浅谈体外预应力桥梁的自适应控制研究

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1、东南大学硕士学位论文体外预应力桥梁的自适应控制研究姓名：梁向科申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：吴京20070601体外预应力桥梁的自适应控制研究f学校名称：东南大学研究生姓名：粱向科导师姓名：吴京副教授摘要桥梁的长期挠度随着使用年限的增长将会不断地发展，甚至会出现下挠过大而危及桥梁的正常使用，这已成为桥梁工程的一个很普遍的现象；同时随着人们交通活动的日益繁忙，对应用于交通线上的桥梁提出了更加严格的挠度要求，如何对桥梁的挠度进行有效的控制。成为了土木工程界的一个研究热点。本文结合智能结构

2、控制的思想，并采用体外预应力技术，可以对桥梁的挠度进行有效的主动控制。本文首先对影响桥梁长期挠度的因素进行了总结．并论述了高速铁路桥梁设计中对桥粱的挠度要求，明确了对桥梁挠度进行控制的意义，提出采用体外预应力技术对桥梁挠度进行主动控制的手段。并建立了相应的体外预应力自适应控制系统模型．体外预应力自适应控制系统通过设置可调节撑杆来对体外预应力索进行横向张拉，改变预应力对桥梁产生的等效荷载值来平衡外荷载对桥梁产生的变形，实现对桥梁体形的控制过程。为实现自适应控制系统的各项功能，本文对自适应控制系统中

3、的组成硬件进行了叙述，明确各硬件的功能要求，并设计了描述作动器工作行为的线性伸长模式。针对桥梁的长期挠度控制和实时挠度控制分别设计了静态挠度控制策略和动态挠度自适应控制策略，并建立有限元模型对自适应系统进行模拟计算。在静态挠度控制模拟中，使用初始作用矩阵进行迭代运算，获得准确的撵杆调节伸长量，即可控制监控点处的挠度，实现调节桥梁整体体形的目标，并对实际工程应用中对初始作用矩阵的提取进行了讨论。在动态挠度自适应控制模拟中，通过使用APDL语言进行编程，在有限元程序ANSYS中实现了对移动荷载通过桥

4、粱的全过程进行实时挠度控制的模拟，并对影响自适应控制系统工作高效稳定性能的若干参数进行了分析研究。模拟结果表明，采用体外预应力自适应控制系统对桥梁的静态挠度和动态挠度进行控制的效果是良好的，是可行的。关键词；桥梁体外预应力挠度控制自适应控制策略illResearchontheAdaptiveControllingoftheExternalPrestressingBridgeSoutheastUniversityByHANGXiang-keSupervisedbyAssociateProf．WuJ

5、ingAbstractIthasbeenaprevalentphenomenonintheb“49eengineeringthat：thelong-termdeflectionofthebridgeswoulddevelopcontinuouslywiththeincreasingoftheservieeage．MeanwhileitisdemandedstricterdeflectioncriterionforthebridgeswhichareappliedOntherouteforpeop

6、le’Sheaviertra伍cactivities．Howtocontrolthedeflectionofthebridgeefficiendyisbecomingahotpointofdvilengineering．Withtheideaofsmagtstructurecontrolling,itcantakeauefficientadivccontrolofthedeflectionwiththeexternalprestressingtechnology．Aftermmmarizingt

7、hefactorswhichaffectthelong-termdeflectionofthebridgesandexplainingthedeflectioncriterionofthebridgedesigninthehigh-speedrailway，itpresentsthatit'smeaningfultotakeadeflection-controlofthebridges．Measurestothedeflection-controlbythee】【ternalprestressi

8、ngageadopted，andafiniteelememmodelfortheExteroalPrestressingAdaptiveSystem01PAS)is∞tupt0makeasimulation．EPAStakesatransversetensionofthecablesbysettingaseriesofLength-AdjustableStayBars(tASBs)asthesaddlesofexternallyprestressedbridge，whichcⅫmodj句thee