悬拼钢筋混凝土箱拱合理施工索力与拱轴线的优化研究

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1、学校代号10536学号12102020233分类号U448.22密级公开硕士学位论文悬拼钢筋混凝土箱拱合理施工索力与拱轴线的优化研究学位申请人姓名卓小丽所在学院土木与建筑学院指导教师田仲初教授学科专业土木工程研究方向桥梁与隧道工程论文提交日期2015年5月学校代号：10536学号：12102020233密级：公开长沙理工大学硕士学位论文悬拼钢筋混凝土箱拱合理施工索力与拱轴线的优化研究国家自然科学基金项目资助（No：51478049）学位申请人姓名卓小丽指导教师田仲初教授所在学院土木与建筑学院专业名称土木工程论文提交日期2015年5月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席王解军教授Resear

2、chonreasonableconstructionandtheoptimizationofarchaxisinReinforcedconcreteboxarchwithcantilevermethodbyZhuoXiaoliB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringinChangshaUniversityofScience&Tech

3、nologySupervisorProfessorTianZhongchuMay2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑垂声明：所呈交的论文是本人化号师的指导下独立进巧研究所取得的研巧成果。除了文中特别加打、标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的硏究做化垂要贡献的个人和樂体，均＾。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担己在文中式明确方式标明。作者籍名：：年＞円小而円期心史＿＾月＾＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复

4、印件和电子版，允许论文被查阅和借闊。本人授权长沙理工大学可化将本学位论文的全部或部分内辖编入有关数掘巧进，可Ｗ采用影印巧检索、缩印或担描等复制手段保存和汇编本学化论文。同时授权中国科学技术信息研巧所将本论文收录到《中固学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，化年解密后适用本授权书。２、不保密＾＾／｜一‘｜（请巧上相应方框内打、）＊作者豁名：疏日）矩足？巧年名月又円导师签名；ＩＪ摘要不同形式的拱桥有其特有的合理成桥状态，不同方法施工的拱桥，其合理施工状态也并非单一不变。拱桥合理成桥及合理施工状态的确

5、定包含了许多设计和施工参数的优化，把极其关键的两个点作为本文研究的主要内容——合理施工阶段索力及合理拱轴线形的计算优化。本文依托国家自然科学基金资助项目《基于多目标优化的悬浇混凝土拱桥构形与安全控制的理论与方法》，以贵州省龙场渡槽（主拱圈变宽、净跨径200m）为背景，具体的研究工作主要有以下几个方面：（1）对国内外钢筋混凝土拱桥的发展进行了综述，阐述了几种主要的施工方法，并对现有缆索吊装斜拉扣挂法施工拱桥存在的问题进行了简要分析，最后提出了本文研究的主要内容。（2）在确定合理施工状态时，从施工阶段参数、结构实际受力状态、施工阶段扣索索力确定等方面进行了阐明；在确定合理成桥状态时，主要从主拱圈合

6、理拱轴线、主拱圈合理成桥状态、合理成桥扣索索力确定这几个方面进行了归纳。（3）提出了“一张索力通过静力平衡确定，二张索力以调整内力为主”的索力多次张拉控制思想；本桥采用了当前节段吊装多次张拉的方法进行吊装阶段索力控制，节段吊装完成后不再进行索力调整。（4）合理施工索力计算及优化过程中，采用基于影响矩阵的未知荷载系数法在MidasCivil有限元软件中进行了合理施工索力的优化。通过频率法实测的索力数据及主拱圈控制截面的实测应力与理论数据的对比分析，验证了该方法优化得到的索力是合理且施工中易于实现的。（5）探讨了数值法在变截面主拱圈内力计算中的应用，计算过程中主要解决了两个问题：变截面主拱圈自重对

7、应的力臂进行了形心的修正，避免了一般数值方法采用微元段中点造成的内力偏差；变宽主拱圈面积函数的确定。（6）提供了一种利用MATLAB编程工具进行变截面拱轴系数优化的思路，并给出了MATLAB拟合程序。根据工程中拱圈变宽、悬臂拼装的设计及施工特点，采用三次样条差值作为逼近函数对拱轴线进行了拟合，通过优化，拱轴线更加合理。关键词：钢筋混凝土；变截面；MATLAB；索力优化；合理拱轴线；悬臂拼装IABS