分階段施工橋梁無應力狀態(tài)控制法的應用研究.pdf

1、無應力狀態(tài)控制法是一種解決分階段施工橋梁結構計算的理論方法。它在世界上首次建立分階段施工橋梁的力學平衡方程，第一次從理論上闡明橋梁構件單元的無應力狀態(tài)量是影響分階段施工橋梁內(nèi)力和線形的本質(zhì)因素，從而可以應用構件單元的無應力狀態(tài)量控制分階段施工橋梁施工過程和成橋狀態(tài)的內(nèi)力、位移。目前無應力狀態(tài)控制法已形成一套系統(tǒng)的理論和方法，但是隨著橋梁結構向著超大跨度發(fā)展，特別是斜拉橋，加勁梁一般采用鋼箱梁的結構形式，梁高與跨徑之比進一步減小，主梁變得

2、更加纖細，這時結構體系的幾何非線性問題更加突出地暴露出來。為了能將無應力狀態(tài)控制法更好的運用在大跨徑斜拉橋施工計算當中，具體的研究內(nèi)容如下：
　　1、無應力狀態(tài)法的基本方程。首先基于勢能駐值原理，推導了考慮幾何非線性的分階段成形結構無應力狀態(tài)控制法一般靜力平衡方程。根據(jù)一般靜力平衡方程，分別得出了分階段成形平面桿單元、梁單元結構的無應力狀態(tài)控制法靜力平衡方程。最后基于解析解得出了分階段張拉平面索單元的無應力狀態(tài)控制法靜力平衡方程，

3、對其非線性求解問題做了介紹。
　　2、根據(jù)非線性有限元求解理論，分別得到了平面梁單元結構無應力狀態(tài)控制法全量列式和增量列式的平衡方程；分別詳細論述了運用TL列式、UL列式、CR-UL列式、CR-TL列式求解平衡方程的過程，并且通過實例驗證了共轉坐標法求解幾何非線性問題的優(yōu)越性。上述四種列式求解平衡方程的基本思路，對于桿單元和索單元來說也是適用的。
　　3、通過數(shù)值算例，驗證了分階段成形結構無應力狀態(tài)控制法靜力平衡方程。分階段

4、成形結構的內(nèi)力和位移與一次成形結構產(chǎn)生差異的本質(zhì)原因不在于結構成形方式不同，而是因為分階段成形結構的無應力狀態(tài)量與一次成形結構不一致。
　　4、對無應力狀態(tài)控制法在斜拉橋施工仿真計算中的運用進行了理論分析，闡述了無應力正裝分析的基本原理。以兩個具體的鋼箱梁斜拉橋工程為例，對一500m級斜拉橋，按線性無應力正裝計算的結果與合理成橋狀態(tài)相同，而且比倒拆－正裝迭代分析方法更簡單。對一600m級斜拉橋，分別取兩種不同的成形方式，按非線性無