预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程随机分析研究

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1、工程硕士学位论文预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程随机分析研究作者姓名李兰武工程领域建筑与土木工程校内指导教师苏成教授校外指导教师司徒毅高级工程师所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年4月ResearchonStochasticAnalysisofPrestressedConcreteExtra-dosedBridgeduringConstructionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiLanwuSupervisor：Prof.Su

2、ChengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要矮塔斜拉桥是近二十年才在中国发展起来的一种比较新颖的桥型，该类桥型的建设在国内已经逐渐普及。施工过程中影响桥梁结构状态的因素众多，且各因素具有不确定性，影响因素的随机性会导致结构受力和变形发生随机变异，最终影响成桥状态时结构的受力和线形。从概率层面对预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程结构的响应进行研究，客观反映正常施工条件下施工过程中结构响应的不确定性，具有重要的工程意义。本文工作主要包括四个部分。第一部

3、分简要介绍了矮塔斜拉桥的定义和发展情况，概括性地介绍了斜拉桥施工过程仿真分析和随机分析的研究情况。第二部分简要概述了桥梁结构施工过程仿真分析方法和原则，进行了预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程仿真分析。第三部分简要阐述了几种常用的随机结构静力分析方法，详细介绍了响应面-蒙特卡罗法原理和实现步骤，并采用响应面-蒙特卡罗法进行预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程随机分析。第四部分阐述了预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程随机因素影响程度分析方法，并对预应力混凝土矮塔斜拉桥进行施工过程随机因素影响程度分析，获得一些预应力混凝土矮

4、塔斜拉桥施工过程随机因素影响规律。正常施工条件下，考虑施工过程各种因素的随机性，对预应力混凝土矮塔斜拉桥进行施工过程随机分析，结果表明：（1）随着施工过程的不断推进，主梁挠度和主塔偏位的标准差呈增大趋势；进行体系转换施工时，主塔偏位的标准差会明显增大。（2）预应力混凝土矮塔斜拉桥各斜拉索索力标准差较大，但施工过程中，各斜拉索索力标准差的变化比较平缓。（3）随着施工过程的不断推进，各截面应力标准差呈增大趋势；0#块两端主梁截面应力标准差较大。以上结论可以为预应力混凝土矮塔斜拉桥施工监控工作提供理论指导。正常施

5、工条件下，对预应力混凝土矮塔斜拉桥进行施工过程随机因素影响程度分析，结果表明：（1）立模标高、主梁节段重量和施工索力的变异对主梁挠度有主要影响，铺装荷载的变异对主梁挠度有较大影响，主梁混凝土弹模的变异对主梁挠度也有一定影响。I（2）主梁节段重量的变异对主塔偏位有主要影响，铺装荷载的变异对主塔偏位有较大影响，主梁混凝土弹模的变异对主塔偏位也有一定影响。（3）施工索力的变异对斜拉索索力有主要影响，主梁节段重量、铺装荷载和主梁混凝土弹模的变异对斜拉索索力也有一定的影响。（4）主梁节段重量和施工索力的变异对结构应力

6、有主要影响，铺装荷载的变异对结构应力有较大影响，主梁混凝土弹模的变异对结构应力也有一定影响。（5）其他参数的变异对结构响应的影响很小。对比传统预应力混凝土密索斜拉桥和预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程随机因素影响规律，可以发现：主梁节段重量和施工索力均为影响这两种桥型施工过程的重要因素；主梁混凝土弹模对传统预应力混凝土密索斜拉桥主梁挠度和塔顶偏位的影响很小，但对预应力混凝土矮塔斜拉桥主梁挠度和塔顶偏位则有一定影响；立模标高的变异对预应力混凝土矮塔斜拉桥施工过程中的主梁挠度有重要影响。关键词：矮塔斜拉桥；施工监控

7、；仿真计算；随机分析；响应面-蒙特卡罗法IIAbstractTheextra-dosedPCbridgeisanewtypeofbridgethathasbeendevelopedinChinafornearlytwentyyears.Therearemanyfactorsthataffectthestructurestateofbridgeduringconstruction,andthesefactorsareuncertain.Theuncertaintyofthesefactorswillresul

8、tinthevariationofstressesanddeformations,andultimatelyaffecttheforceandalignmentofthebridgewhenthebridgeiscompleted.Ithasgreatsignificancetostudytheresponseofprestressedconcreteextra-dosedPCbridgeintheprobabi