大跨预应力混凝土斜拉桥施工控制及索塔温度效应分析

摘要

近些年来,斜拉桥的建造技术在中国取得了长足发展,因此,对大跨径斜拉桥施工控制的研究就愈发显得迫切和重要.该文作者结合湖北省巴东长江大桥的工程实践,对这一关键问题进行了研究,将灰色预测控制系统运用在分段施工的大跨斜拉桥施工控制中.该文详细的阐述了灰色预测控制系统的基本思路,技术路线、实施步骤以及实际应用情形.通过建立多个灰色GM(1,1)预测模型对决定系统行为特征的各主要状态变量的发展进行了预测.实践分析表明,采用GM(1,1)模型能对斜拉桥施工过程中诸如挂篮变形、拉索和浇梁段混凝土时的结构位移等极具随机性的变量给出较好的预测,可以对标高和索力进行双控,为大跨径斜拉桥施工这一复杂控制系统的建模找到了一条切实可行的途径.该系统是基于斜拉桥施工过程发展变化的预测的控制,是基于斜拉桥施工未来态势的超前控制,具有较高的精度,并且该系统所反映的控制思想,所提出的控制方法能适用于其他一切桥梁的施工控制,具有较广泛的适用性.通过在湖北省巴东长江公路大桥上的施工控制分析及实施结果,证明了该系统的有效性.斜拉桥索塔造型丰富多彩,但就横截面形式而言,一般均采用矩形.巴东长江公路大桥创造性的采用D型截面索塔,其造型新颖、美观.该文将D型索塔截面与当今斜拉桥普遍采用的矩形截面的受温性能进行了比较,发现在日照温差影响下,两者均产生较大的拉应力,并且大小相当,建议设计索塔时应充分考虑温度应力的不利影响.

目录

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第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及研究对象

1.4本文主要工作

1.4.1灰色预测控制系统在大跨径斜拉桥中的应用

1.4.2斜拉桥索塔温度效应分析

第2章斜拉桥施工灰色预测控制系统

2.1概述

2.2预测控制的基本理论

2.3预测模型的建立

2.3.1灰色系统预测模型建立的理论基础

2.3.2灰色预测模型的建立

2.3.3模型GM(1，1)的新陈代谢

2.4斜拉桥理想施工终态的确定

2.4.1分段施工斜拉桥施工状态跟踪计算

2.4.2斜拉桥理想施工状态的确定

2.4.3立模标高的确定

2.5参数识别与最优估计

2.5.1参数敏感度分析

2.5.2主要参数识别

本章小结

第3章分段施工斜拉桥施工控制的实施

3.1概述

3.2巴东长江公路大桥工程概况

3.2.1巴东长江公路大桥工程简介

3.2.2巴东长江公路大桥技术参数

3.2.3巴东长江公路大桥主梁节段划分及施工方案和顺序

3.3巴东长江公路大桥施工控制的目的、内容和原则

3.4 巴东长江公路大桥施工控制分析计算

3.5立模标高及斜拉索初张力的输出

3.5.1立模标高的确定

3.5.2斜拉索第三步张拉力的确定

3.6施工检测

3.6.1变形测试

3.6.2索力测试

3.6.3应变测试

3.6.4挂篮变形观测

3.6.5温度影响测试

3.6.6结构几何及物理参数的检测

3.7施工控制的实施

3.7.1施工控制现场工作的开展

3.7.2灰色预测控制系统示意图

3.7.3斜拉桥施工控制流程图

3.7.4施工控制实施过程

3.8灰色预测控制系统的应用

3.8.1算例

3.8.2预测结果比较

3.9巴东长江公路大桥的控制结果

3.9.1标高控制结果

3.9.2索力控制结果

3.9.3控制截面应变

3.9.4 塔顶偏立

3.10斜拉桥立模标高的一种修正温度影响的方法

3.10.1现场实测

3.10.2分析结论

本章小结

第4章大跨斜拉桥索塔受温性能分析

4.1巴东桥“D”型截面索塔概述

4.2引出的问题

4.3温度效应

4.4分析计算

4.4.1建模

4.4.2温度计算模式的确定

4.4.3计算结果

4.5结论

本章小节

结论及建议

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文