分离式双肋平板主梁斜拉桥施工过程分析

摘要

斜拉桥结构由于其独特的受力性能和跨越能力,在现代大跨度桥梁中处于有利的位置.该文根据混凝土斜拉桥施工过程分析的重要性,对斜拉桥整体分析采用平面杆系程序,分析中运用混凝土结构分析的复合式组合模型,建立了配筋混凝土杆系结构非线性有限元分析方法,并推导了单元刚度矩阵,同时把此组合模型思想推广至分离式双肋平板主梁预应力混凝土斜拉桥空间结构分析中,用一个4结点24个自由度空间单元离散主梁,并建立单元刚度矩阵.结合卡尔曼滤波方法,采用成熟的神经网络ADALINE,进行斜拉桥施工过程中的主梁容重和斜拉索弹性模量的参数估计.总结了用初应变法分析截面一次混凝土结构收缩、徐变时效特性的思想和方法.从该文原理和算例可以看出,复合式组模型适应于由不同材料或不同部件组成的单元,具有单元划分少、单元内部应力、位移计算简单方便等特点,精度符合工程要求.用等效刚度法考虑斜拉索垂度引起的几何非线性具有较高精度,用ADALINE神经网络进行参数估计能够克服最小二乘法等不适应具有非线性特征结构的缺陷.

目录

文摘

英文文摘

一、绪论

1.1斜拉桥的现状和发展

1.2问题的提出

1.3本文的主要内容

二、斜拉桥平面杆系几何非线性分析

2.1概述

2.2结构几何非线性有限元方程

2.3斜拉索垂度引起的几何非线性分析

2.3.1索形方程以及特征参数

2.3.2索的刚度系数

2.3.3对比分析

2.3.4实例分析

2.4钢筋砼(预应力砼)复合式组合单元

2.4.1整体式有限元模型

2.4.2分离式有限元模型

2.4.3组合式有限元模型

2.4.4平面配筋混凝土(钢筋砼、预应力砼)梁单元非线性刚度矩阵

2.4.5力筋部分的单元刚度矩阵

2.5非线性方程的迭代解法

2.6钢筋砼(预应力砼)中的荷载结点等效

2.7算例

2.8平面杆系程序设计

2.8.1程序框图

2.8.2子程序功能说明

三、分离式双肋平板主梁PC斜拉桥空间分析

3.1概述

3.2分离式双肋平板主梁组合式单元模型

3.2.1折板平面应力问题的刚度矩阵

3.2.2折板弯曲问题的刚度矩阵

3.2.3肋的刚度矩阵

3.2.4小结

3.3带刚臂的空间杆单元

3.4坐标变换

3.4.1折板的坐标变换

3.4.2空间梁单元的坐标变换

四、混凝土收缩徐变分析

4.1混凝土徐变分析的概述

4.2徐变模式

4.3 单元截面一次形成的徐变分析

4.4单元非结点荷载下初应力的等效

4.4.1集中力作用下单元应变等效的结点荷载

4.4.2均布荷载作用下单元应变等效的结点荷载

五、施工过程中的参数估计

5.1概述

5.2结构参数估计

5.2.1线性离散系统的最优性估计问题

5.2.2ADALINE神经网络

5.2.3离散型观测方程的反问题

5.2.4状态向量在状态转移过程中的修正

5.3参数估计计算法的数值验证

5.3.1线性系统Y=AX的反问题

5.3.2简支梁算例

5.4神经网络估计参数在岳阳洞庭湖大桥中的实现

5.4.1自重集度估计

5.4.2索的弹性模量估计

5.4.3本节小结

六、工程实例

6.1工程简介

6.2平面杆系数值分析结果

6.3空间数值分析结果

七、结束语

附录Ⅰ 分离式双肋平板(π)单元刚度系数

附录Ⅱ均布荷载下的等效结点力

参考文献

致谢