【摘要】：隨著我國交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的橋梁結構形式不斷涌現(xiàn)出來。矮塔斜拉橋作為其中的代表,既改善了主梁的利用效率與跨越能力,又降低了斜拉索所承受的應力。正因為矮塔斜拉橋的受力特點和結構優(yōu)勢,國內外路網中越來越多的工程采用矮塔斜拉橋作為跨線結構。矮塔斜拉橋的現(xiàn)場施工往往伴隨著一個漫長的過程。在這一過程中,由于受到施工現(xiàn)場組織,技術條件以及結構內、外部因素的影響,將會導致施工誤差在施工過程中不斷累積,影響施工的進程并對結構的受力特性造成影響。為了盡量減小或者消除這些施工誤差,確保矮塔斜拉橋在施工后期能夠順利合龍,保障結構各構件在施工、運營階段處于一個安全、理想的受力狀態(tài),就需要對施工控制工作進行一個深入的研究。本文以安徽境內某在建矮塔斜拉橋為工程依托,對其施工過程中的施工控制工作以及抗震性能進行研究,主要完成以下幾個方面的工作。1、建立全橋有限元模型對全橋各個施工階段進行模擬,計算分析各個施工階段條件下橋梁各構件的受力狀態(tài)和位移變形,為現(xiàn)場監(jiān)控工作提供理論基礎;對橋梁結構在成橋狀態(tài)各個分項荷載作用下的受力狀態(tài)進行驗算;建立實體模型,對橋梁結構0#塊進行各施工階段條件下的細部分析。2、根據(jù)項目橋梁施工控制方案,本文詳細介紹了項目橋梁線形、應力、塔偏位以及索力的現(xiàn)場控制測試成果,并對現(xiàn)場實測結果與理論分析結果間的誤差進行分析。3、本文對矮塔斜拉橋各構件進行了詳細的敏感性分析。對于矮塔斜拉橋而言,主梁砼容重對結構線形的影響最為顯著;溫度荷載對結構應力的影響最為顯著。4、本文研究了最小二乘法、神經網絡法針對矮塔斜拉橋結構施工控制工作進行參數(shù)識別的適用性與準確性。在具體參數(shù)識別工作中,最小二乘法能夠滿足施工控制過程中對于單一參數(shù)、雙參數(shù)的識別工作;BP神經網絡法對于單一參數(shù)、雙參數(shù)能夠做到準確識別,但由于施工控制工作數(shù)據(jù)采集的局限性導致訓練樣本不足,BP神經網絡對三個不同參數(shù)進行識別的效果并不理想。5、本文研究了GM(1,1)、SCGM(1,1)、BP神經網絡三種狀態(tài)預測方法在施工控制工作中的應用。GM(1,1)灰色預測模型能夠利用較少的幾組數(shù)據(jù)對結構后續(xù)狀態(tài)進行較為準確預測。但由于結構狀態(tài)隨時間節(jié)點推移而不斷產生差異,GM(1,1)模型的準確度逐漸降低,SCGM(1,1)新陳代謝模型預測精確度更高,適用性更強。BP神經網絡預測模型同樣具有較高的預測精度,但其需要大量學習樣本,適用性不強。6、本文對項目橋梁的抗震性能進行了一系列的分析,分析表明項目矮塔斜拉橋在地震荷載作用下表現(xiàn)出良好的抗震性能,滿足E1、E2地震效應作用下的具體要求。項目矮塔斜拉橋在地震荷載作用下的最不利受力位置為主墩墩底以及主塔塔底,E2地震荷載作用下主墩墩底的抗壓、抗剪承載能力均接近承載能力極限狀態(tài)。
【圖文】：

第二章 矮塔斜拉橋施工及運營階段計算分析第二章 矮塔斜拉橋施工及運營階段計算分析.1 工程概況項目橋梁位于安徽省境內，作為安徽境內高速公路路網的重要連接部分，是一座面預應力混凝土矮塔斜拉橋。項目橋梁的跨徑布置為 75+130+75m，結構總體布置 2-1 所示。

第二章 矮塔斜拉橋施工及運營階段計算分析2.2.2 橋梁主要構件的模擬1. 主梁、索塔、橋墩的模擬本橋預應力混凝土主梁在有限元計算軟件中的模擬采取“梁單元”結構加以實現(xiàn)。在有限元計算中，每個獨立的梁單元由兩個節(jié)點組成，每個節(jié)點具有 x，y，z 方向上的3 個平動自由度和繞 x，y，z 軸 3 個轉動自由度共計 6 個自由度。梁單元具有拉、壓、剪、彎、扭的變形剛度[30]。在本橋有限元模型的建立過程中，主梁按照分段懸臂現(xiàn)澆施工方案中每一節(jié)段 4m 的梁段長度要求進行劃分。此外，根據(jù)設計圖紙，，在斜拉索錨固位置建立節(jié)點對梁單元進行分割，以分割節(jié)點為主節(jié)點施加斜拉索與預應力混凝土主梁間的約束。本橋采用梁單元結構模擬橋墩、索塔。并根據(jù)設計圖紙中索導管的具體錨固位置對索塔單元進行分割，從而滿足斜拉索與主梁約束建立的要求。主梁、索塔、橋墩的具體單元劃分如圖 2-3 所示。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U448.27;U445.4

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