混合梁斜拉桥施工控制技术研究-结构工程专业论文.docx

摘 摘 要 斜拉桥是近代大跨桥梁结构中常用的一种桥型。但由于其超静定次数高，空 间效应明显，结构体系受施工进程的影响。如何通过调整斜拉索索力和主梁拼装 标高，使结构最终满足设计预定的内力和线形状态，确保结构安全，是一项重要 和科技含量很高的工作。国内斜拉桥施工监控技术还处在探索阶段，参数识别、 监测技术和控制体系尚待深入研究。本文以蓉湖大桥工程为背景，就混合粱斜拉 桥的成桥恒载索力优化、施工监控体系、过程非线性因素影响、结构极限承载力、 索塔和主梁结合部的空间应力分析等问题开展研究： 关于索力的优化，是以斜拉桥索塔和梁的最大变位最小为目标，以拉索容许 应力为约束条件，采用有限元计算与优化分析相结合的方法来确定斜拉桥的成桥 合理恒载索力。通过蓉湖大桥成桥恒载索力的优化结果表明，该方法合理、可行。 其次，采用影响矩阵法优化施工调索索力，为“分次张拉、逐步到位”的多次张 拉法提供了理论依据。 将灰色系统理论和预测控制理论应用于混合梁斜拉桥，提出了悬臂拼装施工 的混合梁斜拉桥施工控制体系。该控制系统是基于混合梁斜拉桥施工过程发展变 化的预测控制，用模型参数的不断更新、实际输出对模型的反馈校正以及滚动优 化策略，以适应施工过程中系统行为的不断变化、适应环境和噪音的随即干扰。 此外，还对模型失配进行即时补偿。工程实践表明，所提出的控制系统具有较强 的适应性。 推演了索单元的切线剐度矩阵，建立了斜拉桥施工控制计算的几何非线性模 型。在此基础上，分析了几何非线性因素对混合梁斜拉桥施工控制的影响，并指 出各非线性因素在斜拉桥不同的阶段其影响程度的差异。 探讨了单塔单索面宽幅斜拉桥的两类稳定问题，根据能量原理，提出了斜拉 桥塔柱压杆稳定的简化计算方法，分析了实桥稳定性。 对钢管混凝土索塔空间应力进行了全过程分析和监测。通过应力分析，探索 了钢管混凝土索塔各施工阶段的应力变化规律，明确了索塔结构应力集中区域， 并总结了钢管混凝土索塔空间结构性能评价的方法；结合蓉湖大桥，对混合梁斜 拉桥主梁钢混结合部进行了详细空间应力研究，分析了不同材料、不同部位的应 力变化过程，指出了应力集中以及容易出现裂缝的部位。为同类桥梁结构的设计 和施工技术水平的提高，咀及安全施工和结构改进提供了科学依据。 关键词：混合粱斜拉桥；成桥恒载索力；施工控制；监测；敏感性分析；灰 关键词：混合粱斜拉桥；成桥恒载索力；施工控制；监测；敏感性分析；灰 色预测；非线性分析；结构稳定；钢管混凝土索塔；主梁钢混结合部；空间应力 分析 Ⅱ ABSTRACTThe ABSTRACT The cable—stay bridge is a commonly used bridge type in modem large span bridges，The structure system is affected by construction process because of its high degrees and obvious space effect．It is all important scientific and technological work to make structure to be finally satisfied to designing internal force and booked line form by adjusting cable tension and girder assembled elevation．In our country,the construction monitoring and control technology is still on at stage of exploring． Parameter identification，monitoring technology and control system are waiting to be further investigated．Taking Rong hu bridge project as the background，the paper Studies on the optimization of dead load cable tension，construct system of controlling， effect of non—finear factor,limit bearing capacity of structure and spatial stress of concrete-filled steel tubular tower and the combination of gird％which are based on the