基于误差流理论的斜拉桥悬臂拼装线形控制的研究.pdf

Research on Alignment Error of Cable-stayed Bridge Based on Stream of VariationA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate:Shen LinSupervisor: laijunChang’an University, Xi’an, ChinaI摘要作为现代大跨径桥梁的主要类型之一,斜拉桥主要结构构造包括基础、拉索、塔墩、主梁和桥面结构等。相对于悬索桥,斜拉桥的发展较晚,但其在一定跨度范围内的优越性,包括施工工序、形式种类和美观性,使得不少斜拉桥因此成为城市地标性建筑。正是由于具有跨径大、支承效率高、用量省等特点,斜拉桥在现代交通建设工程中的地位日渐提升,其重要性不言而喻。因此,斜拉桥的设计、施工等技术发展成为现阶段我国交通建设以及国家经济发展具的关键问题。伴随计算机技术以及相关研究理论水平的提高,斜拉桥发展开始进入快车道。但与此同时,随着跨径的增大,包括主梁线形、应力、稳定性等一系列问题越来越突出,斜拉桥的设计、施工等技术问题逐渐成为交通建设事业的一项重要研究课题。对于大跨径斜拉桥,由于主跨跨径较大,相对于支架施工与顶推施工等施工方法,悬臂施工法具有施工工期短、受环境影响小、工序简单等特点,使得悬臂施工法成为现代斜拉桥主梁施工的首要选择。作为斜拉桥课题研究的重要组成部分,斜拉桥施工过程中的主梁施工对于全桥建设具有重要的意义,其直接决定包括主梁成桥线形等在内重要控制参数。所以,追求和实现理想的桥梁结构几何线形已经成为衡量大跨度桥梁建设水平的一项重要指标。本文通过对国内外斜拉桥悬臂拼装线形控制已有研究成果总结分析,通过阐述斜拉桥悬臂拼装过程,在总结误差源种类和传递方式的基础上,根据现有误差流研究理论建立主梁拼装误差流状态空间模型,实现对斜拉桥拼装的过程工艺能力空间建模,并从可控性和可观性两方面详细论述了斜拉桥悬臂拼装误差流空间模型的适用性。推导斜拉桥主梁拼装误差表达式,包括主梁线位移误差角位移误差表达式。最后通过斜拉桥主梁拼装误差影响敏感性分析过程,完成误差源敏感性系数定义和计算方法,提出相应的主梁悬臂拼装方案的改进方向。以福州市三环路淮安大桥施工过程的主梁悬臂拼装控制为例,对该线形控制方法的应用过程进行了说明,通过最终实际成桥状态线形的评估,证明了以上方法的有效性。关键词:斜拉桥、悬臂拼装、误差流、控制IIIAbstractThe cable-stayed bridge is one of the modern long-span bridges,the main type structure of thebridgeincludesthe foundation, suspension cable, tower pier,girders and deck structure. Relative to the suspension bridge,cable-stayed bridge construction process is simple, more diverse forms and aesthetics, therefore, many cable-stayed bridge has e thecity landmark. Cable-stayed bridge in the transportation construction projects in the is gradually increasing, Therefore, the cable-stayed bridge design, construction and technology development stage of China's transportation construction and national economic development with the key issues. As theimportantpart of the transportation system, the cable-stayed bridge is continuously updated along with the related theories raise the level of construction tools and technical equipment, which greatly promoted the development of cable-stayed br