斜拉桥施工过程控制分析与研究

论文摘要

随着桥梁设计理论、施工工艺的不断提高,大跨径桥梁设计已成为国内外设计是追逐的目标。斜拉桥桥型优美、梁体受力均匀、结构较稳定,成为桥梁设计师们的宠儿。斜拉桥属高次超静定结构,在施工阶段斜拉桥结构体系和荷载状态不断变化,结构内力和线形也随之变化,斜拉桥建造失败的例子比比皆是。如何对斜拉桥进行有效的施工控制已成为具有广泛意义的国际性课题。本论文在斜拉桥施工控制分析基本方法的基础上,建立起完善的施工控制系统。采用有效的施工控制方法,结合有限元的计算分析理论,利用MIDAS软件建立实桥控制模型,模拟实桥施工过程,采用施工控制分析方法—正装法,对结构变形、结构应力、结构稳定实施预测控制。正装法在桥梁施工控制中准确、便捷、有效,以此得到的计算结果可以指导设计者在设计阶段对斜拉桥施工过程实现预测控制,确保斜拉桥在施工过程中结构的受力状态和变形始终处于安全范围内,使成桥后的主梁线形符合设计要求,结构处于最优的受力状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥的发展概况
• 1.2 斜拉桥的受力特点
• 1.3 斜拉桥施工控制的必要性
• 1.4 斜拉桥施工控制的现状
• 1.5 斜拉桥施工控制的方法
• 1.5.1 事后控制法
• 1.5.2 预测控制法
• 1.5.3 自适应控制法
• 1.5.4 最大宽容度法
• 1.6 桥梁施工过程模拟分析方法
• 1.7 有限元法在斜拉桥计算分析中的应用
• 1.8 本文的研究内容
• 第二章 斜拉桥施工控制分析方法
• 2.1 正装计算法
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 几何非线性分析
• 2.1.3 材料非线性分析
• 2.1.4 混凝土收缩、徐变分析
• 2.2 倒装计算法
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 几何非线性分析
• 2.2.3 混凝土收缩、徐变分析
• 2.3 无应力状态法
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 实施步骤
• 2.4 MIDAS程序简介
• 2.5 本章小结
• 第三章 斜拉桥施工阶段控制系统
• 3.1 施工控制的内容
• 3.1.1 结构变形控制
• 3.1.2 结构应力控制
• 3.1.3 结构稳定控制
• 3.2 施工控制的原则
• 3.3 本章小结
• 第四章 斜拉桥施工过程中的索力控制与调整
• 4.1 索力调整的必要性
• 4.2 索力调整的原则
• 4.3 索力施工控制理论
• 4.3.1 引入状态空间的概念,从时间域进行研究
• 4.3.2 动态最佳控制
• 4.3.3 静态最优控制
• 4.3.4 自适应和"自学习"系统
• 4.4 常用的调控理论和技术
• 4.4.1 垫板法
• 4.4.2 多次张拉法
• 4.4.3 设计参数识别、修正法
• 4.4.4 初张力法
• 4.4.5 灰色预测法
• 4.4.6 卡尔曼滤波法
• 4.5 索力的测定方法
• 4.5.1 压力表测定法
• 4.5.2 压力传感器测定法
• 4.5.3 磁通量法
• 4.5.4 频率法
• 4.6 影响索力的因素
• 4.6.1 主梁几何尺寸的误差
• 4.6.2 主梁混凝土力学性能的变异
• 4.6.3 进行索力统测时的温度影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 实桥施工控制
• 5.1 工程背景
• 5.2 初始平衡状态分析
• 5.3 施工阶段分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢