悬索桥主缆架设误差影响分析及参数控制
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摘要
悬索桥本身固有的力学特性和专有的施工方法决定了主缆线形和结构参数取值精确程度的重要性。悬索桥结构线形不可能靠施工阶段的跟踪调整来逼近实现设计的理想线形,其结构线形必须依赖提供可靠的计算参数、采用精确的计算方法,再通过严格的制造和施工质量的控制,使结构实际成桥状态与设计理想状态最大限度的吻合。本论文围绕主缆线形计算方法和架设误差以及结构相关参数敏感性展开分析论述。
     首先,论文针对不同跨度的悬索桥主缆索股架设,分析温度测量元件和几何测量仪器等的精度对结构线形测量误差的影响,分析时考虑了实际测量中的一些相关连的因素。由此提出了各种跨度悬索桥在当前温度和线形测量精度范围内所能控制的误差范围。
     其次,论文以一座在建的特大跨度悬索桥为研究对象,分析主缆弹性模量、横截面积和加劲梁重量、刚度取值误差对结构线形内力的影响程度。该桥为主跨1650米两跨连续全漂浮体系钢箱梁悬索桥,通过对该桥主要影响参数的分析,对特大跨悬索桥的主要影响参数敏感性在量上有着较为准确的把握。
     最后,论文着重分析了主缆索股架设间距对成缆线形的影响。基于目前的成熟的悬索线形计算分析理论,建立了主缆索股架设紧缆的模拟算法,并利用VC~(++)计算机语言编制了相应的计算程序CSAA。利用CSAA计算分析了不同跨度悬索桥在不同索股架设间距下所具有的成缆线形,得出一些相关结论。
     本文研究分析了悬索桥主缆线形误差和结构主要影响参数的敏感性,得出了一些较有意义的结论,对悬索桥的施工及监控具有一定的参考价值。
The inherent mechanics characteristic and the appropriation construction method of the suspension bridge decides the importance of the main cable shape and the precise degree of the structural parameters value. It is impossible to achieve the design ideal shape by track and adjustment in the construction stage. So its structure shape relies on providing reliable computation parameter and using precise computational method and then through strict manufacture and construction quality control, to make sure the real structure condition tallies with the ideal design condition in maximum limit. The paper launches the analysis and discussion regarding the main cable shape computational method and the surveying error as well as the related structure parameter sensitivity.
     Firstly, the thesis analyzed the influence of the precision error made by the temperature survey equipment and geometry surveying instrument to the structure shape in view of suspension bridges of different span in the erection of the wire strand of the main cable process. This analysis considered some related factors in the actual survey.As a result the thesis presented the error range in the current temperature and shape surveying precision of suspension bridge in each kind of span.
     Next, the thesis took one extra-long span suspension bridge which is being constructed as the object of study to analyze the influence degree of the elasticity coefficient of the main cable, the cross sectional area, the weight of the stiffening girder and the value error of the rigidity on the structure shape inner force. This main span of the bridge is 1650 meter and it has two spans with steel box girder and the entire floating system. Through the analysis of the major effect parameter to this bridge, the extra-long span suspension bridge's major effect parameter sensitivity in the quantity have been grasped more accurately.
     Finally, the thesis emphatically analyzed the influence of the erection spacing of wire strands on the cable shape. On the basis of the mature suspension bridge computation analysis theory at present, the simulating algorithm of the erection of the wire strands of the main cable is established and VC++machine language is used to make the corresponding structure computation analysis program CSAA. Then, by using program CSAA, the main cable shape in various erection spacing of various suspension bridge span is calculated and some relative conclusion is made.
     The thesis researched and analyzed the sensitivity of the main cable shape error and the major effect parameter of the suspension bridge, and drew some meaningful conclusion which has certain reference value to the suspension bridge's construction and monitoring.
引文
[1]牛和恩主编.虎门大桥工程(第二册悬索桥)[M].北京:人民交通出版社,1998.
    [2]潘世建,杨盛福主编.厦门海沧大桥建设丛书(第二册科研.试验.专用技术标准)[M].北京:人民交通出版社,2001.
    [3]周孟波,刘自明等.悬索桥手册[M].北京:人民交通出版社,2004.
    [4]铁道部大桥工程局桥梁科学研究所.悬索桥[M].科学技术文献出版社,1996.
    [5]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2002.
    [6]尼尔斯 J·吉姆辛(丹麦)著、姚玲森、林长川译.缆索承重桥梁构思与设计[M].北京:人民交通出版社,1992.
    [7]肖汝诚,贾丽君,王小同.确定大跨径悬索桥主缆成桥线形的虚拟梁法[J].计算力学学报,1999;16(1):108-103.
    [8]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社,2001.
    [9]钱冬生,陈仁福.大跨度悬索桥的设计与施工[M].成都:西南交通大学出版社,1999.
    [10]陈仁福.大跨悬索桥理论[M].成都:西南交通大学出版社,1994.
    [11]潘永仁著.悬索桥结构非线性分析理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2004.
    [12]雷俊卿,郑明珠,徐恭义.悬索桥设计[M].北京:人民交通出版社,2002.
    [13]肖汝诚.桥梁结构分析及程序系统[M].北京:人民交通出版社,2002.
    [14]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,2003.
    [14]沈世钊,徐崇宝,赵臣.悬索结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
    [15]张志国,张晓民,邹振祝.悬索无应力索长精确解[J].东北公路,2003;26(4):86-87.
    [16]张志国,邹振祝等.悬索桥主缆线形解析方程解及应用[J].工程力学,2005:22(3):172-176.
    [17]张志国,靳明君,邹振祝.自重荷载作用下悬索静力解析解[J].中国铁道科学.2004:25(3):67-70.
    [18]靳明君,张国志.悬链线柔索索长的计算.桥梁.2004;5(2):9-10.
    [19]张志国,邹振祝,赵玉成.确定悬索桥主缆成桥线形的参数方程法[J].计算力学学报.2005;22(3):305-309.
    [20]袁行飞,董石麟.二节点曲线索单元非线性分析[J].工程力学,1999;16(4):59-64.
    [21]杨孟刚,陈政清.基于UL列式的两节点悬链线索单元非线性有限元分析[J].土木工程学报,2003;36(8):63-68.
    [22]唐建民.柔性结构非线性分析的杆单元有限元法[J].中南工学院学报,1996:10(1)50-55.
    [23]唐建民,董明,钱若军.张拉结构非线性分析的五节点等参单元[J].计算力学学报,1997;14(1)108-113.
    [24]武建华,苏文章.四节点索单元的悬索结构非线性有限元分析[J].重庆建筑大学学报,2005;27(6):55-58.
    [25]魏建东,刘忠玉.四种不同形式的弹性悬索静力解答.空间结构,2005;11(2):42-45.
    [26]罗喜恒,肖汝诚,项海帆.基于精确解析解的索单元[J].同济大学学报.2005;33(4):445-450.
    [27]陈常松,颜东煌,陈政清.带刚臂的两节点精确悬链线索元的非线性分析[J].工程力学.2007;24(5):29-34.
    [28]陈常松,陈政清,颜东煌.悬索桥主缆初始位形的悬链线方程精细迭代分析法[J].工程力学,2005:23(8):62-68.
    [29]肖万伸,曾庆元,唐国金.索的UL列式分析方法[J].国防科技大学学报,2001;23(5):31-35.
    [30]李廉锟.结构力学(上)[M].高等教育出版社,1996.
    [31]石磊,刘春城,张哲等.大跨悬索桥非线性随机静力分析[J].大连理工大学学报.2004;44(3):421-424.
    [32]薛光雄,沈锐利等.悬索桥基准丝股线形的确定与测控[J].桥梁建设,2004:4(3):4-6.
    [33]肖汝诚.桥梁结构分析及程序系统[M].北京:人民交通出版社,2002.
    [34]唐茂林,沈锐利,强士中.大跨度悬索桥丝股架设线形计算的精确方法[J].西南交通大学学报.2001.36(3):303-307.
    [35]沈锐利.悬索桥主缆系统设计及架设计算方法研究[J].土木工程学报,1996:29(2):3-9.
    [36]唐茂林.大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D].成都:西南交通大学博士学位论文,2003.
    [37]史建三.悬索桥大缆架设计算的索长分析法.桥梁建设.1993;第4期:30-37.
    [38]罗喜恒,肖汝诚,项海帆.悬索桥施工过程精细化分析研究[J].土木工程学报.2005:38(10):76-80.
    [39]程大业.悬索结构分析的精确单元方法[D].北京:清华大学博士学位论文,2005.
    [38]周焕廷,郑大果,朱保兵.悬索结构计算中的索单元类型及其比较[J].结构工程师.2006;22(1):43-45.
    [40]金一庆,陈越.数值方法[M].北京:机械工业出版社,2005.
    [41]周长发.C#数值计算算法编程[M].北京:电子工业出版社,2007.
    [42]谭浩强.C++程序设计[M].北京:清华大学出版社,2004.
    [43]数学手册编写组.数学手册[M].北京:高等教育出版社,1979.
    [44]黄炎,兰伟仁.索结构的静力分析[J].应用数学和力学.2006;27(10):1250-1254.
    [45]陈小兵,丁建明.悬索桥主缆安装曲线的解析解[J].长安大学学报.2002;22(6):38-41.
    [46]夏艳霞.悬索桥主缆线形计算方法[D].合肥工业大学硕士学位论文.2007.
    [47]潘韬.大跨度悬索桥主缆成缆线形分析[D].武汉理工大学硕士学位论文.2006.
    [48]何为.大跨径悬索桥施工监控中若干问题的研究[D].浙江大学博士学位论文.2006.
    [49]钟继位,高建学,王戒躁.大跨度悬索桥基准索股施工控制[J].世界桥梁.2006:2
    [50]郑子天,钱建南,刘成龙.西堠门大桥基准索股垂度测量的方法与实施[J].2007;30(5):235-237.
    [51]许曦,周胜利,戴秋云.大跨径悬索桥主缆线形测量[J].施工技术.2002;31(9):21-23.
    [52]鲜正洪,李建斌,黄增财.海沧大桥悬索桥施工控制测量[J].中南公路工程.2004:29(3):119-122.
    [53]谢远光,王志田,瞿国万.虎门大桥悬索桥主缆施工测量[J].公路.1999;7(7):24-27.
    [54]先正权,张雪松等.润扬大桥悬索桥上部结构施工测量控制技术[J].2004;8(4):80-83.
    [55]田养军,王鸿龙.悬索桥主缆施工控制与监测.地球科学与环境学报.2005;27(2):70-72.
    [56]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学(第三版).测绘出版社.1991.
    [57]郭宗河,郑进凤.电磁波测距三角高程测量公式误差的研究[J].测绘通报.2004:7(1):12-13.
    [58]王莉,张伟,杜宁.中点单觇法三角高程测量及其精度分析[J].贵州工业大学学报.2002;32(2):59-64.
    [59]田道明.EDM三角高程测量用于高塔施工测量的精度估算及操作方案[J].勘察科学技术.1999;4(1):51-54.
    [60]蒋利龙.常用求折光系数方法评析[J].工程勘察.2000;3(1):60-62.
    [61]张永水,罗红,王祖华.温度对悬索桥空缆线形的影响分析[J].重庆交通学院学报.2005;24(6):21-24.
    [62]沈慧,陈常松,颜东煌.非均匀变温场中主缆初始位移的迭代计算[J].长沙交通学院学报.2006;22(3):40-43.
    [63]罗喜恒,肖汝诚,项海帆.悬索桥主缆架设过程分析[J].桥梁建设.2004;第2期:8-11.
    [64]邢兵,陈倩,张永水.温度对悬索桥空缆线形的影响分析[J].公路交通技术.2005;6(1):74-77.
    [65]王戒躁,钟继卫.大跨度悬索桥主缆线形主要参数的影响性分析[J].桥梁建设,2005;21(4):21-24.
    [66]梅葵花.悬索桥主缆施工监控的研究[D].长安大学硕士学位论文.2000.
    [67]白剑.悬索桥施工过程温度场测试及温度效应分析[D].长安大学硕士学位论文.2004.
    [68]彭世恩.自锚式悬索桥设计与施工控制中相关问题的分析[D].西南交通大学硕士论文.2006.
    [69]胡利平.悬索桥施工过程中主缆温度效应分析[J].中国建设信息.2003;45-47
    [7O]Pugsley A.The Theory of Suspension Bridges[M].2nd.Ed.,1968.
    [71]H B Jayaraman and W C Knudson. A curved element for the analysis of cable structures[J]. Computers and Structrues, 1981, 14:325-333.
    [72] Jennings A. Gravity Stiffness of Classical Suspension Bridges[J]. Civil Engineering Department Report, Ireland, Queen Univ., 1980.
    [73]Irvine H M. Cable Structures[M]. London:The MIT Press, 1981.15-20
    [74]Brotton D M. A General Computer Program for the Solution of Suspension Bridge Problems[J]. Structural Engineering, 1966;44(5).
    [75]N. Fujisawa. Cable Adjustment in the Erection of Stayed bridge[J]. Bridge and Fundation, Vol.18. N610, 1984.
    [76]Hisashi OhShima, Koichi Sato and Noboru Watamabe. Structural Analysis of Suspension Bridges. Journal of Structural Engineering, ASCE. March, 1984, 110(3). 392-405.
    [77]Fleming, F:Nonlinera Static Analysis of Cable-Stayed Bridge Structures, Computers and Structures, Vol.10,No. 8, 1979.

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