钢混异种材料组合结构施工预测控制理论的研究与应用.pdf

武汉理工大学
博士学位论文
钢混异种材料组合结构施工预测控制理论的研究与应用
姓名:何雄君
申请学位级别:博士
专业:机械设计及理论
指导教师:孙国正;刘刚

摘要良好性态,避免事故发生,确保工程高效、安全、优质。本文基于钢混协钢混异种材料组合构件和钢混协作关系概念的基础上,研究并推导了预应因只需『虻扑悖饶壳暗雇朔治觥⑶敖雇私惶娣治龇ḿ拔抻αψ态法具有更高的效率,又因引入迭代控制参数,而具有更好的稳定性。系统研究了灰预测,提出了改进模型Mü园谆⒎论及实施。以上这些,形成了本文预测控制的理论特色。钢混异种材料组合结构施工控制是为了保证实际施工中结构各节段在构形和受力状态两方面逼近施工卸魏侠碜刺Vぷ钪完工刺作关系的分析,对钢混结构施工预测控制理论及软件系统进行研究。首先,针对钢混工程结构分析和施工监控中存在的一些难题,在提出力钢索与混凝土、钢管与混凝土两种异种材料组合构件的钢混协作关系。根据钢混协作关系进一步推导出钢混组合构件几何非线性分析单元刚度矩阵、温度自应力及钢混超静定结构温度位移和应力的计算公式,建立了一种新的基于钢混协作关系的异种材料组合构件的几何非线性和结构稳定性分析方法。通过实例计算证明了该方法具有单元性态好,计算效率高,能考虑混凝土时变特性等优点。同时,有效解决了钢与混凝土相互影响,如钢索对混凝土徐变的影响,特别是在节段施工预应力混凝土结构中,因分批张拉引起先期索的预应力损失问题。因分析反映实际的结构行为,这就提高了对各种事故的预见性,保证结构强度、稳定性安全。其次,引入设计┕结构合理状态、设计┕节段合理状态的概念。基于此,提出了设计┕节段合理状态分析的参数逼近法。方程解的指数函数特性的分析,研究了原始灰序列的归一化映射规则,使非等间距灰预测模型视σ话慊倚蛄校以げ饩ǘ纫泊蟠提高。这亦解决了含负值狄序列预测的理论问题,拓宽了灰色预测理论。同时基于所提出的一种遗传算法的随机摄动法研究了向前滚动优化的理
功能强大的桥梁施工控制系统8孟低晨7⑵鸬愀撸哂型ㄓ玫娘椿异种材料组合元和索元,可适用于各类桥梁结构。在控制模块中,具有设计┕结构合理状态、设计┕节段合理状态、立模虬沧标高、仿真分析、预警及广义优化等多种功能模块。尤其对预警设计,率P停皇┕た刂葡低矪最后,在卜述理论和方法的纂础兄屏艘惶拙哂凶灾髦猆ǎ先解决了强度和稳定性不同步的问题,确保施工过程的强度、稳定性安全。关键词:钢混结构;钢混协作关系;节段合理状态分析的参数逼近法:武汉理搜尊十学位论文
,,,武汉理搜鼻卜学位沦文甤,..瑃瑂琾,猚琫,瑂瓼,甈—.,瑂瑆..,,瓸,
,籧武汉理搜尊十学何论文.,,.,猠,,,琣瑆—.琲,,,,,琩.;籱琣,—簊—;
第滦髀本文课题的来源和研究的意义国内外研究现状分析课题来源:湖北省自然科学基金“大跨钢管混凝土拱桥施工过程灰色预测控制”及武汉市青年科技晨光计划“大跨节段施工梁桥配索自动化机理研究”。经济的腾飞离不开基础设施的建设和各种结构物的建造。以桥梁的建造来讲,目前,大跨度桥梁建设进入了前所未有的高潮时期,特大型桥梁的结构多样化,带来了桥梁工程的科研、设计、麓工、监理和管理水平的提升,特大型桥梁的结构安全可靠性已成为当今社会普遍关注的问题。为保证桥梁结构的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性等,实旖特大桥梁可能导致某些构件中的应力储备不足或变形过大,从而成为安全隐患。开展施工监测监控工作以配合现场施工,是保证施工安全和施工质量的重要手段,并起到指导施工的积极作用,使结构受力合理,线形符合设计要求,确保结构的施工质量,美观可靠和长久耐用。因此,根据结构特点,研究预测控制理论体系,并在研究检测系统、分析系统的基础上,进行有效融合,使控制可视化不仅具有重要理论意义钢混异种材料组合结构施工过程控制,主要包括检测技术、结构正、的施工过程监测监控,已成为大型桥梁建设不可缺少的重要环节。其它工程结构也面临同样的问题。工程结构施工工艺的复杂性,加之施工过程中许多难以预料的因素,而且能确保旖工质量,避免事故,缩短施工工期,具有重要工程应用价值,并将产生明显的社会经济效益。武汉理工大学博士学位论文
一基堡堡三盔堂堕±,检测体系的建立,是结构施工控制得以实现的前提。受力状态测量,包括截面钢筋应力或混凝土应变测量、索力测量及温度场测量。每一项都需选用合理的测试元件。目前,截面钢筋应力或混凝土应变测量,常用振弦式应变计等专用的敏电阻,使用读数精度达话氲腄中妥柚当聿獬觥值得指出,由于光纤类传感器的优越性能,将其用于施工过程及竣工便了预应力结构的设计和计算,并一直沿用至今,为预应力桥梁结构正常但随着交通建设的飞速发展,桥梁跨径越来越大,尤其是根部的梁高也相对变大,腹