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双提篮拱桥施工监控及索力优化分析
| 论文题名： | 双提篮拱桥施工监控及索力优化分析 |
| 关键词： | 双提篮拱桥;施工监控;索力优化;神经网络;遗传算法 |
| 摘要： | 双提篮拱桥的结构受力和构件构造更加复杂，空间效应十分显著。为保证使成桥状态达到设计要求和施工安全的目的，开展施工监控工作是十分必要的。同时，如何有效的确定双提篮拱桥的合理成桥索力和施工索力，使桥梁结构受力合理，也是双提篮拱桥在设计和施工过程中的重要问题之一。本文以梅山南路桥为工程背景，对该桥的施工开展了施工监控工作，并研究了双提篮拱桥的合理成桥索力及施工阶段索力的分析方法。本文的主要工作和结论如下。 简要总结叙述了钢管混凝土拱桥的结构特性及应用范围，并且着重的对国内外双提篮拱桥的一些研究成果做了总结。并且总结了当前桥梁施工控制工作的意义及主要控制方法。 针对梅山南路桥的结构特点和施工方法，运用有限元软件建立空间模型，进行施工阶段分析。通过计算，得到了各施工阶段桥梁主要构件的应力、变形及吊杆的索力，并制定出详细的桥梁施工控制方案。对该桥的建造进行了施工控制的工程实践，从该桥的施工控制结果可以看出，在全桥施工过程中，没有出现异常情况和质量事故，该桥成桥后的主梁和拱肋线形、吊杆索力及结构应力状态良好，实现了监控目标。 对常见的几种索力优化的方法进行了简要回顾，并对对国内外双提篮拱桥索力确定方法研究做了简要的总结。针对双提篮拱桥的结构特点，提出了运用神经网络和遗传算法结合起来使用的方法，并给出了对双提篮拱桥进行索力优化的方法步骤。最后，介绍了神经网络和遗传算法的基本概念，重点对神经网络的学习和改进过程进行介绍。 结合本工程背景，利用正交试验设计BP神经网络的训练样本，将吊杆索力作为输入值，以控制截面的应力作为输出值。通过BP神经网络系统对输入样本（索力值）与输出样本（应力值）进行训练，建立起了索力参数（输入值）和结构应力响应变化（输出值）之间的非线性映射关系。最后使用遗传算法搜索优化解。 最后，将优化后的成桥索力和施工阶段索力分别带入到有限元模型进行计算分析。计算结果表明，使用优化后的索力的计算结果比设计索力的计算结果有较好的改进，桥梁结构的受力更加均匀合理，有利于桥梁的长期运营。 本文将BP神经网络与遗传算法结合应用于双提篮拱桥的索力优化问题，并通过建立双提篮拱桥的空间有限元计算模型进行分析，获得了良好的效果，表明该方法在双提篮拱桥的设计和施工中的索力优化问题上具有一定的价值。 |
| 作者： | 刘学成 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 唐小兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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