大跨径斜拉桥合理状态确定与性能研究.doc

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大跨径斜拉桥合理状态确定与性能研究 学科专业：桥梁与隧道工程 授予学位： 硕士 学位授予单位：长安大学 学位年度：2011
本文以国内在建的一座大跨径斜拉桥为工程实例，主要针对斜拉桥的合理成桥状态，合理施工状态，塔梁同步施工及各结构参数对桥梁结构的影响进行分析研究。
首先，以结构最小弯曲能量为目标结合索力优化的影响矩阵法推导出了确定合理成桥状态的索力优化实用方法，并且先以简单结构为例，通过与其他文献方法的对比分析验证了该法的合理性与实用性。而后又采用此法成功确定了本文依托工程的合理成桥状态.
其次，介绍了基于影响矩阵的正装迭代计算法来确定斜拉桥合理施工状态，并以简单线性结构为例，详细阐述了该法的具体的计算过程，计算结果表明该方法能达到预设的合理成桥状态。考虑多种非线性因素后，采用此方法成功确定了依托工程的合理施工状态。理论分析和实例计算表明，本文方法概念清晰、收敛速度快。
第三，为了研究塔梁同步施工和异步施工的差异，为此分别建立了这两种施工方法的有限元施工仿真计算模型。通过对塔梁同步施工和异步施工的合理施工初拉力，主塔和主梁的应力、线形进行对比分析，得知塔梁同步施工是完全可行的，对成桥后索力、主梁线形和内力影响都不大，完全可以达到合理成桥状态。施工过程中应对主塔最不利截面应力、塔顶位移和垂直度进行重点控制。
最后，通过对本文依托工程的参数偏差进行敏感性分析，得知主梁线形、塔偏对结构参数的变化较为敏感，主梁应力、索塔应力、拉索应力对结构参数程度不如上述两种结构响应，施工控制中应将工作重点放在线形控制方面。主梁自重、斜拉索刚度、环境温度对结构线形和内力较为敏感，应在计算中准确模拟，在施工过程中严格管理和控制，确保成桥后结构受力和线形满足设计要求。
在本文的结尾部分对研究工作做了简单的总结，给出了一些研究结论，并针对目前的研究情况指出了有待进一步研究和解决的问题。