1-128m系桿拱橋成橋及施工階段索力優(yōu)化研究.pdf

1、在系桿拱橋的組成構(gòu)件中,吊桿是橋面與拱肋聯(lián)系的傳遞構(gòu)件。橋面系的恒活載都是通過(guò)吊桿傳遞給拱肋的,吊桿索力值影響著整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力。橋梁結(jié)構(gòu)的體系確定之后,結(jié)構(gòu)的受力主要是由吊桿索力值來(lái)決定,可以通過(guò)調(diào)節(jié)吊桿索力值來(lái)改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。因此進(jìn)行系桿拱橋索力優(yōu)化對(duì)結(jié)構(gòu)受力來(lái)講是很有必要的。系桿拱橋的索力優(yōu)化不僅要滿足成橋狀態(tài)受力合理,還要保證施工及運(yùn)營(yíng)階段的安全,故進(jìn)行施工階段合理索力確定也是很重要的。
　　本文以跨烏魯木齊河特大橋1-

2、128m系桿拱橋施工監(jiān)控為工程背景,對(duì)其成橋狀態(tài)下的合理恒載索力進(jìn)行了優(yōu)化研究,探討分析了施工階段的合理施工索力,主要進(jìn)行了如下工作:
　　(1)闡述了系桿拱橋的分類和特點(diǎn),簡(jiǎn)要介紹了索力優(yōu)化的概念。
　　(2)介紹了跨烏魯木齊河特大橋1-128m系桿拱橋有限元模型建立過(guò)程,利用有限元軟件Midas/Civil建立計(jì)算模型?？偨Y(jié)了近年來(lái)成橋恒載索力優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀,并對(duì)各種方法進(jìn)行了對(duì)比,分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。總結(jié)歸納了系桿拱橋合

3、理施工索力確定的方法,并對(duì)每種方法進(jìn)行了評(píng)述。
　　(3)運(yùn)用有約束的最小能量法來(lái)進(jìn)行跨烏魯木齊河特大橋1-128m系桿拱橋索力優(yōu)化,目標(biāo)函數(shù)選系桿拱橋主梁和拱肋的拉壓及彎曲應(yīng)變能之和,以吊桿索力上下限及主梁彎矩為約束條件,利用二次規(guī)劃法對(duì)成橋吊桿力進(jìn)行調(diào)整,借助 Matlab優(yōu)化工具箱來(lái)編寫(xiě)計(jì)算程序進(jìn)行求解,從而求得滿足控制條件的合理成橋索力。
　　(4)以剛性支承連續(xù)梁法計(jì)算確定吊桿初次張拉索力,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析,

4、指出了算法的不合理性;擬定了兩種吊桿張拉順序,利用正裝迭代法計(jì)算吊桿合理施工索力,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,探討了不同張拉順序的優(yōu)缺點(diǎn);運(yùn)用影響矩陣法來(lái)確定施工階段第二次吊桿張拉力,成功實(shí)現(xiàn)了吊桿僅需要張拉兩次就可以使吊桿索力達(dá)到成橋設(shè)計(jì)值。
　　(5)闡述了相似理論的概念;根據(jù)相似理論,按1/16的相似比制作了跨烏魯木齊河特大橋1-128m系桿拱橋縮尺模型,對(duì)縮尺模型進(jìn)行合理成橋索力及合理施工索力確定;經(jīng)過(guò)縮尺模型索力張拉試驗(yàn),采集索