超大跨径混合梁斜拉桥上部结构安装误差分析与控制

论文摘要

随着新材料、新工艺、新技术的出现,斜拉桥正向超大跨度方向发展。在此过程中,对设计、施工及施工控制等各方面均提出了更高的要求。本文以荆岳长江公路大桥为工程背景,基于自适应无应力构形控制理论,对超大跨度混合梁斜拉桥上部结构安装过程中存在的误差进行研究分析并对相应的控制方法做了实质性的研究。主要工作如下:(1)分析了对主梁无应力构形进行自适应调整的思路及方法。通过对影响主梁无应力构形的各影响因素的定量分析,提出了针对主梁悬臂拼装过程中各种误差进行有效控制的具体方法,论证了“分类、分步识别调整”控制原则的适用性,并通过实桥全过程控制验证了该方法的优越性。(2)对影响斜拉索无应力长度准确计算和对相应延伸量进行精确控制的各个因素进行深入分析和研究,分析了可能引起最后状态量偏差的各主要因素对预期实现目标的影响程度,并提出了相应的有效控制方法,实现了对结构的有效控制,达到了预期的效果。(3)通过对临时墩、临时支架、塔梁临时固结以及主跨合龙施工等临时结构或体系转换的模拟计算,深入分析了结构体系转换对斜拉桥理想状态产生的影响,提出了解决相应施工误差的办法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥的发展概述
• 1.2 桥梁施工的误差
• 1.2.1 桥梁施工中的误差特性
• 1.2.2 误差来源
• 1.2.3 误差调整理论算法
• 1.2.4 施工中误差的控制手段及措施
• 1.3 斜拉桥的施工控制
• 1.3.1 斜拉桥施工控制思路
• 1.3.2 斜拉桥施工自适应控制系统研究
• 1.4 问题的提出及本文的研究背景
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 主梁无应力构形自适应调整算法及控制方法
• 2.1 本文工程背景
• 2.2 主梁无应力构形的计算理论
• 2.2.1 梁单元切线刚度矩阵
• 2.2.2 安装线形的非线性正装迭代法
• 2.2.3 钢箱梁制造线形的确定
• 2.2.4 无应力线形的具体表示方法
• 2.3 主梁无应力构形的调整原则
• 2.4 主梁线形误差产生的常见因素、敏感性及控制措施
• 2.4.1 计算误差因素对结构状态的影响及调整措施
• 2.4.2 主要制作误差因素的敏感性分析结论及控制措施
• 2.4.3 常见施工误差对主梁线形的影响及控制方法
• 2.5 大峰值误差的引入对主梁误差的影响以及控制措施
• 2.5.1 进行局部大峰值形态误差调整的原则
• 2.5.2 无应力构形调整对主梁累积位移的影响程度计算
• 2.5.3 无应力构形调整对拉索无应力索长的影响程度计算
• 2.5.4 无应力构形调整对拉索成桥索力的影响程度计算
• 2.5.5 无应力构形调整对主梁下缘成桥内力的影响程度计算
• 2.5.6 无应力构形调整对索塔北侧成桥内力的影响程度计算
• 2.6 梁段吊装过程中局部变形对主梁应力影响分析
• 2.6.1 模型的基本参数
• 2.6.2 模拟计算结果及分析
• 2.6.3 对此类误差的控制建议
• 2.7 实例分析
• 2.7.1 各种影响因素的计算、实测分析
• 2.7.2 主梁线形和斜拉索索力的控制效果
• 2.8 本章小结
• 第三章 斜拉索无应力索长误差
• 3.1 斜拉索无应力索长的计算
• 3.1.1 悬链线索单元的基本计算理论
• 3.2 影响斜拉索无应力索长的因素
• 3.2.1 计算模型误差
• 3.2.2 斜拉索结构性能误差
• 3.2.3 长度、位置的几何测试误差
• 3.2.4 索力测试误差及其他
• 3.2.5 环境温度影响误差
• 3.3 荆岳长江公路大桥无应力索长影响参数敏感性分析
• 3.3.1 计算模型误差敏感性分析
• 3.3.2 斜拉索弹性模量误差敏感性分析
• 3.3.3 长度、位置的几何测试误差的敏感性分析
• 3.3.4 索力测试误差敏感性分析
• 3.3.5 环境温度影响误差敏感性分析
• 3.3.6 斜拉索无应力长度相关控制措施
• 3.4 荆岳长江公路大桥斜拉索锚头伸出量结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 超大跨径混合梁斜拉桥体系转换误差
• 4.1 临时结构误差分析与控制
• 4.1.1 临时支架误差影响分析
• 4.1.2 临时墩误差影响分析
• 4.1.3 针对临时结构可能存在误差影响的施工控制措施
• 4.2 结构体系转换误差分析与控制
• 4.2.1 荆岳长江公路大桥主桥合龙经体系转换后的状态量
• 4.2.2 主桥各支座设计参数及成桥后的支撑反力状况
• 4.2.3 两种结构状态中结构响应的比较
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 1、结论
• 2、进一步研究设想
• 参考文献
• 致谢
• 附录