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大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究

罗月静  
【摘要】:本文主要研究大跨度钢管混凝土拱桥的施工控制理论。以两个实际工程及研究课题:那莫大桥施工控制(2003年6月通车)、石家渡漓江大桥施工控制(2003年11月通车)为背景,结合桥梁结构理论、样条理论、灰色系统理论、神经元网络理论及最优化方法等理论,从各方面对施工控制进行研究。主要内容如下: 1、提出利用样条单元结合ANSYS来进行桥梁结构分析。用3次B样条函数来构造结构的位移模式,基于最小势能原理导出了桥梁结构的样条单元刚度矩阵。借助大型有限元分析程序ANSYS的二次开发功能,在ANSYS中构造用户单元——样条单元,然后运用ANSYS的前后处理功能和计算功能进行结构计算。用本方法对那莫大桥、石家渡漓江大桥吊装过程的吊装顺序各结构进行了分析,对施工提供了理论依据。 2、对吊装过程各阶段进行稳定性分析以便确定安全的施工吊装方案。针对施工过程,采用非线性分析程序,考虑吊装施工过程中结构体系不断变化、荷载不断增加等因素,计算了南宁那莫大桥和石家渡漓江大桥主拱肋吊装过程中的稳定安全性,得出了各施二阶段稳定安全系数,分析比较了采用两种不同吊装顺序对该大桥结构稳定安全的影响,计算结果为施工提供了重要的理论指导。 3、根据双重非线性计算原理,结合ANSYS高级编程技术,运用其APDL语言编程对结构施加初始缺陷,从而计算桂林石家渡漓江大桥的极限承载力,为桥梁安全施工提供理论依据。 4、研究施工前的工程控制,运用最优化理论进行施工控制计算求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度,模拟了钢管拱肋的拼装过程,有效地解决了千斤顶斜拉扣挂体系调索次数与方法限制的问题。并针对施工单位的简化计算方法,从石家渡漓江大桥索力计算与实际施工差异着手,探讨钢管混凝土拱桥吊装斜拉扣挂系统中扣索力计算的方法,并针对计算假设与实际施工方法的差异提出对计算方法修正的建议,可使实际施工节省扣索,并减少施工量。 摘要 5、研究前人在将灰色理论用于梁桥、斜拉桥施工控制的经验,首次将灰色 理论引入大跨度拱桥的施工控制计算,对吊装施工过程进行误差分析,并根据结果 调整施工预拱度预测序列,并对那莫大桥工程的施工控制进行了指导。 首次将灰色理论结合神经元网络方法(G一BP模型方法)引入大跨度拱桥的施工控制 计算,对吊装施工过程进行误差分析,并根据结果调整施工预拱度预测序列,并对 那莫大桥、石家渡漓江大桥两个工程的施工控制进行了指导。


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