大跨径单索面部分斜拉桥施工安全风险评价方法研究

作     者：姜姗 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李元松;王国斌

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：部分斜拉桥 施工安全风险 模糊综合评价 ANP模型 yaanp软件 

摘      要：大跨径斜拉桥,尤其是部分斜拉桥,因其同时具有斜拉桥与梁式桥的优势性能,造型美观、造价经济,因此发展较为迅速。该桥型因为较大的跨径布置,导致桥梁结构在施工阶段处于较脆弱的状态,容易埋下极大的安全隐患。如果漠视这种安全隐患,任其自然演化而不采取相应预防措施,将极易引起不可逆转的安全事故,对人民的生命财产安全造成威胁。然而,在现阶段的桥梁施工安全风险评价研究中,往往只考虑人员、材料、机械、施工技术、环境等因素对桥梁整体或者分项工程的影响,而对桥梁结构的安全重视不足,同时较多地运用层次分析法对风险因素间的关联影响进行简单的线性对应而忽视了因素间的交叉作用,而网络分析法考虑到了因素间的相互影响。因此,利用网络分析法对大跨径部分斜拉桥进行结构安全风险评价研究,具有重要的理论意义。本文针对大跨径单索面部分斜拉桥施工过程中出现的结构风险,采用Midas/civil有限元分析软件建立大跨径斜拉桥成桥模型,分析结构的应力、位移变化特征,采用敏感性分析,利用单一控制变量法,改变某一个参数变量得到对应的结构响应量,从而识别出安全风险因素,建立相应风险评价指标体系。采用网络分析法(ANP)对主要结构影响因素进行权重排序,结合专家打分法和模糊综合评价方法进行风险等级评价。本文主要研究工作与成果如下:(1)从定性分析、定量分析的角度对不同的桥梁安全风险评价方法进行研究分析,对比不同的评估方法及优缺点,阐述选用网络分析法(ANP)作为本文主要风险评价方法的理由。(2)采用Midas/civil模拟软件建立河谷汉江大桥主桥成桥模型,从结构响应的角度识别出大跨径斜拉桥结构安全风险因素,主要包括关键拉索突然断索、温度变化、主塔塔顶偏位、主梁容重、拉索弹性模量、收缩徐变等,从而建立相应安全风险评价指标体系。(3)建立了基于网络分析法(ANP)的大跨径部分斜拉桥结构安全风险评价模型,利用yaanp软件对ANP模型进行计算分析,对各结构影响因素进行最终权重排序。得出最容易产生结构风险的地方是主梁线性偏差,导致这一风险的主要因素是主塔塔顶偏位和边跨侧最长拉索断裂。(4)利用专家打分法和模糊综合评判法确定安全风险等级,主梁线性偏差和主梁强度破坏等级均为Ⅲ级,属于高度风险,主塔失稳安全风险等级为高度(Ⅲ级),拉索强度破坏安全风险等级为风险等级为中度(Ⅱ级)。(5)采用传统方法对河谷汉江大桥进行总体施工安全风险评价,风险等级为Ⅲ级(高度),在此基础上利用鱼刺图法和LEC评价法对其开展专项安全风险评价,得出主梁悬臂浇筑施工为重大风险源,风险等级为Ⅲ级(高度),符合工程实际情况。