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文檔簡介
1、自錨式懸索橋以其結(jié)構(gòu)新穎、造型優(yōu)美、經(jīng)濟性能良好、對地形及地質(zhì)狀況適應(yīng)性強等優(yōu)點而越來越受到橋梁工程界的關(guān)注。自錨式懸索橋主纜錨固于主梁之上,形成縱向自平衡結(jié)構(gòu)體系,其施工方法和成橋后的受力特性均與地錨式懸索橋有顯著差別。本文以南京江心洲大橋為工程背景,圍繞空間纜索自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)體系的部分關(guān)鍵技術(shù)問題以及自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)可靠度評估問題展開研究。主要內(nèi)容有:
(1)空間纜索自錨式懸索橋施工過程纜索線形計算理論與軟件開發(fā)。基
2、于主纜分段懸鏈線理論、無應(yīng)力長度不變原理、空纜狀態(tài)主纜線形與索鞍偏移量計算原理等,建立了一套適用于自錨式懸索橋成橋狀態(tài)及施工過程中纜索計算的精細(xì)化方法。通過簡化處理,將平面主鞍座位置計算方法推廣到空間主鞍座的位置計算;根據(jù)自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)受力特點,對自錨式懸索橋考慮主梁、主塔壓縮時其纜索線形精細(xì)化計算方法進行了研究,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了適用于各類懸索橋纜索線形計算分析與施工控制的纜索程序。
(2)自錨式懸索橋成橋理想狀態(tài)研究。
3、提出一種確定自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)合理成橋狀態(tài)的綜合優(yōu)化算法。該算法將纜索解析程序與非線性有限元結(jié)構(gòu)分析程序相結(jié)合,通過選擇合適的目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計變量和狀態(tài)變量來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的意圖,通過引入溫度剛臂來考慮主梁、主塔的壓縮量,利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法獲得自錨式懸索橋基本成橋狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,采用應(yīng)力平衡法調(diào)整與配置主梁預(yù)力束,校核基本成橋狀態(tài),得到合理的最終成橋狀態(tài)。
(3)空間纜索自錨式懸索橋纜索架設(shè)施工控制及體系轉(zhuǎn)換研究。提出空纜架設(shè)的
4、“帶散索套”安裝線形以及相應(yīng)的施工控制措施,給出索夾的安裝位置及角度,分析了纜索架設(shè)線形與溫度的關(guān)系。針對南京江心洲大橋獨特的結(jié)構(gòu)特點,提出其吊索張拉與體系轉(zhuǎn)換的總體原則,系統(tǒng)分析與總結(jié)了體系轉(zhuǎn)換過程中的力學(xué)特性。根據(jù)體系轉(zhuǎn)換中受力特性的規(guī)律,將體系轉(zhuǎn)換過程整體上劃分為四個階段,提出每一階段的控制目標(biāo)與實施要點,在此基礎(chǔ)上制訂了相應(yīng)的吊索張拉與體系轉(zhuǎn)換方案,并在工程現(xiàn)場得到實施。
(4)結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析及可靠度評估方法研
5、究。提出一種適用于自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析與可靠度評估的復(fù)合算法。該算法兼顧效率與精度,應(yīng)用拉丁超立方抽樣技術(shù)來選取樣本點,保證所選取的樣本點能夠較為均勻的分布在整個概率空間,得到性質(zhì)良好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù);根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)、各層權(quán)值和閥值等,顯式化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù),在此基礎(chǔ)上采用皮爾森相關(guān)系數(shù)分析參數(shù)敏感性;采用一次二階矩法和重要抽樣蒙特卡洛仿真做可靠度評估。通過相關(guān)算例驗證所提方法的效率與精度,并編制了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊程序。
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