斜拉桥主梁节段施工过程标高与索力控制可靠度分析.pdf

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1、第27卷第2期华中科技大学学报(城市科学版)V01．27No．22010年6月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Jun．2010斜拉桥主梁节段施工过程标高与索力控制可靠度分析徐郁峰，苏成，陈兆栓(华南理工大学a．土木与交通学院；b．亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州510640)摘要：鉴于大跨度斜拉桥结构响应难于显式化、结构非线性程度高，而有限元计算量庞大，以至大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析具有复杂性，采用一种改进的可靠度分析方法，即响应面一蒙特卡罗法，进行大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析。该方法是结合了大跨度斜拉桥施工过程有限元仿真分析、传

2、统响应面法及蒙特卡罗法，能反映结构几何参数、材料参数和荷载参数变异性影响的大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析方法。相对于传统响应面法，该法具有精度高的优点；相对于传统蒙特卡罗法，本方法具有计算量少的优点。将本文方法应用于国道主干线广州绕城公路南环段甘竹溪特大桥斜拉桥施工控制实践中，实现了该桥的施工控制可靠度分析，获得理想的结果，为该桥施工控制目标的制定提供了科学依据，同时也显示了本文方法的正确性与实用性。关键词：大跨度斜拉桥；施工控制；可靠度；响应面法；蒙特卡罗法；有限元法中图分类号：U448．27文献标识码：A文章编号：1672-7037(2010)02-0034-06斜

3、拉桥节段施工过程中主梁标高(挠度)及成熟，还缺乏较理想的分析方法，也没有形成实际结构内力的控制至关重要，它直接关系到成桥线可行的技术模式。为此，本文将在斜拉桥施工过型及成桥内力的控制以及各施工阶段相应的调整程有限元仿真分析及可靠度计算的理论基础上，措施的准备。这就涉及到如何合理制定结构标高采用一种适用范围广、考虑因素全面、计算量少、控制目标及各阶段结构内力控制目标的问题。目计算精度高的斜拉桥施工控制可靠度分析方法。前这些目标往往是根据同类桥型的施工经验或通该法综合运用了响应面法、蒙特卡罗法及斜拉桥过若干节段的施工积累经验后而制定的，缺乏系施工过程仿真分析有限元法，适用于

4、斜拉桥施工统科学的理论依据，带有较大的盲目性和不合理控制可靠度分析，可以考虑结构几何非线性效应性。目标制定得过严会导致一旦目标达不到时，及混凝土收缩徐变效应，可以考虑结构几何参数、相应的施工调整措施准备不力而被动应付，目标材料参数、荷载系数的不确定性及其敏感性。相制定得过松将会放松对施工质量的要求，所导致对于传统响应面法，该法具有精度高的优点；相对的问题将会更加严重。因此开展这方面的研究具于传统蒙特卡罗法，该法具有计算量少的优点。有很高的工程应用价值。文献[1]以崖门大桥主采用该方法，本文对国道主干线广州绕城公路南梁节段施工为工程背景，采用随机格林函数法对环段甘竹溪特大

5、桥斜拉桥进行了施工控制可靠度施工阶段主梁前端挠度响应进行随机分析；文献分析，获得了理想的结果。[2]在此基础上进一步从概率的角度对达到预定挠度控制目标的可靠性作出定量描述，从而通过1响应面一蒙特卡罗法可靠度的概念来合理制定有关目标。然而文献[1]和文献[2]需要采用随机格林函数法对施工斜拉桥各施工阶段的结构响应无法表达为各过程中的结构响应进行随机分析，理论要求较高，随机参数的显式函数，相应地，可靠度分析中的功且需要编制专用程序进行计算，而无法直接应用能函数也将是各随机参数的隐式函数。因此，无通用有限元程序，不便于工程应用。此外在计算法直接采用需事先知道显式功能函数的一次

6、二阶控制可靠度时，还需假定结构响应服从正态分布，矩法，如Jc法等。直接采用基于有限元法的蒙特对方法的应用有一定的限制。卡罗法也不现实，原因是蒙特卡罗法需进行大量由此可见，斜拉桥施工控制可靠度研究尚不的样本试验，而每次样本试验相当于做一次有限收稿日期：2010-04—17作者简介：徐郁峰(1976．)，男，广东丰顺人，讲师，博研究方向为桥梁施工监控，xuyf@scut．edu．cn。第2期徐郁峰等：斜拉桥主梁节段施工过程标高与索力控制可靠度分析’35·⋯元仿真分析，方法的工作量太大，在现有计算条件，，)和C1(1，2，⋯，±，⋯，)，其中下实施所用的时间太长。鉴于上述问题

7、，采用响为随机变量的标准差，1，2，⋯，n。上述应面法进行斜拉桥施工控制可靠度分析是一功能函数值共有2(2n+1)个，因此，可以利用最种较好的选择。尽管响应面法在拟合功能函数时小二乘法确定式(10)中的(4n+1)个待定系数。也需进行有限元分析，但分析的次数远比上述蒙式(1)的响应面函数同时考虑了设计验算点和平特卡罗法中的有限元分析次数少。然而，响应面均值点附近的情况，可用作标高及索力控制可靠法在计算可靠度时同样需对功能函数作线性化处度分析的功能函数。理，而斜拉桥施工控制可靠度分析因涉及多种非(3)基于第(2)步获得的功能函数，即式(1)