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悬拼钢筋混凝土箱拱合理施工索力与拱轴线的优化研究
| 论文题名： | 悬拼钢筋混凝土箱拱合理施工索力与拱轴线的优化研究 |
| 关键词： | 悬浇混凝土拱桥;缆索吊装;成桥状态;拱轴系数;扣索索力 |
| 摘要： | 不同形式的拱桥有其特有的合理成桥状态，不同方法施工的拱桥，其合理施工状态也并非单一不变。拱桥合理成桥及合理施工状态的确定包含了许多设计和施工参数的优化，把极其关键的两个点作为本文研究的主要内容—合理施工阶段索力及合理拱轴线形的计算优化。本文依托国家自然科学基金资助项目《基于多目标优化的悬浇混凝土拱桥构形与安全控制的理论与方法》，以贵州省龙场渡槽（主拱圈变宽、净跨径200m）为背景，具体的研究工作主要有以下几个方面： （1）对国内外钢筋混凝土拱桥的发展进行了综述，阐述了几种主要的施工方法，并对现有缆索吊装斜拉扣挂法施工拱桥存在的问题进行了简要分析，最后提出了本文研究的主要内容。 （2）在确定合理施工状态时，从施工阶段参数、结构实际受力状态、施工阶段扣索索力确定等方面进行了阐明；在确定合理成桥状态时，主要从主拱圈合理拱轴线、主拱圈合理成桥状态、合理成桥扣索索力确定这几个方面进行了归纳。 （3）提出了“一张索力通过静力平衡确定，二张索力以调整内力为主”的索力多次张拉控制思想；本桥采用了当前节段吊装多次张拉的方法进行吊装阶段索力控制，节段吊装完成后不再进行索力调整。 （4）合理施工索力计算及优化过程中，采用基于影响矩阵的未知荷载系数法在Midas Civil有限元软件中进行了合理施工索力的优化。通过频率法实测的索力数据及主拱圈控制截面的实测应力与理论数据的对比分析，验证了该方法优化得到的索力是合理且施工中易于实现的。 （5）探讨了数值法在变截面主拱圈内力计算中的应用，计算过程中主要解决了两个问题：变截面主拱圈自重对应的力臂进行了形心的修正，避免了一般数值方法采用微元段中点造成的内力偏差；变宽主拱圈面积函数的确定。 （6）提供了一种利用MATLAB编程工具进行变截面拱轴系数优化的思路，并给出了 MATLAB拟合程序。根据工程中拱圈变宽、悬臂拼装的设计及施工特点，采用三次样条差值作为逼近函数对拱轴线进行了拟合，通过优化，拱轴线更加合理。 |
| 作者： | 卓小丽 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 田仲初 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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