详情

原文传递异形独塔混凝土斜拉桥施工控制及索力设计方法的研究

论文题名：	异形独塔混凝土斜拉桥施工控制及索力设计方法的研究
关键词：	斜拉桥;索力;优化方法;施工控制
摘要：	近年来许多设计师设计出了各式各样的异形斜拉桥，使斜拉桥的作用不仅仅局限于运输更赋予其景观性。而且独塔斜拉桥在选址上非常灵活，经常会因为地形的复杂性导致独塔斜拉桥的跨径不对称。这些情况都会增加斜拉桥受力分析的难度。　　斜拉桥的受力情况复杂，施工工序繁多。以塔索梁组合成的斜拉桥结构索力对全桥的受力合理性起到至关重要的作用。所以合理的成桥设计索力和合理的施工张拉索力对斜拉桥都十分重要。而且斜拉桥目前还存在着很多问题。如:因为有限元分析软件不够精细，在建立计算模型时选取的参数和实际参数的误差，引起施工结果和设计期望值不闭合的问题;索力设计不合理导致主梁线形偏离设计要求，调索过程繁琐，耗时低效;施工监控方法不完善，使施工过程中的指导力度不够，造成施工误差偏大等问题。本文以藉河大桥为背景，研究了斜拉桥索力设计方法和施工控制方法，比较了各种方法的特点。依据藉河大桥技术方案，选择合理的索力设计方法和施工控制方法用于实际施工指导。为了完善斜拉桥成桥索力和施工索力的优化方法，减小斜拉桥施工误差，提高斜拉桥施工控制效果，保证斜拉桥施工质量。在已有研究成果的基础上采用有限元分析软件MIDAS-CIVIL建立全桥有限元计算模型;在成桥恒载和二期活载作用下，根据藉河大桥的实际情况选取可行的方法进行索力优化。将优化后的索力和恒载以及二期活载组合计算，经过对主梁的线形，受力，主塔的受力情况与计算结果对比，选取最优的成桥索力优化方法，指导成桥索力设计。本文拟采用刚性梁支撑法、最小弯矩法和影响矩阵法对成桥索力进行设计优化;采用插值法和正装迭代法在施工不同工况下对斜拉索的张拉力进行优化，最大程度减小施工误差。采用自适应监控方法进行藉河大桥施工监控，通过施工现场实测数据的具体情况，做详细分析。实时跟进施工记录，从已施工阶段的问题预测未施工阶段的误差，根据误差情况修正相关参数和施工细节。保证工程施工质量。　　通过本文研究可知:将刚性连续支撑梁法、弯曲能量最小法、影响矩阵法组合使用于异形独塔斜拉桥的成桥索力优化，优化效果良好;在使用弯曲能量最小法确定初始成桥状态时，利用CIVIL把索塔梁的截面面积放大100倍，轴向刚度不变的办法来实现，得到的初始索力分布均匀;用正装迭代法和影响矩阵法联合确定斜拉索施工张拉力，既能解决斜拉桥施工非线性问题又能解决斜拉索索力之间的线性问题;在斜拉索施工索力优化中，利用MATLAB求解优化方程的最小二乘解可以提高优化工作效率;在施工过程中为了保证结构的安全，通过理论分析，合理调整拉索张拉顺序，可以保证梁体受力安全，而且避免多次张拉，节约工期，解决了主梁出现较大拉应力的问题，正确精确的指导施工。使最终的成桥状态满足设计要求。
作者：	武振国
专业：	建筑与土木工程
导师：	李子奇;梅毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文