體外預(yù)應(yīng)力橋梁的自適應(yīng)控制研究.pdf

1、橋梁的長(zhǎng)期撓度隨著使用年限的增長(zhǎng)將會(huì)不斷地發(fā)展，甚至?xí)霈F(xiàn)下?lián)线^(guò)大而危及橋梁的正常使用，這己成為橋梁工程的一個(gè)很普遍的現(xiàn)象；同時(shí)隨著人們交通活動(dòng)的日益繁忙，對(duì)應(yīng)用于交通線上的橋梁提出了更加嚴(yán)格的撓度要求，如何對(duì)橋梁的撓度進(jìn)行有效的控制，成為了土木工程界的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文結(jié)合智能結(jié)構(gòu)控制的思想，并采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以對(duì)橋梁的撓度進(jìn)行有效的主動(dòng)控制。 本文首先對(duì)影響橋梁長(zhǎng)期撓度的因素進(jìn)行了總結(jié)，并論述了高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)中對(duì)橋梁

2、的撓度要求，明確了對(duì)橋梁撓度進(jìn)行控制的意義，提出采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)橋梁撓度進(jìn)行主動(dòng)控制的手段，并建立了相應(yīng)的體外預(yù)應(yīng)力自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型。體外預(yù)應(yīng)力自適應(yīng)控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置可調(diào)節(jié)撐桿來(lái)對(duì)體外預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行橫向張拉，改變預(yù)應(yīng)力對(duì)橋梁產(chǎn)生的等效荷載值來(lái)平衡外荷載對(duì)橋梁產(chǎn)生的變形，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁體形的控制過(guò)程。 為實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，本文對(duì)自適應(yīng)控制系統(tǒng)中的組成硬件進(jìn)行了敘述，明確各硬件的功能要求，并設(shè)計(jì)了描述作動(dòng)器工作行為的線性

3、伸長(zhǎng)模式。針對(duì)橋梁的長(zhǎng)期撓度控制和實(shí)時(shí)撓度控制分別設(shè)計(jì)了靜態(tài)撓度控制策略和動(dòng)態(tài)撓度自適應(yīng)控制策略，并建立有限元模型對(duì)自適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算。在靜態(tài)撓度控制模擬中，使用初始作用矩陣進(jìn)行迭代運(yùn)算，獲得準(zhǔn)確的撐桿調(diào)節(jié)伸長(zhǎng)量，即可控制監(jiān)控點(diǎn)處的撓度，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)橋梁整體體形的目標(biāo)，并對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中對(duì)初始作用矩陣的提取進(jìn)行了討論。在動(dòng)態(tài)撓度自適應(yīng)控制模擬中，通過(guò)使用APDL語(yǔ)言進(jìn)行編程，在有限元程序ANSYS中實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)荷載通過(guò)橋梁的全過(guò)程進(jìn)行實(shí)