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大跨度非对称梁拱组合桥施工控制研究
| 论文题名： | 大跨度非对称梁拱组合桥施工控制研究 |
| 关键词： | 连续梁拱组合桥;施工控制;拱肋位移;吊杆张力;弹性刚度 |
| 摘要： | 随着施工工艺的发展，桥梁结构趋于复杂化，传统的桥梁施工控制理论已不能满足现代桥梁施工控制要求。梁拱组合桥结构复杂，对于主梁采用悬臂施工的先梁后拱法施工工序繁多，需经历多次体系转换，其挠度及应力不断变化。对其进行施工控制研究意义重大。论文以一（73.9+148+128+148+73.9）m连续梁拱组合桥的施工控制过程为研究对象，主要研究内容及结论如下： （1）建立全桥有限元模型，采用正装计算法模拟了桥梁结构的施工过程，得到各个施工阶段的主梁及拱肋累计位移、应力，并与设计结果进行了对比，验证了模型的准确性及结构的合理性。施工控制中，随着施工过程的推进，根据现场试验及测试数据对有限元模型中各参数（混凝土容重及弹性模量等）进行调整，以期提高控制精度。从监控过程来看，有限元模型与施工过程吻合性高，可以为施工提供有效指导； （2）针对灰色理论GM(1,1)预测模型存在的不足，通过最小二乘法和最优寻求定权对其背景值及初始值进行了修正，采用多点滑动平均的方法对原始序列进行了优化，提出了改进的桥梁施工灰色控制系统。将改进的灰色控制系统与传统的GM(1,1)模型进行比较，发现改进的灰色控制系统预测精度高，应用到该桥的线形控制过程中，得到了理想的线形； （3）分析了施工控制过程中应力控制的影响因素，对温度、理论计算误差等采取相关措施进行削弱。着重对收缩、徐变误差进行分析，采用收缩徐变相关理论对实测应变中的非荷载应变进行分离，得到更接近实际应力的实测值。采用MATLAB程序编写了分离收缩徐变应变的程序，应用到该桥的应力控制中，得到了理想的应力监测结果； （4）吊杆力的大小直接影响整个结构的受力状态，故需准确测定吊杆力，保证吊杆力达到设计值。对吊杆拉力的测定，频率法为目前应用最广泛的方法，通过测定吊杆的基频，采用两端铰接法或两端固结法计算出吊杆的拉力值，这两种方法对短吊杆的测试结果误差较大。究其原因，实际的吊杆约束是有一定弹性刚度的弹性约束，对于短吊杆其弹性刚度不可直接忽略又不可直接简化为固结。本文提出了基于弹性边界条件下的多频率法识别吊杆张力，推导了相应的频率方程进而采用遗传算法进行求解，并采用数值算例验证了该方法的精度。 |
| 作者： | 包仪军 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王常峰;马伟平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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