分階段施工橋梁無應(yīng)力狀態(tài)控制法的應(yīng)用研究.pdf

1、無應(yīng)力狀態(tài)控制法是一種解決分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的理論方法。它在世界上首次建立分階段施工橋梁的力學(xué)平衡方程，第一次從理論上闡明橋梁構(gòu)件單元的無應(yīng)力狀態(tài)量是影響分階段施工橋梁內(nèi)力和線形的本質(zhì)因素，從而可以應(yīng)用構(gòu)件單元的無應(yīng)力狀態(tài)量控制分階段施工橋梁施工過程和成橋狀態(tài)的內(nèi)力、位移。目前無應(yīng)力狀態(tài)控制法已形成一套系統(tǒng)的理論和方法，但是隨著橋梁結(jié)構(gòu)向著超大跨度發(fā)展，特別是斜拉橋，加勁梁一般采用鋼箱梁的結(jié)構(gòu)形式，梁高與跨徑之比進(jìn)一步減小，主梁變得

2、更加纖細(xì)，這時(shí)結(jié)構(gòu)體系的幾何非線性問題更加突出地暴露出來。為了能將無應(yīng)力狀態(tài)控制法更好的運(yùn)用在大跨徑斜拉橋施工計(jì)算當(dāng)中，具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、無應(yīng)力狀態(tài)法的基本方程。首先基于勢(shì)能駐值原理，推導(dǎo)了考慮幾何非線性的分階段成形結(jié)構(gòu)無應(yīng)力狀態(tài)控制法一般靜力平衡方程。根據(jù)一般靜力平衡方程，分別得出了分階段成形平面桿單元、梁?jiǎn)卧Y(jié)構(gòu)的無應(yīng)力狀態(tài)控制法靜力平衡方程。最后基于解析解得出了分階段張拉平面索單元的無應(yīng)力狀態(tài)控制法靜力平衡方程，

3、對(duì)其非線性求解問題做了介紹。
　　2、根據(jù)非線性有限元求解理論，分別得到了平面梁?jiǎn)卧Y(jié)構(gòu)無應(yīng)力狀態(tài)控制法全量列式和增量列式的平衡方程；分別詳細(xì)論述了運(yùn)用TL列式、UL列式、CR-UL列式、CR-TL列式求解平衡方程的過程，并且通過實(shí)例驗(yàn)證了共轉(zhuǎn)坐標(biāo)法求解幾何非線性問題的優(yōu)越性。上述四種列式求解平衡方程的基本思路，對(duì)于桿單元和索單元來說也是適用的。
　　3、通過數(shù)值算例，驗(yàn)證了分階段成形結(jié)構(gòu)無應(yīng)力狀態(tài)控制法靜力平衡方程。分階段

4、成形結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移與一次成形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異的本質(zhì)原因不在于結(jié)構(gòu)成形方式不同，而是因?yàn)榉蛛A段成形結(jié)構(gòu)的無應(yīng)力狀態(tài)量與一次成形結(jié)構(gòu)不一致。
　　4、對(duì)無應(yīng)力狀態(tài)控制法在斜拉橋施工仿真計(jì)算中的運(yùn)用進(jìn)行了理論分析，闡述了無應(yīng)力正裝分析的基本原理。以兩個(gè)具體的鋼箱梁斜拉橋工程為例，對(duì)一500m級(jí)斜拉橋，按線性無應(yīng)力正裝計(jì)算的結(jié)果與合理成橋狀態(tài)相同，而且比倒拆－正裝迭代分析方法更簡(jiǎn)單。對(duì)一600m級(jí)斜拉橋，分別取兩種不同的成形方式，按非線性無