学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混凝土斜拉桥换索工程施工控制的研究

作　者: 杨建喜
导　师: 孙全胜；李明宝
学　校: 东北林业大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土斜拉桥换索工程施工控制神经网络法参数状态预测
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 112次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

对于运营多年的斜拉桥,由于斜拉索钢丝腐蚀和疲劳、锚具松脱、混凝土的收缩徐变、支座沉降变位、以及施工和养护等诸多原因,导致桥梁结构在受力方面存在一些安全隐患,使得许多上个世纪修建的斜拉桥出现了已经或面临换索的问题。目前,我国修建了100多座斜拉桥,而已换索的桥梁只有10余座,说明其余斜拉桥将陆续需要换索,斜拉桥换索施工控制将成为一个重要的研究课题。本文以皎平渡斜拉桥换索工程为研究背景,对中小跨径斜拉桥换索工程施工控制进行研究,研究结果如下：首先,本文对国内外斜拉桥换索施工控制研究现状进行总结分析,对斜拉桥换索施工控制理论进行了探讨,主要包括斜拉桥换索施工控制的原则、方法、内容,影响因素以及模拟分析方法；对斜拉桥换索施工控制参数预测方法的特点和范围进行了总结,并重点介绍了BP神经网络的结构、学习以及设计分析过程,通过比较分析各种预测方法,确定将BP神经网络法应用于斜拉桥换索施工控制中。其次,根据既有皎平渡斜拉桥有关技术资料,采用同济大学开发的桥梁结构分析软件桥梁博士V3.0对该桥建立平面杆系模型进行整个换索施工过程的模拟计算分析,从不同换索施工工序和更换不同拉索数目两种情况对换索工程进行计算,分析了各种情况对主梁和索塔的内力的影响,并与施工控制监测结果进行了比较,总结出了斜拉桥换索施工控制参数的变化规律,为类似的斜拉桥换索施工控制提供参考。最后,利用数值分析软件MATLAB7.1编写了BP神经网络法挠度和索力预测程序,建立了换索施工过程中主梁挠度和索力双参数预测模型,得到施工阶段的参数预测值。通过与实测值进行比较,得到索力预测值和实测值的差值最大不超过±2 kN,相对误差范围在±2%之间；主梁标高预测值和实测值的差值最大不超过±0.3mm,满足换索施工控制精度要求,所以预测控制是合理的。皎平渡斜拉桥换索后,换索施工控制成果为：主梁标高变化最大位置处(Y4和S10测点)比换索前提高4-5mm,桥面线形有所改善；换索后索力与设计合理索力结果误差控制在3%以内,而且索力分布均匀；更换拉索过程中对周围各拉索的影响较小,对主梁混凝土的应力状态影响也较小,主梁安全。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-15
  1.1 斜拉桥发展概况  10-11
  1.2 既有斜拉桥的使用现状  11-12
  1.3 混凝土斜拉桥换索施工控制的研究现状  12-13
  1.4 问题的提出及本文的主要内容  13-15
    1.4.1 问题的提出  13-14
    1.4.2 本文的主要内容  14-15
2 混凝土斜拉桥换索施工控制理论  15-28
  2.1 概述  15
  2.2 斜拉桥换索施工控制系统  15-17
  2.3 斜拉桥换索施工控制原则和方法  17-19
    2.3.1 斜拉桥换索施工控制原则  17
    2.3.2 斜拉桥换索施工控制方法  17-19
  2.4 斜拉桥换索施工控制具体内容和量测方法  19-24
    2.4.1 主梁标高  19-20
    2.4.2 拉索索力  20-23
    2.4.3 主梁和索塔应力  23
    2.4.4 塔偏位  23-24
  2.5 斜拉桥换索施工控制影响因素分析  24-25
    2.5.1 结构参数  24
    2.5.2 施工工艺  24-25
    2.5.3 施工监测  25
    2.5.4 结构分析计算模型  25
    2.5.5 温度变化  25
  2.6 斜拉桥换索施工控制模拟分析  25-27
    2.6.1 正装计算法  25-26
    2.6.2 倒装计算法  26
    2.6.3 无应力状态法  26-27
  2.7 本章小结  27-28
3 斜拉桥换索施工控制参数预测方法  28-36
  3.1 施工控制参数预测方法  28-30
    3.1.1 最小二乘法  28
    3.1.2 灰色系统理论法  28-29
    3.1.3 卡尔曼滤波法  29
    3.1.4 人工神经网络  29-30
  3.2 BP神经网络方法  30-33
    3.2.1 概述  30
    3.2.2 BP神经网络结构  30
    3.2.3 BP网络学习过程  30-32
    3.2.4 BP网络设计分析  32-33
  3.3 预测方法的比较分析  33-35
  3.4 本章小结  35-36
4 斜拉桥换索工程施工控制实例分析  36-64
  4.1 工程概况  36-40
  4.2 换索施工控制模型的建立  40-41
  4.3 理论模拟换索施工对比分析  41-53
    4.3.1 换索施工顺序在换索施工过程中对梁塔应力变化的影响分析  41-47
    4.3.2 换索数目在换索过程中对梁塔应力变化的影响分析  47-53
  4.4 斜拉桥换索施工工序和工艺  53-55
    4.4.1 斜拉桥施工工序  53-55
    4.4.2 斜拉桥换索施工工艺  55
  4.5 斜拉桥换索施工控制原理  55-57
  4.6 施工过程控制分析  57-63
    4.6.1 主梁线形控制  57-58
    4.6.2 索力控制  58-60
    4.6.3 应力控制  60-61
    4.6.4 主塔偏位控制  61-63
  4.7 本章小结  63-64
5 BP神经网络法在斜拉桥换索过程中的预测应用  64-77
  5.1 概述  64
  5.2 BP神经网络模型的建立  64-67
    5.2.1 输入、输出参数的确定  64-66
    5.2.2 输入数据的有效性  66
    5.2.3 数据的归一化处理  66
    5.2.4 隐含层的节点数  66-67
    5.2.5 模型的选取  67
  5.3 BP神经网络控制的计算机实现  67-69
    5.3.1 MATLAB语言概述  67-68
    5.3.2 BP神经网络预测控制系统设计的MATLAB实现  68-69
  5.4 施工控制数据处理与结果分析  69-76
    5.4.1 样本数据的准备  69-70
    5.4.2 数据处理及训练效果分析  70-72
    5.4.3 预测结果分析  72-76
  5.5 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-81
攻读学位期间发表的学术论文  81-82
致谢  82-83

混凝土斜拉桥换索工程施工控制的研究

内容摘要

全文目录

相似论文