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吊桿傳遞給拱肋的,吊桿索力值影響著整個結(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決定,可以通過調(diào)節(jié)吊桿索力值來改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。因此進行系桿拱橋索力優(yōu)化對結(jié)構(gòu)受力來講是很有必要的。系桿拱橋的索力優(yōu)化不僅要滿足成橋狀態(tài)受力合理,還要保證施工及運營階段的安全,故進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,對其成橋狀態(tài)下的合理恒載索力進行了優(yōu)化研究,探討分析了施工階段的合理施工索力,主要進行了如下工作:
　　(1)闡述了系桿拱橋的分類和特點,簡要介紹了索力優(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程,利用有限元軟件Midas/Civil建立計算模型?？偨Y(jié)了近年來成橋恒載索力優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀,并對各種方法進行了對比,分析了其優(yōu)缺點?？偨Y(jié)歸納了系桿拱橋合

3、理施工索力確定的方法,并對每種方法進行了評述。
　　(3)運用有約束的最小能量法來進行跨烏魯木齊河特大橋1-128m系桿拱橋索力優(yōu)化,目標函數(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)劃法對成橋吊桿力進行調(diào)整,借助 Matlab優(yōu)化工具箱來編寫計算程序進行求解,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)梁法計算確定吊桿初次張拉索力,并對計算結(jié)果進行了分析,

4、指出了算法的不合理性;擬定了兩種吊桿張拉順序,利用正裝迭代法計算吊桿合理施工索力,對計算結(jié)果進行分析,探討了不同張拉順序的優(yōu)缺點;運用影響矩陣法來確定施工階段第二次吊桿張拉力,成功實現(xiàn)了吊桿僅需要張拉兩次就可以使吊桿索力達到成橋設(shè)計值。
　　(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,對縮尺模型進行合理成橋索力及合理施工索力確定;經(jīng)過縮尺模型索力張拉試驗,采集索