鋼箱梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)優(yōu)化方法研究.pdf

1、合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)的確定是鋼箱梁斜拉橋設(shè)計(jì)和計(jì)算分析的關(guān)鍵問(wèn)題。本文在總結(jié)鋼箱梁斜拉橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外已有理論及實(shí)踐研究成果的基礎(chǔ)上，以大跨度鋼箱梁斜拉橋?yàn)槔?，結(jié)合數(shù)學(xué)優(yōu)化方法和有限元法，對(duì)鋼箱梁斜拉橋的合理成橋狀態(tài)、合理施工狀態(tài)優(yōu)化方法等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并探討了鋼箱梁斜拉橋施工控制與誤差調(diào)整的實(shí)用方法。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以鋼箱梁斜拉橋主梁和橋塔的彎曲能量之和為目標(biāo)函數(shù)，以主梁和橋塔位移、

2、應(yīng)力、斜拉索索力及其均勻性等為約束條件，提出結(jié)合乘子路徑跟蹤優(yōu)化算法和有限元法確定鋼箱梁斜拉橋的合理成橋狀態(tài)；并結(jié)合實(shí)例分析了約束條件范圍的變化對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響，該方法可全面考慮鋼箱梁斜拉橋各個(gè)構(gòu)件在成橋恒載狀態(tài)下的受力和變形特征，可避免人為調(diào)索的隨意性，能簡(jiǎn)便有效地獲得鋼箱梁斜拉橋的合理成橋狀態(tài)。
　?。?）結(jié)合乘子路徑跟蹤優(yōu)化算法和有限元法，分別分析了塔梁支承形式、主梁邊主跨比、塔高（橋面以上）與主跨跨徑比、輔助墩數(shù)量及其布置

3、位置等參數(shù)對(duì)鋼箱梁斜拉橋成橋狀態(tài)優(yōu)化結(jié)果的影響，并分別給出大跨徑鋼箱梁斜拉橋的合理結(jié)構(gòu)體系及總體布置參數(shù)的合理取值范圍。
　?。?）以正裝迭代計(jì)算所得鋼箱梁斜拉橋主梁和橋塔的位移、彎矩以及斜拉索索力等狀態(tài)與合理成橋狀態(tài)間的差值為優(yōu)化控制目標(biāo)，建立鋼箱梁斜拉橋合理施工狀態(tài)優(yōu)化的多目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，提出結(jié)合多目標(biāo)優(yōu)化算法和正裝迭代有限元法確定鋼箱梁斜拉橋的合理施工狀態(tài)，并對(duì)比分析優(yōu)化目標(biāo)的選取對(duì)鋼箱梁斜拉橋施工狀態(tài)優(yōu)化結(jié)果的影響，該方

4、法可全面考慮鋼箱梁斜拉橋施工過(guò)程中各個(gè)構(gòu)件的變形和受力特征，可避免人為調(diào)索的隨意性，能簡(jiǎn)便有效地獲得鋼箱梁斜拉橋的合理施工狀態(tài)。
　?。?）基于幾何非線(xiàn)性分析理論，結(jié)合有限元正裝分析法，分析斜拉索垂度效應(yīng)、P-Δ效應(yīng)單獨(dú)作用以及3種幾何非線(xiàn)性效應(yīng)組合作用對(duì)鋼箱梁斜拉橋施工狀態(tài)的影響。
　?。?）根據(jù)鋼箱梁斜拉橋施工方法及施工監(jiān)控的特點(diǎn)，闡述了采用幾何控制法進(jìn)行鋼箱梁斜拉橋施工監(jiān)控的原理、內(nèi)容、實(shí)施過(guò)程及其控制目標(biāo)精度；提出采