拱段吊裝過程中的索力優(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、設計、施工、運營等方面仍有許多問題需要研究。天池特大橋是目前我國國內(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個安裝節(jié)段。本文以該大橋纜索吊裝施工項目為依托，研究了拱肋吊裝過程中拱段接頭的抗彎剛度損失和扣索索力優(yōu)化問題，并對吊裝施工全過程的拱肋穩(wěn)定性進行了分析，具有重要的理論和工程實際意義． 對于使用環(huán)氧樹脂處理拱段接頭的吊裝施工項目，吊裝落位過程對時間的要求很高。由于拱

2、段預制時的尺寸誤差及前一拱段的安裝誤差，使得拱段標高控制點的目標位置事先并不確定。因此，吊裝時拱段的標高調(diào)整是一個動態(tài)的過程。通過研究，本文給出動態(tài)調(diào)整標高的原理和方法，并編寫出計算程序。吊裝時利用計算機輔助計算，有效地解決了要求實測結(jié)果快速通報的問題。 基于施工現(xiàn)場拱肋高程測量結(jié)果，利用神經(jīng)網(wǎng)絡方法對拱段接頭的抗彎剛度進行了剛度降低識別，得出了剛度降低識別結(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化模式。在此基礎上，論述了吊裝施工過程中扣索索力與拱肋內(nèi)力、拱軸線形的關系，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，即可達到成拱線形與內(nèi)力的控制目標。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語言參數(shù)化編程仿真拱肋施工全過程，

4、首先采用單步法(Single Run)法對扣索索力的初始設計進行求解，獲得初始設計值；然后采用子問題法(Sub-Problem)法進行優(yōu)化，求出一個最優(yōu)解；再以最優(yōu)解為基礎，用一階法(First-Order)法進一步優(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)定是施工全過程和運營安全的必要條件。本文研究并確定了拱肋在吊裝施工過程中的穩(wěn)定性主要影響因素，從拱段接頭抗彎剛度入手，針對三種拱段接頭模型，計