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基于无应力状态起拱法的分阶段成形钢桁梁桥线形控制
| 论文题名： | 基于无应力状态起拱法的分阶段成形钢桁梁桥线形控制 |
| 关键词： | 钢桁梁桥;线形控制;无应力状态起拱法;敏感性分析;响应面法 |
| 摘要： | 线形控制是分阶段成形桥梁结构整个施工过程控制的重点和难点。现阶段针对分阶段成形桥梁结构大多采用分段吊装法、悬臂拼装法等施工方法，这些方法通常对施工过程结构挠度进行控制以使结构达到最终成桥线形。由于挠度计算受施工过程影响，当施工过程出现调整时，结构挠度也随之发生改变;同时结构挠度还受环境以及施工临时荷载影响，线形控制困难。考虑单元无应力状态量的分阶段施工控制理论为解决上述问题提供了理论基础。基于无应力状态起拱法的分阶段施工控制理论计算桥梁结构线形时，核心内容是计算出各部分结构杆件无应力制造尺寸，并在杆件工厂制造过程中严格控制制作精度，确保分阶段施工得到的最终成桥线形与一次成桥线形互相吻合。论文以某三跨连续钢桁梁桥为工程背景，提出了适用于特定节间结构的无应力状态起拱法，计算得到各部分杆件的无应力长度，并进行线形参数敏感性分析。论文主要工作如下: (1)针对钢桁梁桥线形控制参数选取进行了讨论，并确定以单元的无应力长度作为钢桁梁桥线形控制参数;基于最小势能原理以及全量列式法引入杆系结构的分阶段成形结构力学平衡方程，结合具体算例说明分阶段成形结构力学平衡方程的求解过程。 (2)基于分阶段成形结构力学平衡方程，提出了适用于特定节间结构的无应力状态起拱法，以某钢桁梁桥目标成桥线形作为已知参数输入，计算其各部分杆件无应力长度，从而实现钢桁梁桥预拱度设置目标。预拱度设置结果表明:区别于传统升降温法、几何法等传统方法，本文方法在钢桁梁起拱过程中可同时考虑上弦杆和腹杆等多类杆件的伸缩量，且起拱过程中不会引起结构次内力。将计算得到的杆件无应力长度作为施工过程线形控制参数，桥跨结构线形自动逼近设计目标成桥线形，验证起拱方法的可靠性。 (3)进一步以该钢桁梁桥合理成桥线形为控制目标，基于响应面法对钢桁梁桥线形的影响因素进行敏感性分析，并利用敏感因子和敏感百分比对各因素的影响程度进行直观量化评价;利用Design-Exper数据分析软件拟合结构响应面函数，并通过响应面方程对结构线形进行修正。 |
| 作者： | 李茂侬 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 殷新锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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