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考虑影响矩阵非线性影响的斜拉桥索力优化与应用研究

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考虑影响矩阵非线性影响的斜拉桥索力优化与应用研究

作者：周旺长沙理工大学

学位级别：硕士

斜拉桥在施工过程中,由于存在几何非线性、混凝土的收缩徐变、温度等因素的影响,导致其成桥状态与整个施工过程密切相关,但目前的成桥索力优化方法大多无法准确计入施工工序等有关的效应,导致实际计算所得斜拉桥最终成桥状态与合理成桥... 详细信息

斜拉桥在施工过程中,由于存在几何非线性、混凝土的收缩徐变、温度等因素的影响,导致其成桥状态与整个施工过程密切相关,但目前的成桥索力优化方法大多无法准确计入施工工序等有关的效应,导致实际计算所得斜拉桥最终成桥状态与合理成桥状态间总有误差。本文以一座预应力混凝土斜拉桥为工程背景,跨径为150m+328m+150m,利用大型有限元软件,对斜拉桥合理施工状态的确定及施工控制展开研究。主要研究内容有:（1）阐述了基于影响矩阵的主梁力的平衡与刚性支撑连续梁法相结合确定合理成桥索力的方法,并根据影响矩阵的原理,根据大跨径斜拉桥在悬臂挂篮施工状态下,考虑新张拉斜拉索、新浇筑梁段自重、施工临时荷载、挂篮前移这四种影响索力因素,利用大型有限元软件求解索力影响向量,在MATLAB上对影响矩阵方程求解,并在线性调值的基础上,计入非线性效应进行反复迭代,并将其应用于合理施工索力计算中。其结果对比表明,考虑影响矩阵非线性影响可以大大减少大跨径斜拉桥施工索力的计算误差。（2）基于最优线形对斜拉桥合龙阶段索力进行优化分析,引入响应面法对边跨合龙前最大悬臂端进行主梁线形修正,对主梁容重、索力和配重三种参数进行识别,通过调整参数来修正线形偏差,成果表明基于响应面的有限元线形修正可以显著提高模型的修正效率和准确性,作为桥梁施工控制的一种方法来减少线形误差,具有重大的实际施工监控指导意义。（3）基于斜拉桥设计安全考虑,以最优施工索力应用于背景工程进行施工阶段和成桥运营阶段计算分析,并对比施工监控实测数据,施工各阶段结果表明各项计算数据均满足规范要求,应力、位移和索力实测值与理论值较为吻合,并具有充足的安全储备余量。成桥和运营阶段在标准荷载组合和短期荷载组合作用下,其结果显示,分析数据满足规范要求,验证了考虑影响矩阵非线性影响在计算施工索力工作上的可行性。

关键词：斜拉桥影响矩阵最优施工索力非线性影响响应面法

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影响矩阵法在吊杆张拉计算中的应用

中国市政工程 2009年第5期 19-21页

作者：孙九春腾达建设集团股份有限公司上海200122

以系杆拱桥吊杆张拉为背景,指出了索力增量、千斤顶张拉力及张拉顺序三者之间的关系。探讨了影响矩阵迭代技术在线性结构和非线性结构调值中的应用以及复杂结构影响矩阵调索问题。指出索力对称的结构应尽可能利用对称性对张拉方式进行简... 详细信息

以系杆拱桥吊杆张拉为背景,指出了索力增量、千斤顶张拉力及张拉顺序三者之间的关系。探讨了影响矩阵迭代技术在线性结构和非线性结构调值中的应用以及复杂结构影响矩阵调索问题。指出索力对称的结构应尽可能利用对称性对张拉方式进行简化;对更为复杂的调值计算一般利用最小二乘法通过非线性迭代技术来实现。

关键词：吊杆影响矩阵迭代最小二乘法

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影响矩阵法在桥梁合理成桥状态确定中的应用

公路与汽运 2008年第6期 113-115,133页

作者：杨俊三峡大学土木水电学院湖北宜昌443002

文中在分析基于线性、非线性调值计算的影响矩阵法的基础上,分析了影响矩阵法在斜拉桥、系杆拱桥、自锚式悬索桥及预应力砼梁式桥合理成桥状态确定中的应用,提出的计算方法可为桥梁设计提供参考。

关键词：桥梁影响矩阵合理成桥状态斜拉桥系杆拱桥自锚式悬索桥梁式桥

影响矩阵法在部分地锚斜拉桥部分调索中的应用

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四川建材 2018年第12期44卷 209-210,212页

作者：雷浪曹磊长安大学公路学院陕西西安610064

为了使某预应力混凝土部分地锚斜拉桥的成桥索力达到目标值,利用MIDAS CIVIL软件建立有限元空间杆系模型,运用影响矩阵法计算需二次调索的部分拉索索力,同时保证不需要调索的拉索索力变化合理,保证调索过程中应力和主梁线形均在合理范... 详细信息

为了使某预应力混凝土部分地锚斜拉桥的成桥索力达到目标值,利用MIDAS CIVIL软件建立有限元空间杆系模型,运用影响矩阵法计算需二次调索的部分拉索索力,同时保证不需要调索的拉索索力变化合理,保证调索过程中应力和主梁线形均在合理范围内。通过对调索过程索力的监测,可知成桥索力实测值和理论值误差均在规范要求范围内。

关键词：斜拉桥二次调索部分调索影响矩阵

影响矩阵在大跨度桥梁荷载试验加载计算中的运用

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交通科技 2021年第2期31卷 11-14,19页

作者：姚伟范磊覃振洲蒋晓东昭通市交通建设工程质量安全监督局昭通657000 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 贵州苏交科工程勘察设计有限公司贵阳550081 贵州宏信创达工程检测咨询有限公司贵阳550014

为解决大跨度桥梁荷载试验(静载)方案设计计算时,常规加载计算方法普遍存在的工作量大、效率低的问题,文中通过在桥梁计算模型中满布加载车,计算得到每一组加载车作用下桥梁关键截面(节点)的效应值,然后组成影响矩阵K,再引入加载向量R,... 详细信息

为解决大跨度桥梁荷载试验(静载)方案设计计算时,常规加载计算方法普遍存在的工作量大、效率低的问题,文中通过在桥梁计算模型中满布加载车,计算得到每一组加载车作用下桥梁关键截面(节点)的效应值,然后组成影响矩阵K,再引入加载向量R,并与Excel结合使用,提出新的荷载试验(静载)加载计算方法。通过实例计算验证,该方法能够大幅度提高工作效率,节约时间,且简单易懂灵活,计算结果与常规方法相比偏差小于2%。

关键词：大跨度桥梁荷载试验方案设计影响矩阵加载向量

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影响矩阵法在大跨径斜拉桥二次调索中的应用

交通科技 2018年第1期28卷 37-40页

作者：李飞中交路桥技术有限公司北京100011

由于斜拉桥成桥索力与目标索力可能存在一定偏差,利用影响矩阵法对某大跨径斜拉桥成桥后索力偏差进行调整,确保其索力满足规范及设计要求。提出以锚杯拔出量作为调索主控制参数,提高索力调整精度的同时,解决了传统以索力为主控参数的调... 详细信息

由于斜拉桥成桥索力与目标索力可能存在一定偏差,利用影响矩阵法对某大跨径斜拉桥成桥后索力偏差进行调整,确保其索力满足规范及设计要求。提出以锚杯拔出量作为调索主控制参数,提高索力调整精度的同时,解决了传统以索力为主控参数的调索方法所要求的必须在温度恒定状态下实施的苛刻限制,使索力调整可在白天进行,提高了工作效率。通过索力调整实现了索力优化目的,且对结构线形和应力影响很小,达到了预期效果。

关键词：斜拉桥调索影响矩阵拔出量

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基于影响矩阵和粒子群算法的异形斜拉桥调索

城市道桥与防洪 2024年第4期 265-270,I0018,I0019页

作者：黄琮赵文剑潘若妍张雷华汇工程设计集团股份有限公司浙江绍兴312000 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 公路数智养护浙江省工程研究中心浙江杭州310058

斜拉桥的合理成桥索力的确定是斜拉桥设计和施工中的关键环节,获取符合条件的初索力是建立桥梁的有限元模型、完成施工阶段的分析和施工索力监测的基础.异形斜拉桥的结构相对比较复杂,其受力特点不同于常规的斜拉桥,传统的迭代法或具有... 详细信息

斜拉桥的合理成桥索力的确定是斜拉桥设计和施工中的关键环节,获取符合条件的初索力是建立桥梁的有限元模型、完成施工阶段的分析和施工索力监测的基础.异形斜拉桥的结构相对比较复杂,其受力特点不同于常规的斜拉桥,传统的迭代法或具有不适用性,且迭代法需要进行多次试算,过程较为繁琐.粒子群算法可以高效便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化.为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为背景,建立三维有限元模型,结合影响矩阵法和粒子群算法编MATLAB程序对桥梁斜拉索的初始索力进行求解,并与传统迭代法的优化结果进行比较,验证该方法的可行性.结果表明:传统迭代法在优化结构较复杂的异形斜拉桥时具有局限性,基于影响矩阵和粒子群算法的索力优化方法能够用来自动化求解结构较为复杂的异形斜拉桥的初始索力群,优化过程简便、高效.

关键词：桥梁工程异形斜拉桥影响矩阵索力优化粒子群算法

基于伸长量的影响矩阵法在提篮拱桥调索中的应用

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城市道桥与防洪 2019年第11期 133-137,m0015页

作者：王世界王梓鉴于太乐大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司辽宁大连116023 大连理工现代工程检测有限公司辽宁大连116023

以洛阳市伊川县滨河新区一座提篮拱桥方案为例,对其吊杆张拉的施工监控流程进行分析,探讨了影响矩阵法针对此类桥梁二次调索的实际应用。通过对拱桥吊杆张拉、调整过程的计算分析发现,采用影响矩阵法并以各吊杆伸长量为主要控制参数,可... 详细信息

以洛阳市伊川县滨河新区一座提篮拱桥方案为例,对其吊杆张拉的施工监控流程进行分析,探讨了影响矩阵法针对此类桥梁二次调索的实际应用。通过对拱桥吊杆张拉、调整过程的计算分析发现,采用影响矩阵法并以各吊杆伸长量为主要控制参数,可以较好地指导实际调索工作,其主要优势有:可不计张拉顺序,简化计算及现场操作;避免调索过程中温度变化的影响;减少总体张拉批次,提高调索效率。分析结果可为一般呈线性结构的提篮拱、系杆拱的调索工作提供参考。

关键词：影响矩阵施工监控调索提篮拱

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ANFIS的板形控制动态影响矩阵方法

智能系统学报 2010年第4期5卷 360-365页

作者：张秀玲逄宗鹏李少清张少宇燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

针对板形控制系统的非线性和强耦合性,以及传统效应函数法和板形静态影响矩阵法的不足,通过对大量生产实测数据的计算和分析,提出了板形控制的动态影响矩阵法.通过基于减法聚类的ANFIS(自适应神经模糊推理系统)的板形动态矩阵预测模型,... 详细信息

针对板形控制系统的非线性和强耦合性,以及传统效应函数法和板形静态影响矩阵法的不足,通过对大量生产实测数据的计算和分析,提出了板形控制的动态影响矩阵法.通过基于减法聚类的ANFIS(自适应神经模糊推理系统)的板形动态矩阵预测模型,在线求得不断变化的影响矩阵,兼顾了板带生产的实时性与复杂性,仿真实验验证了其有效性.

关键词：板形控制自适应神经模糊推理系统影响矩阵聚类模糊