【博士】预应力混凝土斜拉桥施工控制研究【2002】

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内容简介

　　学科专业：结构工程　　授予学位： 博士 　　学位授予单位：浙江大学　　学位年度： 2002年　　本文用平面杆系理论和空间虚拟层合单元法，在对预应力混凝土斜拉桥(杭州市文晖路桥)整桥结构进行分析的基础上，用正装迭代法对该斜拉桥进行分阶段施工仿真分析：又通过建立有约束的非线性优化模型，对预应力混凝土斜拉桥的施工控制参数(初始张拉索力和立模标高)及成桥状态进行优化，进而建立预应力混凝土斜拉桥施工控制系统。　　在计算分析中，根据斜拉桥的实际设计尺寸，建立适合于斜拉桥仿真分析和施工控制的平面与空间计算模型。所建模型能够准确描述斜拉桥各施工阶段的结构形式、工况荷载、边界约束条件，加入实际的计算参数，能准确的计算各施工阶段的内力和变形。而本文空间分析所采用的虚拟层合单元，既能反映结构形状和受力特性，又能简化结构单元划分和减少计算量；此类单元考虑了各个方向的剪切效应，可以准确地分析结构扭转、翘曲的影响，在单元网格比较粗放的情况下，对斜拉桥结构分析具有足够的精度；虚拟层合单元法实现了真正意义上的斜拉桥整体结构空间分析。　　建立有约束的非线性优化数学模型，对斜拉桥成桥及分阶段施工状态进行优化，是斜拉桥施工控制中的关键问题。本文在对杭州市文晖路斜拉桥进行正装迭代计算的基础上，通过建立斜拉桥施工初始索力和主梁(或塔)内力关系的数学模型，以成桥时主粱内力为控制目标，以各施工阶段的塔梁受力及塔粱变形为约束条件，采用有限元方法优化出斜拉桥施工各阶段索力和成桥恒载时的最终索力可使斜拉桥在旌工过程中及成桥后处于合理的应力状态，并保证成桥线形合理。　　拉索索力影响灵敏度矩阵的引入，使得整个优化过程更加明晰，可以降低优化计算工作量、提高计算速度。在试验和分析的基础上，把对斜拉桥的优化计算结果引入施工控制．可以建立合理、实用的施工控制体系，确保斜拉桥安全、顺利的工程建设。　　

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