基于影響矩陣的大跨橋梁合理成橋狀態(tài)與施工控制研究.pdf

1、在橋梁建設中，對橋梁施工過程進行控制是非常重要的，它是保證橋梁在建成后實現(xiàn)理想設計狀態(tài)的關鍵，而確定橋梁合理成橋狀態(tài)具有重要的工程意義。它不僅為橋梁施工控制提供最優(yōu)目標，方便結構施工，縮短工期，而且能充分發(fā)揮結構特性，節(jié)約材料，降低工程造價。 本文圍繞確定橋梁合理成橋狀態(tài)與施工控制這一主題展開工作，以大型有限元分析計算程序為操作平臺，以斜拉橋、系桿拱橋、自錨式懸索橋為研究對象，充分利用橋梁結構中部分構件內力的可調性，改變橋梁結構

2、內力的分配，優(yōu)化結構設計。在剖析基于幾何線性、幾何非線性影響矩陣形成的理論基礎上，深入研究了基于影響矩陣的結構調值計算理論及其在橋梁設計與施工中的具體應用。歸納起來有以下幾個方面： 1、綜述了橋梁結構幾何非線性的影響因素及各種幾何非線性因素的處理方法。在此基礎上，導入了橋梁結構調值計算的影響矩陣法，并就基于線性、非線性的調值計算理論作了研究探討。比較了目前常用的幾種形成影響矩陣的方法，即修改總剛法、強迫變形法、基于結構變更定理法

3、，給出了基于溫度變化原理和基于歸一化原理的影響矩陣的形成方法。 2、綜述了確定斜拉橋合理成橋索力的各種方法，并比較了各方法的優(yōu)缺點，得出了基于影響矩陣的綜合方法確定斜拉橋的合理成橋索力。即采用剛性支承連續(xù)梁法，以斜拉橋主梁為相應的剛性支承連續(xù)梁產(chǎn)生的彎矩為控制目標，引入索力對主梁彎矩的影響矩陣，根據(jù)主梁內力平衡原理，建立主梁內力平衡方程，從而求出合理的斜拉橋成橋索力。在充分討論現(xiàn)有斜拉橋施工控制方法的基礎上，研究了確定斜拉索施工

4、張拉力的影響矩陣法，同時計入了結構幾何非線性影響，求解施工張拉力的迭代方法。通過分析討論多目標優(yōu)化方法，推導了基于影響矩陣的綜合方法進行斜拉橋誤差調整計算。 3、提出了基于影響矩陣的綜合剛性吊桿法和自動調索法來確定系桿拱橋的合理成橋吊桿內力。即首先采用剛性吊桿法，將吊桿的剛度置大數(shù)，得出吊桿內力與系梁控制節(jié)點的豎向位移，從而求出吊桿內力對系梁節(jié)點豎向位移的影響矩陣，然后運用自動調索法修正吊桿內力，即得到合理成橋狀態(tài)下的吊桿內力。

5、通過對系桿拱橋吊桿張拉施工過程中吊桿內力互相影響的研究，得到了基于影響矩陣的吊桿分階段張拉的倒拆施工控制方法，此法理論上可使吊桿在一次張拉完成后，即達到設計狀態(tài)。最后，得到了基于影響矩陣的吊桿內力誤差調整方法。 4、驗證了自錨式懸索橋施工控制中的力學特性，在對自錨式懸索橋結構受力特性進行分析的基礎上，推導了基于最小能量原理與變形協(xié)調法綜合確定自錨式懸索橋的吊桿內力。通過對自錨式懸索橋合理成橋狀態(tài)的計算模型研究，引入了基于影響矩陣