基于影響矩陣的大跨橋梁合理成橋狀態(tài)與施工控制研究.pdf

1、在橋梁建設(shè)中，對橋梁施工過程進(jìn)行控制是非常重要的，它是保證橋梁在建成后實(shí)現(xiàn)理想設(shè)計(jì)狀態(tài)的關(guān)鍵，而確定橋梁合理成橋狀態(tài)具有重要的工程意義。它不僅為橋梁施工控制提供最優(yōu)目標(biāo)，方便結(jié)構(gòu)施工，縮短工期，而且能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)特性，節(jié)約材料，降低工程造價(jià)。 本文圍繞確定橋梁合理成橋狀態(tài)與施工控制這一主題展開工作，以大型有限元分析計(jì)算程序?yàn)椴僮髌脚_，以斜拉橋、系桿拱橋、自錨式懸索橋?yàn)檠芯繉ο螅浞掷脴蛄航Y(jié)構(gòu)中部分構(gòu)件內(nèi)力的可調(diào)性，改變橋梁結(jié)構(gòu)

2、內(nèi)力的分配，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在剖析基于幾何線性、幾何非線性影響矩陣形成的理論基礎(chǔ)上，深入研究了基于影響矩陣的結(jié)構(gòu)調(diào)值計(jì)算理論及其在橋梁設(shè)計(jì)與施工中的具體應(yīng)用。歸納起來有以下幾個(gè)方面： 1、綜述了橋梁結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響因素及各種幾何非線性因素的處理方法。在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)入了橋梁結(jié)構(gòu)調(diào)值計(jì)算的影響矩陣法，并就基于線性、非線性的調(diào)值計(jì)算理論作了研究探討。比較了目前常用的幾種形成影響矩陣的方法，即修改總剛法、強(qiáng)迫變形法、基于結(jié)構(gòu)變更定理法

3、，給出了基于溫度變化原理和基于歸一化原理的影響矩陣的形成方法。 2、綜述了確定斜拉橋合理成橋索力的各種方法，并比較了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，得出了基于影響矩陣的綜合方法確定斜拉橋的合理成橋索力。即采用剛性支承連續(xù)梁法，以斜拉橋主梁為相應(yīng)的剛性支承連續(xù)梁產(chǎn)生的彎矩為控制目標(biāo)，引入索力對主梁彎矩的影響矩陣，根據(jù)主梁內(nèi)力平衡原理，建立主梁內(nèi)力平衡方程，從而求出合理的斜拉橋成橋索力。在充分討論現(xiàn)有斜拉橋施工控制方法的基礎(chǔ)上，研究了確定斜拉索施工

4、張拉力的影響矩陣法，同時(shí)計(jì)入了結(jié)構(gòu)幾何非線性影響，求解施工張拉力的迭代方法。通過分析討論多目標(biāo)優(yōu)化方法，推導(dǎo)了基于影響矩陣的綜合方法進(jìn)行斜拉橋誤差調(diào)整計(jì)算。 3、提出了基于影響矩陣的綜合剛性吊桿法和自動(dòng)調(diào)索法來確定系桿拱橋的合理成橋吊桿內(nèi)力。即首先采用剛性吊桿法，將吊桿的剛度置大數(shù)，得出吊桿內(nèi)力與系梁控制節(jié)點(diǎn)的豎向位移，從而求出吊桿內(nèi)力對系梁節(jié)點(diǎn)豎向位移的影響矩陣，然后運(yùn)用自動(dòng)調(diào)索法修正吊桿內(nèi)力，即得到合理成橋狀態(tài)下的吊桿內(nèi)力。

5、通過對系桿拱橋吊桿張拉施工過程中吊桿內(nèi)力互相影響的研究，得到了基于影響矩陣的吊桿分階段張拉的倒拆施工控制方法，此法理論上可使吊桿在一次張拉完成后，即達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)。最后，得到了基于影響矩陣的吊桿內(nèi)力誤差調(diào)整方法。 4、驗(yàn)證了自錨式懸索橋施工控制中的力學(xué)特性，在對自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)受力特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了基于最小能量原理與變形協(xié)調(diào)法綜合確定自錨式懸索橋的吊桿內(nèi)力。通過對自錨式懸索橋合理成橋狀態(tài)的計(jì)算模型研究，引入了基于影響矩陣