體外預(yù)應(yīng)力橋梁的自適應(yīng)控制研究.pdf

1、橋梁的長期撓度隨著使用年限的增長將會不斷地發(fā)展，甚至?xí)霈F(xiàn)下?lián)线^大而危及橋梁的正常使用，這己成為橋梁工程的一個很普遍的現(xiàn)象；同時隨著人們交通活動的日益繁忙，對應(yīng)用于交通線上的橋梁提出了更加嚴(yán)格的撓度要求，如何對橋梁的撓度進行有效的控制，成為了土木工程界的一個研究熱點。本文結(jié)合智能結(jié)構(gòu)控制的思想，并采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以對橋梁的撓度進行有效的主動控制。 本文首先對影響橋梁長期撓度的因素進行了總結(jié)，并論述了高速鐵路橋梁設(shè)計中對橋梁

2、的撓度要求，明確了對橋梁撓度進行控制的意義，提出采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對橋梁撓度進行主動控制的手段，并建立了相應(yīng)的體外預(yù)應(yīng)力自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型。體外預(yù)應(yīng)力自適應(yīng)控制系統(tǒng)通過設(shè)置可調(diào)節(jié)撐桿來對體外預(yù)應(yīng)力索進行橫向張拉，改變預(yù)應(yīng)力對橋梁產(chǎn)生的等效荷載值來平衡外荷載對橋梁產(chǎn)生的變形，實現(xiàn)對橋梁體形的控制過程。 為實現(xiàn)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的各項功能，本文對自適應(yīng)控制系統(tǒng)中的組成硬件進行了敘述，明確各硬件的功能要求，并設(shè)計了描述作動器工作行為的線性

3、伸長模式。針對橋梁的長期撓度控制和實時撓度控制分別設(shè)計了靜態(tài)撓度控制策略和動態(tài)撓度自適應(yīng)控制策略，并建立有限元模型對自適應(yīng)系統(tǒng)進行模擬計算。在靜態(tài)撓度控制模擬中，使用初始作用矩陣進行迭代運算，獲得準(zhǔn)確的撐桿調(diào)節(jié)伸長量，即可控制監(jiān)控點處的撓度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)橋梁整體體形的目標(biāo)，并對實際工程應(yīng)用中對初始作用矩陣的提取進行了討論。在動態(tài)撓度自適應(yīng)控制模擬中，通過使用APDL語言進行編程，在有限元程序ANSYS中實現(xiàn)了對移動荷載通過橋梁的全過程進行實