大跨度拱桥拱肋安装线形误差适时调整技术研究

论文摘要

近年来大跨度拱桥在我国得到了迅速发展,大跨度拱桥拱肋安装大多采用无支架缆索吊装斜拉扣挂法,成拱线形好坏关系着拱桥的受力状态和正常营运。受到温度误差、设计参数误差、测量误差、计算误差及施工误差等影响,拱肋实际安装线形与理论安装线形存在偏差。大量工程实践表明:温度误差对拱肋安装线形的影响较显著。本文开展了拱肋安装线形误差适时调整技术研究,主要内容如下:①分析拱肋安装线形误差成因。②针对温度误差对拱肋安装线形影响显著的特点,研究了拱肋吊装中季节温差对拱肋安装线形的影响,得到了拱肋安装线形随季节温差的变化规律。③引入贝叶斯气温预测模型,进行长期温度预测,通过某地历年气温的预测,验证了贝叶斯气温预测模型的可行性和合理性。④给出了拱肋安装误差容许范围的确定方法,在此基础上提出一种拱肋安装线形误差适时调整方法。针对拱脚不同的边界条件,研究了线形误差调整方法,包括影响矩阵法、优化计算法及顶推法。⑤以某桥为例,运用ANSYS的零阶优化法,采用贝叶斯气温预测模型预测了拱肋节段安装温度,计算了不计温差影响和计入温差影响的节段预抬量和索力。结果表明:大跨度拱桥在计入温差影响后,索力值差异较小,但预抬量差异较大。计入温差影响后,拱肋成拱线形与目标线形吻合良好,说明该方法能够解决拱肋安装中温度误差对拱肋安装线形及内力影响较大的问题,具有较高的实际工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 大跨度拱桥的发展现状
• 1.1.1 国外大跨度拱桥的发展现状
• 1.1.2 国内大跨度拱桥的发展现状
• 1.2 大跨度拱桥施工方法
• 1.2.1 转体施工法
• 1.2.2 劲性骨架法
• 1.2.3 少支架施工法
• 1.2.4 同步提升法
• 1.2.5 无支架缆索吊装法
• 1.2.6 悬臂施工法
• 1.3 现有拱肋安装扣索力与线形计算方法
• 1.3.1 力矩-平衡法
• 1.3.2 零弯矩法
• 1.3.3 弹性-刚性支撑法
• 1.3.4 动态调索法
• 1.3.5 一次张拉扣索法
• 1.3.6 基于优化理论的分析方法
• 1.4 拱肋安装线形误差调整方法研究现状
• 1.4.1 研究现状
• 1.4.2 存在的问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 主拱安装线形误差分析
• 2.1 误差类别
• 2.1.1 设计参数误差
• 2.1.2 施工误差
• 2.1.3 测量误差
• 2.1.4 计算误差
• 2.1.5 温度误差
• 2.1.6 其他误差
• 2.1.7 降低误差的方法
• 2.2 季节温差对拱肋安装线形影响分析
• 2.2.1 温差对自由悬臂拱线形影响
• 2.2.2 季节温差对扣挂主拱线形影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 拱肋安装期间环境温度的预测
• 3.1 温度预测方法
• 3.1.1 均生函数法
• 3.1.2 神经网络法
• 3.1.3 贝叶斯法
• 3.2 贝叶斯法气温预测模型
• 3.2.1 常均值贝叶斯模型
• 3.2.2 常均值折扣贝叶斯模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 拱肋安装线形适时调整方法
• 4.1 拱肋安装目标线形
• 4.1.1 拱肋目标线形
• 4.1.2 考虑温度影响的拱肋目标线形
• 4.2 安装误差容许范围
• 4.3 误差适时调整方法
• 4.3.1 优化计算法
• 4.3.2 影响矩阵法
• 4.3.3 顶推法
• 4.4 本章小结
• 第五章 工程实例
• 5.1 工程概况
• 5.2 计算方法
• 5.2.1 零阶优化法
• 5.2.2 一阶优化法
• 5.2.3 优化数学模型
• 5.2.4 索力模拟方法
• 5.3 索力和预抬量首次优化计算
• 5.3.1 计算模型
• 5.3.2 计算结果分析
• 5.4 节段安装温度预测
• 5.5 考虑温度重新优化计算索力和预抬量
• 5.5.1 考虑安装温度修正计算模型
• 5.5.2 考虑安装温度重新求得的预抬量和扣索索力
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文取得的主要成果
• 6.2 存在的问题及今后研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果