【摘要】：斜拉橋因其跨度大、線形優(yōu)美等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中頗具競(jìng)爭(zhēng)力。施工控制是斜拉橋施工中的重要環(huán)節(jié),而目前對(duì)于支架法斜拉橋的施工控制方面研究還比較少,本文主要研究支架法施工斜拉橋合理施工狀態(tài)的確定。對(duì)采用二輪調(diào)整方法施工的斜拉橋,存在一輪張拉狀態(tài)索力以及拉索張拉順序按照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的問(wèn)題。本文目的是建立施工控制的數(shù)學(xué)模型,并采用優(yōu)化方法進(jìn)行求解,從而擺脫一輪張拉狀態(tài)以及張拉順序按照經(jīng)驗(yàn)擬定的情況,解決支架法施工過(guò)程存在的主梁局部位置應(yīng)力過(guò)大以及支架承載力、穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。主要內(nèi)容包括改進(jìn)頻率法進(jìn)行索力測(cè)量、結(jié)合數(shù)學(xué)優(yōu)化方法確定一輪張拉優(yōu)化階段目標(biāo)索力以及拉索張拉順序優(yōu)化三個(gè)方面。本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括:(1)對(duì)索力測(cè)量頻率法進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)振動(dòng)方程,推導(dǎo)出索力與邊界影響函數(shù)的關(guān)系模型。利用數(shù)值分析方法對(duì)邊界影響函數(shù)關(guān)于拉彎比和頻率階數(shù)的關(guān)系進(jìn)行擬合,得到索力測(cè)量的改進(jìn)計(jì)算公式。并提出適用于實(shí)際工程非理想邊界條件下的采用兩根索張拉標(biāo)定索力識(shí)別的方法。利用工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,在非理想邊界條件下,相對(duì)于其它文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定情況,本文精度均在4%以內(nèi),滿足實(shí)際工程中施工控制的要求。(2)對(duì)于二輪調(diào)整方法中一輪張拉狀態(tài)人為擬定情況,提出以主梁位移值作為一輪張拉狀態(tài)的控制目標(biāo)。將其抽象為多目標(biāo)多約束數(shù)學(xué)優(yōu)化模型,并采用平方和加權(quán)法、有效集優(yōu)化算法與有限元軟件進(jìn)行聯(lián)合求解,得到優(yōu)化階段目標(biāo)索力。優(yōu)化結(jié)果主梁剛好脫離支架,彎矩分布均勻。(3)對(duì)于張拉順序在計(jì)算張拉力前人為擬定的問(wèn)題,根據(jù)張拉順序優(yōu)化的目的要求,建立了關(guān)于主梁脫架數(shù)與施工成本的階段損益函數(shù)。將張拉順序優(yōu)化問(wèn)題歸結(jié)為多目標(biāo)多階段優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。利用線性加權(quán)法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo),利用廣度優(yōu)先搜索結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃法對(duì)多階段問(wèn)題進(jìn)行求解,建立了動(dòng)態(tài)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。結(jié)合實(shí)例分析優(yōu)化效果,優(yōu)化后支架受力減小80%。(4)對(duì)于應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解時(shí)內(nèi)存空間不足的問(wèn)題,通過(guò)引入登山算法,動(dòng)態(tài)規(guī)劃法采用向前遞推進(jìn)行改進(jìn)并編制程序,最終可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際橋梁工程張拉順序的優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果主梁、支架均受力安全,從而解決了單純依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)張拉順序的問(wèn)題。
【圖文】：

圖 3-3 單主梁模型示意圖模擬：主塔為異型索塔，順橋向呈 Y 字型，橫橋向呈人字型。，主塔各坐標(biāo)按圖紙取值。采用梁?jiǎn)卧M，，材料采用 C50 混索模擬：因?yàn)樾杼崛∮绊懢仃嚕瑸榭紤]拉索幾何非線性。采用法的桁架單元模擬，共 64 個(gè)單元。材料采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 1670 M條件模擬：開(kāi)源橋采用支架法施工，支架模擬需要精確。實(shí)際圖 3-4、圖 3-5 所示。a）梁端處支架布置 b）梁跨中處支架布置Φ426 8mm鋼管 Φ426 8mm鋼管橫橋向縱橋向Φ426 8mm鋼管橫橋向縱橋向Φ426

MIDAS支架整體布置圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U445.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683114