本文關(guān)鍵詞：大跨徑鋼箱梁斜拉橋施工與成橋狀態(tài)控制優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：斜拉橋作為一種大跨度的橋梁,其施工方法多采用分階段成橋的方式。為了使其成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和位移狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求,一方面要選擇適合的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法確定其中間施工狀態(tài),然后嚴(yán)格按照確定的中間施工狀態(tài)組織施工,這是保證成橋后其內(nèi)力和位移狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求的前提;另一方面,對成橋后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)和位移狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)存在的偏差,應(yīng)采取有效的糾偏措施進(jìn)行調(diào)整。斜拉橋施工過程控制參數(shù)的計(jì)算方法和索力優(yōu)化調(diào)整方面的研究已經(jīng)取得豐碩的成果。但是對于成橋狀態(tài)拉索內(nèi)力和主梁位移與設(shè)計(jì)目標(biāo)狀態(tài)的偏差調(diào)整優(yōu)化方面的成熟研究相對較少,因此,建立一套理論清晰、計(jì)算方便、工程應(yīng)用性強(qiáng)的偏差調(diào)整優(yōu)化方法,是目前斜拉橋成橋后優(yōu)化控制領(lǐng)域亟需解決的問題。(1)概述了無應(yīng)力狀態(tài)法理論的基本觀點(diǎn),以及斜拉橋結(jié)構(gòu)在施工控制中兩個(gè)重要的無應(yīng)力狀態(tài)量;闡述了索力優(yōu)化的概念和最優(yōu)化理論,并介紹了本文采用最小二乘法求解最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型計(jì)算過程;另外,對本文依托工程背景進(jìn)行詳細(xì)的闡述。(2)以豐都長江二橋?yàn)槔?以無應(yīng)力狀態(tài)理論為基礎(chǔ),對主橋施工中間過程理想狀態(tài)的確定進(jìn)行了分析說明。在保證分階段成橋后的結(jié)構(gòu)形式、外荷載、邊界條件與一次成橋狀態(tài)一致的前提下,按照無應(yīng)力狀態(tài)法理論并保證主梁彈性曲線連續(xù)的條件,就可以保證二者的內(nèi)力狀態(tài)和位移狀態(tài)相同。(3)首先深入的剖析了索力調(diào)整的影響矩陣法由于非線性因素引起的內(nèi)在矛盾,指出傳統(tǒng)的影響矩陣法也是一種約束算法,且該方法具有很強(qiáng)約束條件,要求各個(gè)控制點(diǎn)位移必須按照比例進(jìn)行調(diào)整。因此,本文提出一種放松約束的優(yōu)化算法,建立了優(yōu)化的數(shù)學(xué)公式,推導(dǎo)了求解方法。該優(yōu)化求解算法可以從兩個(gè)路徑分析斜拉橋線形控制的過程,第一,從約束優(yōu)化本身的物理意義進(jìn)行優(yōu)化,但是,由于拉索垂度等非線性問題的存在,實(shí)用性較低;第二,斜拉索的無應(yīng)力索長在線性范圍內(nèi)如何最大程度、最高效率的求解目標(biāo)線形。(4)根據(jù)本文建立的目標(biāo)函數(shù)和推導(dǎo)的計(jì)算方法,對豐都長江二橋進(jìn)行的實(shí)例分析。第一,分析了傳統(tǒng)影響矩陣在豐都長江二橋的收斂速度較慢;第二,將本文推導(dǎo)目標(biāo)函數(shù)和求解過程應(yīng)用于豐都長江二橋的線形計(jì)算,獲得了良好的效果,大幅提高了收斂速度,驗(yàn)證了本文方法的可行性與正確性。該方法有潛力進(jìn)一步推廣應(yīng)用于各類型斜拉橋線形控制優(yōu)化計(jì)算,可以大幅提高工作效率。
【關(guān)鍵詞】：拉索 無應(yīng)力狀態(tài)量 約束優(yōu)化 收斂速度 影響矩陣
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.4;U448.27
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-13
• 1.1.1 斜拉橋結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程10-13
• 1.1.2 斜拉橋結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向13
• 1.2 成橋索力優(yōu)化方法的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 引言13-14
• 1.2.2 索力優(yōu)化的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 確定合理施工狀態(tài)計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 引言16
• 1.3.2 確定斜拉橋合理施工狀態(tài)計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要的研究內(nèi)容18-20
• 第二章 本文研究工作的相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 無應(yīng)力狀態(tài)法理論20-26
• 2.2.1 無應(yīng)力狀態(tài)法的基本觀點(diǎn)20
• 2.2.2 拉索無應(yīng)力索長20-24
• 2.2.3 梁、塔單元的無應(yīng)力曲率24-26
• 2.3 索力優(yōu)化的基本概念26-27
• 2.4 最優(yōu)化理論簡介27-29
• 2.4.1 引言27
• 2.4.2 建立最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.4.3 最小二乘法優(yōu)化問題28-29
• 2.5 依托工程背景29-37
• 2.5.1 橋位概況29
• 2.5.2 主橋概況29-36
• 2.5.3 主要技術(shù)指標(biāo)36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 無應(yīng)力狀態(tài)理論在斜拉橋施工控制中的應(yīng)用38-61
• 3.1 引言38
• 3.2 實(shí)橋仿真分析38-44
• 3.2.1 模型參數(shù)的選取38-39
• 3.2.2 荷載信息39
• 3.2.3 邊界信息39-40
• 3.2.4 主梁施工流程40-42
• 3.2.5 有限元模型的建立42-44
• 3.3 預(yù)期成橋狀態(tài)確定44-48
• 3.4 理想施工狀態(tài)的確定48-60
• 3.4.1 合攏段處理48-49
• 3.4.2 基于切線初始位移法的理論無應(yīng)力線形求解49-57
• 3.4.3 分階段成橋的最終狀態(tài)57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 成橋后線形與索力控制優(yōu)化分析與程序設(shè)計(jì)61-73
• 4.1 引言61
• 4.2 控制優(yōu)化問題的描述61-62
• 4.3 索力調(diào)整計(jì)算的影響矩陣法62-66
• 4.3.1 索力調(diào)整計(jì)算的影響矩陣法62-63
• 4.3.2 影響矩陣法的算例63-66
• 4.4 目標(biāo)函數(shù)及約束條件66-67
• 4.5 優(yōu)化算法公式推導(dǎo)67-69
• 4.6 程序設(shè)計(jì)69-71
• 4.7 本章小結(jié)71-73
• 第五章 成橋后線形與索力控制優(yōu)化工程分析73-88
• 5.1 引言73
• 5.2 成橋狀態(tài)位移偏差73-76
• 5.3 成橋后偏差調(diào)整計(jì)算結(jié)果76-87
• 5.3.1 第一輪迭代后偏差調(diào)整計(jì)算結(jié)果77-83
• 5.3.2 第二輪迭代后偏差調(diào)整計(jì)算結(jié)果83-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-93
• 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果93-94
• 附錄94-95

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