大跨钢斜拉桥主梁无应力构形法研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文大跨钢斜拉桥主梁无应力构形法研究姓名：李凯乐申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：颜东煌;陈常松20090401摘要当斜拉桥进入超大跨度后，几何非线性问题为设计和施工中必须考虑的影响因素。本文以荆岳长江公路大桥为工程背景，基于自适应无应力构形控制法，运用非线性正装迭代法对超大跨度斜拉桥施工控制中钢主梁的制作和安装影响因素进行了较为深入的研究。主要研究工作如下：(1)阐述了基于有限元分析的几何非线性理论；并介绍了针对斜拉桥几何非线性问题的处理方法：①两节点悬链线索元(两端带任意刚臂)；

2、②CR坐标系法；③梁单元的几何刚度矩阵，介绍了几何非线性问题的求解方法。(2)介绍了确定斜拉桥合理旌工状态的各种方法，研究了计算斜拉桥无应力构形的非线性正装迭代法，并运用此结合荆岳长江公路大桥求解了成桥索力。(3)研究了安装线形和无应力线形的概念、区别和联系，并介绍了各自的计算方法，重点介绍了无应力状态法的基本思想，并结合荆岳长江公路大桥的旌工过程进行正装迭代计算，求解了钢箱梁的制作尺寸。(4)研究了钢箱梁制作和悬拼安装过程中的误差评估过程和分析方法，研究了自适应无应力构形控制法误差控制中的误差处理流程，并应用到荆岳

3、长江大桥施工过程中。(5)采用参数敏感性分析方法对荆岳长江公路大桥钢箱梁制造误差来源及敏感性进行了分析，识别出了主要设计敏感参数；对钢箱梁悬臂拼装误差的来源及影响程度进行了研究，提出了钢箱梁在悬臂拼装过程中可能产生误差的原因。关键词：斜拉桥；施工控制；几何非线性；无应力线形；安装线形ABSTRACTAsthebridgespanincreases，theefkctofthegeometricalnonlinearityofsuchstructuresbecomeseVenmoreinfluencefactorsinb

4、ridgedesignandconstruction．WithreferencetoJing、meYangtzeRiVerHighwayB“dge，usingunstrainedgeometrymethodbasedontheoryofgeome”icnonlinearandforward-iterationmethod，thisthesiscarriedonamorethoroughstudyoninfluencefactorsonprefabricatingandassemblesteelboxgirder。Th

5、emaincontentsoftheresearchasfollows：(1)Thebasicthoughtofgeometricnonlineartheorybasedonfiniteelementmethodiselaborated，andtreatmentmethodsongeometricnonlinearofcable·stayedbridgeisintroduced：Two-nodecatenariescableelement(witharbitraryrigidams)；Co-rotatingcoord

6、inatesystemandgeometricstif铀essmatrixofbeamelement；andsolutionprocedureofgeometricmethodisintroduced．(2)Methodsofdeteminingreasonable矗nishedstateofcable-stayedbfidges；Forward-iterationmethodoncalculatingcable·stayedbridgestress—f-reeshapesisstudied，andthemethod

7、isappledOnJingY-ueYangtzeRiVerHighwayBridgetocomputertensioncableoffinishedbridge．(3)Assembledgeometryandunstrainedgeometryisintroducedandtheirdifferencesandrelationarestlldied；AndsoIutionfbreachofthemiselaborated；thebasisthoughtofstress—freeshapescontrolmethod

8、isemphasized，withreferencetoJingYueYangtzeRiVerHighwayBridge，f．orward—iterationcalculationiscarriedoninaccordwithconstructionprogress，锄dassembledgeometryandunstrainedgeometr