關于該類橋梁的相關研究較少,而該橋型又有其獨特的優(yōu)勢,因此有必要對其結構特點、合理成橋索力和施工控制等展開系統(tǒng)的研究。本文以大連市在建的一座斜拉拱式協(xié)作體系橋梁為工程背景,對其靜力特點進行分析,基于其受力特點提出考慮權重確定合理成橋索力的綜合算法,并以確定的合理成橋狀態(tài)為目標,采用自適應控制方法對該橋進行施工控制。主要研究內容如下：(1)根據(jù)研究的工程背景,對相同跨徑的斜拉橋、拱橋和協(xié)作體系橋的剛度和內力進行分析,得出協(xié)作體系橋的受力特點更趨向于拱橋,但是其又存在斜拉橋的梁-柱效應。協(xié)作體系橋主梁軸向壓應力相比拱橋儲備更大,可以減小預應力鋼束；協(xié)作體系橋相比拱橋,跨徑可以做得更大。協(xié)作體系橋相比斜拉橋可減小其梁-柱效應、索塔受力更小。(2)在活荷載作用下,研究斜拉拱式協(xié)作體系橋梁的主梁剛度、拱肋剛度、吊桿剛度和斜拉索剛度參數(shù)的變化對結構受力性能的影響程度。研究表明,通過增加拱肋和吊桿的剛度可以明顯減小主梁和塔根彎矩、主梁和塔頂位移。(3)介紹了斜拉橋和拱橋合理成橋狀態(tài)傳統(tǒng)相關分析理論與方法,結合協(xié)作體系橋梁的受力特點,在傳統(tǒng)方法的基礎上提出考慮權重確定協(xié)作體系橋合理成橋索力的綜合算法,并以算例驗證了該方法的可行性。(4)由于斜拉拱式協(xié)作體系橋的參數(shù)對成橋狀態(tài)的影響目前研究很少,本文就主梁自重、斜拉索張拉力、吊桿張拉力和環(huán)境溫度的參數(shù)變化對成橋時結構內力和線形的影響進行分析,得出環(huán)境溫度對結構內力和位移影響最為明顯,其次是斜拉索張拉力和主梁自重誤差,吊桿張拉力誤差相對影響較小。采用最小二乘法對翔鳳河橋進行參數(shù)識別。(5)以上述方法確定的合理成橋狀態(tài)為目標,結合施工過程及特點,建立橋梁施工控制有限元模型,依據(jù)模型分析結果,確定合理有效的施工監(jiān)測方案。用自適應控制方法對翔鳳河橋進行施工控制,最終,取得了良好的控制效果。
【關鍵詞】：斜拉拱式協(xié)作體系橋 靜力分析 合理成橋索力 參數(shù)敏感性 施工控制
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U445.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 論文的選題、研究意義和目的10-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁的發(fā)展13-14
• 1.2.2 合理成橋索力確定方法研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.3 橋梁施工控制的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文的工程背景和研究內容19-24
• 1.3.1 工程背景19-22
• 1.3.2 主要研究內容22-24
• 2 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁靜力性能分析24-42
• 2.1 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁受力特征24-25
• 2.2 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁剛度分析25-27
• 2.3 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁內力分析27-34
• 2.4 結構參數(shù)變化對橋梁受力性能的影響分析34-40
• 2.4.1 主梁軸向剛度的影響34-35
• 2.4.2 主梁抗彎剛度的影響35-36
• 2.4.3 拱肋剛度的影響36-37
• 2.4.4 吊桿剛度的影響37-38
• 2.4.5 斜拉索剛度的影響38-40
• 2.4.6 參數(shù)分析結果40
• 2.5 小結40-42
• 3 斜拉拱式協(xié)作體系橋梁合理成橋索力的確定42-64
• 3.1 合理成橋索力的確定原則42-43
• 3.2 確定合理成橋索力的傳統(tǒng)方法43-44
• 3.3 確定斜拉拱式協(xié)作體系橋梁合理成橋索力的綜合算法44-50
• 3.3.1 以考慮權重的彎曲能量為目標函數(shù)的索力優(yōu)化影響矩陣法44-46
• 3.3.2 恒載彎矩可行域46
• 3.3.3 以最小彎曲能量為目標函數(shù)的索力優(yōu)化模型46-48
• 3.3.4 基于Matlab優(yōu)化工具箱的計算48-49
• 3.3.5 索力調整的具體步驟49-50
• 3.4 基于綜合算法的算例分析50-63
• 3.4.1 索力優(yōu)化有限元模型50-52
• 3.4.2 初定成橋狀態(tài)52-54
• 3.4.3 計算活載應力包絡圖54-55
• 3.4.4 彎矩可行域55-58
• 3.4.5 合理成橋狀態(tài)的調整與成橋狀態(tài)檢驗58-63
• 3.5 小結63-64
• 4 翔鳳河橋參數(shù)敏感性分析和識別64-87
• 4.1 參數(shù)敏感性分析64-79
• 4.1.1 主梁自重的影響64-68
• 4.1.2 斜拉索張拉力誤差的影響68-71
• 4.1.3 吊桿張拉力誤差的影響71-74
• 4.1.4 環(huán)境溫度的影響74-78
• 4.1.5 參數(shù)分析結果78-79
• 4.2 最小二乘法基本原理79-80
• 4.3 施工控制中參數(shù)識別的最小二乘法80-81
• 4.4 橋梁施工過程與模擬81-85
• 4.4.1 施工過程81-83
• 4.4.2 施工模擬計算83-85
• 4.5 施工控制中的參數(shù)識別應用85-86
• 4.6 小結86-87
• 5 翔鳳河橋施工控制87-112
• 5.1 自適應控制方法87-88
• 5.2 合理施工狀態(tài)的實施88-97
• 5.2.1 斜拉索和吊桿下料長度的計算88-89
• 5.2.2 合理施工索力的計算89-93
• 5.2.3 預拱度的設置93-97
• 5.3 關鍵施工過程分析97-99
• 5.3.1 索塔翻模施工階段結構計算分析97-98
• 5.3.2 吊桿張拉階段結構計算分析98-99
• 5.4 橋梁施工控制內容99-104
• 5.4.1 結構應力與結構溫度場監(jiān)測100-102
• 5.4.2 結構線形監(jiān)測102-103
• 5.4.3 索力監(jiān)測103-104
• 5.5 橋梁施工控制效果104-111
• 5.5.1 關鍵施工控制效果104-108
• 5.5.2 成橋狀態(tài)控制效果108-111
• 5.6 小結111-112
• 結論112-113
• 參考文獻113-119
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文119-120
• 致謝120-121

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本文編號：1054948