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大跨径钢箱梁斜拉桥施工与成桥状态控制优化
| 论文题名： | 大跨径钢箱梁斜拉桥施工与成桥状态控制优化 |
| 关键词： | 钢箱梁斜拉桥;施工控制;索力优化;成桥状态;偏差调整 |
| 摘要： | 斜拉桥作为一种大跨度的桥梁，其施工方法多采用分阶段成桥的方式。为了使其成桥后的内力状态和位移状态满足设计要求，一方面要选择适合的结构计算方法确定其中间施工状态，然后严格按照确定的中间施工状态组织施工，这是保证成桥后其内力和位移状态满足设计要求的前提;另一方面，对成桥后结构的内力状态和位移状态与设计状态存在的偏差，应采取有效的纠偏措施进行调整。 斜拉桥施工过程控制参数的计算方法和索力优化调整方面的研究已经取得丰硕的成果。但是对于成桥状态拉索内力和主梁位移与设计目标状态的偏差调整优化方面的成熟研究相对较少，因此，建立一套理论清晰、计算方便、工程应用性强的偏差调整优化方法，是目前斜拉桥成桥后优化控制领域亟需解决的问题。 ①概述了无应力状态法理论的基本观点，以及斜拉桥结构在施工控制中两个重要的无应力状态量;阐述了索力优化的概念和最优化理论，并介绍了本文采用最小二乘法求解最优化数学模型计算过程;另外，对本文依托工程背景进行详细的阐述。 ②以丰都长江二桥为例，以无应力状态理论为基础，对主桥施工中间过程理想状态的确定进行了分析说明。在保证分阶段成桥后的结构形式、外荷载、边界条件与一次成桥状态一致的前提下，按照无应力状态法理论并保证主梁弹性曲线连续的条件，就可以保证二者的内力状态和位移状态相同。 ③首先深入的剖析了索力调整的影响矩阵法由于非线性因素引起的内在矛盾，指出传统的影响矩阵法也是一种约束算法，且该方法具有很强约束条件，要求各个控制点位移必须按照比例进行调整。因此，本文提出一种放松约束的优化算法，建立了优化的数学公式，推导了求解方法。该优化求解算法可以从两个路径分析斜拉桥线形控制的过程，第一，从约束优化本身的物理意义进行优化，但是，由于拉索垂度等非线性问题的存在，实用性较低;第二，斜拉索的无应力索长在线性范围内如何最大程度、最高效率的求解目标线形。 ④根据本文建立的目标函数和推导的计算方法，对丰都长江二桥进行的实例分析。第一，分析了传统影响矩阵在丰都长江二桥的收敛速度较慢;第二，将本文推导目标函数和求解过程应用于丰都长江二桥的线形计算，获得了良好的效果，大幅提高了收敛速度，验证了本文方法的可行性与正确性。该方法有潜力进一步推广应用于各类型斜拉桥线形控制优化计算，可以大幅提高工作效率。 |
| 作者： | 董华明 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郑罡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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