拱段吊裝過(guò)程中的索力優(yōu)化及拱肋穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著拱橋跨徑的逐漸增大，在拱橋理論、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等方面仍有許多問(wèn)題需要研究。天池特大橋是目前我國(guó)國(guó)內(nèi)最大跨徑的采用纜索吊裝、扣掛施工技術(shù)的箱型拱橋，其單拱肋共有17個(gè)安裝節(jié)段。本文以該大橋纜索吊裝施工項(xiàng)目為依托，研究了拱肋吊裝過(guò)程中拱段接頭的抗彎剛度損失和扣索索力優(yōu)化問(wèn)題，并對(duì)吊裝施工全過(guò)程的拱肋穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，具有重要的理論和工程實(shí)際意義． 對(duì)于使用環(huán)氧樹(shù)脂處理拱段接頭的吊裝施工項(xiàng)目，吊裝落位過(guò)程對(duì)時(shí)間的要求很高。由于拱

2、段預(yù)制時(shí)的尺寸誤差及前一拱段的安裝誤差，使得拱段標(biāo)高控制點(diǎn)的目標(biāo)位置事先并不確定。因此，吊裝時(shí)拱段的標(biāo)高調(diào)整是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。通過(guò)研究，本文給出動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)高的原理和方法，并編寫出計(jì)算程序。吊裝時(shí)利用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，有效地解決了要求實(shí)測(cè)結(jié)果快速通報(bào)的問(wèn)題。 基于施工現(xiàn)場(chǎng)拱肋高程測(cè)量結(jié)果，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)拱段接頭的抗彎剛度進(jìn)行了剛度降低識(shí)別，得出了剛度降低識(shí)別結(jié)果。采用各種不同的建模方式，分析了接頭抗彎剛度損失對(duì)索力、拱肋撓度和內(nèi)

3、力的影響，明確了拱段接頭的合理簡(jiǎn)化模式。在此基礎(chǔ)上，論述了吊裝施工過(guò)程中扣索索力與拱肋內(nèi)力、拱軸線形的關(guān)系，討論了結(jié)構(gòu)幾何非線性求解的方法與步驟。 索力優(yōu)化可以確定各拱段吊裝時(shí)的初始扣索索力，并且只需一次初始張拉扣索，而后不再調(diào)索，即可達(dá)到成拱線形與內(nèi)力的控制目標(biāo)。避免或減少了因多次張拉扣索、調(diào)整線形而引起的施工困難，加快了施工進(jìn)度，消除了因多次調(diào)索而可能出現(xiàn)的安全隱患?；贏NSYS的APDL語(yǔ)言參數(shù)化編程仿真拱肋施工全過(guò)程，

4、首先采用單步法(Single Run)法對(duì)扣索索力的初始設(shè)計(jì)進(jìn)行求解，獲得初始設(shè)計(jì)值；然后采用子問(wèn)題法(Sub-Problem)法進(jìn)行優(yōu)化，求出一個(gè)最優(yōu)解；再以最優(yōu)解為基礎(chǔ)，用一階法(First-Order)法進(jìn)一步優(yōu)化：最后采用掃描法(sweep)掃描出扣索初始索力的最優(yōu)解。 保證拱肋穩(wěn)定是施工全過(guò)程和運(yùn)營(yíng)安全的必要條件。本文研究并確定了拱肋在吊裝施工過(guò)程中的穩(wěn)定性主要影響因素，從拱段接頭抗彎剛度入手，針對(duì)三種拱段接頭模型，計(jì)