[博士]懸索橋施工監(jiān)控仿真計(jì)算關(guān)鍵問題研究
學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程
授予學(xué)位： 博士
學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)
學(xué)位年度：2008
緊密結(jié)合珠江黃埔大橋的工程實(shí)際，綜合考慮懸索橋的施工特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算和施工的需要，對(duì)懸索橋的主要施工階段的計(jì)算內(nèi)容做精細(xì)化的研究分析，并編寫了相關(guān)的計(jì)算程序，程序計(jì)算結(jié)果直接指導(dǎo)該橋的施工。
首先，在總結(jié)現(xiàn)有的懸索單元的基礎(chǔ)上，將懸索單元分為兩大類:基于荷載態(tài)的索單元和基于無應(yīng)力態(tài)的索單元，分別對(duì)其懸索公式、曲線方程、索長(zhǎng)公式以及索端力與坐標(biāo)的關(guān)系式進(jìn)行了推導(dǎo)，并比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了各自的適用范圍。
運(yùn)用可計(jì)入溫度的懸索公式，分析溫度對(duì)貓道承重索各跨跨中標(biāo)高的影響規(guī)律。將承重索對(duì)索塔的作用等效為非線性彈簧，推導(dǎo)其在塔頂處的等效抗推剛度公式。建立了能考慮溫度和索塔的非線性抗推剛度的索一塔分析模型，并運(yùn)用于貓道施工控制的迭代計(jì)算。
給出合理的迭代初值，完善了成橋狀態(tài)、空纜狀態(tài)主纜線形的求解理論。
提出了基準(zhǔn)索股索長(zhǎng)調(diào)整量的精確求解方法，并用于分析塔偏位、溫度對(duì)索股跨中標(biāo)高的影響規(guī)律。根據(jù)基于荷載態(tài)的懸索曲線方程及其索長(zhǎng)公式推導(dǎo)了中跨和邊跨基準(zhǔn)索股的懸鏈線簡(jiǎn)化調(diào)索公式。采用影響系數(shù)的辦法來修正溫度和跨度變化的影響，結(jié)合懸鏈線簡(jiǎn)化調(diào)索公式對(duì)珠江黃埔大橋的基準(zhǔn)索股進(jìn)行調(diào)整計(jì)算。
選擇各索股切點(diǎn)處索力相同作為成橋狀態(tài)錨跨索股索力分布模式，結(jié)合散索鞍的平衡條件，研究成橋狀態(tài)錨跨張拉力、索股無應(yīng)力長(zhǎng)度的計(jì)算方法。根據(jù)索股無應(yīng)力長(zhǎng)度保持不變的原則，提出了施工階段(包括空纜狀態(tài))時(shí)的錨跨張拉力計(jì)算方法。針對(duì)散索鞍固定、自由兩種情況下，溫度對(duì)錨跨張拉力的影響進(jìn)行了研究。
針對(duì)主纜已架設(shè)完成，但后期恒載發(fā)生較大變化的情況，提出了先定成橋狀態(tài)主纜矢度的非線性迭代法對(duì)懸索橋的后期施工階段進(jìn)行計(jì)算，包括索夾定位坐標(biāo)、吊索的下料長(zhǎng)度、吊索長(zhǎng)度的修正等參數(shù)的確定，乃至后期的鞍座頂推和鋼箱梁吊裝階段的計(jì)算。
