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拱形斜塔斜拉桥仿真分析与关键技术研究
| 论文题名： | 拱形斜塔斜拉桥仿真分析与关键技术研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拱形斜塔;施工控制;建模仿真 |
| 摘要： | 拱形斜塔斜拉桥是一种新颖的斜拉桥结构的分支。这种桥型由于斜向、拱形的特点，空间效应非常明显，不论是设计，还是施工，难度都非常大。因此，这种新颖的桥型就给实际的施工控制过程带来了创新型的课题。 本文结合实际工程兆河大桥，研究了斜拉桥施工控制的相关理论，以及施工控制技术在兆河大桥施工过程中的应用，对兆河大桥主塔和主梁的线形和内力进行了施工控制。本文重点论述了兆河大桥施工控制的内容、实施方法，对主梁、主塔线形控制和内力控制中的实际监测的结果和理论计算结果进行了比较分析。通过施工控制技术的指导，保证了兆河大桥在线形控制、内力控制等方面达到了设计的要求，确保了兆河大桥的安全施工。 以兆河大桥为基础，建立了兆河大桥成桥阶段和施工阶段仿真计算模型，包括MIDAS杆系模型、MIDAS梁格法模型和ANSYS模型。在兆河大桥的现场施工控制中，以仿真计算的数据作为理论控制值，提供主梁施工预拱度、控制截面位置处的应力、主塔预偏量等关键数据，理论计算的结果指导了兆河大桥的施工。同时，为保证仿真计算用的有限元模型的准确性，采用梁格法和实体模型法两种模型进行对比分析，比较各种计算模型计算结果的误差大小，理论计算结果误差合理时再用于指导兆河大桥的施工，以尽可能保证计算结果的正确性。 提出了确定兆河大桥合理成桥状态的各种方法，并用影响矩阵法确定了兆河大桥的合理成桥索力，其基本思路是:鉴于影响矩阵法的影响元素可以取内力、位移等中的一个，利用MIDAS软件中的未知荷载系数功能给兆河大桥斜拉索赋予初始张拉力，然后将恒载和斜拉索单位初始拉力建立荷载组合，计算出满足约束条件的目标函数，得到一组未知荷载系数。以求得的该组荷载系数建立新的荷载组合，计算查看分析结果是否满足定义的约束条件。 提出了确定兆河大桥合理施工状态的正装迭代法，其基本思路是:先假定一组控制张拉索力，按正装计算得到一个成桥状态，将该成桥状态与事先定好的合理成桥状态比较，按最小二乘法原理使两个成桥状态相差最小，以此来修正控制张拉索力，再进行新的一轮正装计算，直至收敛为止。该方法只需做正装计算，且将不闭合原因造成的影响通过最小二乘法原理降到最低程度。采用有限元仿真分析软件来确定兆河大桥斜拉索施工索力。施工索力用于斜拉索张拉时的施工控制中，成桥后测得的索力再与设计成桥索力对比，验证施工索力计算的正确性。 |
| 作者： | 张永超 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王新定;刘华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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