混凝土斜拉桥施工过程控制理论研究

【摘要】：随着高强度材料的使用，结构分析方法的进步，以及施工手段的改善，斜拉桥在20世纪90年代得到快速发展。随着跨度的不断增大、结构形式的多样化，斜拉桥不但在大跨度领域开始与悬索桥展开竞争，而且在中小跨径也开始与其它桥型展开竞争。跨度的不断增大及桥型的多样化，给斜拉桥的施工控制工作带来了许多新的课题。本文主要针对斜拉桥施工控制中的几个关键问题进行研究，主要内容和结论如下： 1．针对斜拉桥施工控制中的多目标、多约束的优化问题，采用满足化评价法和综合参数法联合求解。该方法的特点是通过凝聚函数，同时对多个目标和多个约束进行凝聚，将多目标、多约束的的优化问题转化为单目标、单约束的优化问题，然后利用Lagrange乘子法将单目标、单约束的优化问题转化为无条件极值问题进行求解．满足化评价法和综合参数法的引入对于实际工程中出现的多目标、多约束优化问题有重要的参考价值。 2．斜拉桥合理成桥状态的确定方法有多种，但在索力调整中，都采用试算的办法。本文采用不变形预张力的概念，将索力的设计归结为不变形预张力的确定，控制目标直接选为多个节点的位移和控制截面的内力，使成桥后的这些控制目标值达到和接近设计者的期望水平，并且施加预应力时，不切断索，比较符合施工过程中张拉时的实际情况。 3．本文以影响结构为基础，通过拉索张拉过程的结构分析，建立了张拉过程的最优控制数学模型。该方法能够在满足所有中间状态张拉工具的承载能力、内力和位移约束条件下，达到预先给定的设计状态，解决了缆索承重结构施工控制中的一个困难问题。 4．对斜拉桥成桥后的误差调整问题建立了误差调整的多目标多约束的优化模型，采用满足化评价法和综合参数法进行求解，通过算例，验证编制程序的正确性和该方法的可实现性。实际上该模型不但适合斜拉桥成桥后的误差调整，而且能够应用于悬索桥、拱桥的施工控制中，对同类问题有重要的参考价值。 5．斜拉桥一般都利用挂篮采用悬臂法施工或采用满堂支架法施工，而公和斜拉桥首次将滑动模架法应用于斜拉桥的主梁施工中。该新方法的采用，给施工控制带来了许多新的课题。本文针对该施工方法，提出了在混凝土浇注前采用“单支撑、单吊挂”系统，混凝土浇注后采用“双支撑、单吊挂”系统方案，该方案很好的解决了施工中的安全问题。并根据该施工方法的特点，建立了一套可行的施工控制方案，该桥的成功建成，说明了该方法的可行性。该施工方法的应用成功为斜拉桥的施工又增添了新的内容。