[发明专利]施工扰动小的拱桥格子梁吊装位移控制方法

说明书

本发明公开了一种施工扰动小的拱桥格子梁吊装位移控制方法，通过建立一个有限元模型，并且有限元模型中的材料特性、几何特性、边界条件与外部荷载信息应和设计图纸的相应数据一致；将确定的一组吊杆初拉力代入建好的有限元模型进行施工阶段正装分析，得到各个初始值向量；建立一个施工位移控制体系，将各参数代入施工位移控制体系得到最终成桥格子梁位移。本发明提出的方法通过控制施工过程中位移变化最小从而达到对施工扰动小的效果，实现了格子梁成桥节段位移满足设计要求，结果可靠；保证了施工过程中格子梁的控制点位移变化最小且平顺，降低了施工中结构大变形带来的风险，提高了施工效率，实现了施工过程中位移的高精准控制。

技术领域

本发明涉及交通运输桥涵工程技术领域，具体涉及一种施工扰动小的拱桥格子梁吊装位移控制方法。

背景技术

拱桥是我国公路上使用广泛且历史悠久的一种桥梁结构型式，尤其是在广西境内，更是常见，它和青山绿水相映，很是壮观，放眼看未来，拱桥未来必然向着跨径更大，工艺更好，计算方法更优，控制理念更新的方向发展。大跨度拱桥由于具有造价低、施工快、维护便宜、受力合理，耐久性强等优点越来越受到青睐，而对于拱桥要想保证好的质量，吊装格子梁施工过程中的位移控制更是关键，施工过程中格子梁的位移变化幅值过大和过于频繁就会给结构带来比较大的扰动，增加了疲劳损伤，同时过程中位移控制的好坏决定了成桥的线形，即使成桥后的通过二次调索来调整线形也很难达到理想效果，而成桥线形的好坏又会影响美观、行车舒适性及桥梁整体受力，桥面线形的突兀会让行驶的车辆产生的附加冲击效应，吊杆长期受到附加冲击荷载的作用会缩短疲劳寿命。国内外很多因为吊杆的破坏导致车毁人亡事故，带来严重的经济损失，造成不好的社会影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种施工扰动小的拱桥格子梁吊装位移控制方法。该方法是将格子梁吊装过程中位移变化最小作为目标函数，让过程中位移变化的幅值小，从而减小了过程中的扰动，把控制成桥后位移满足设计值作为约束条件进行分析，得到吊装过程中的一组标高数据指导施工过程中格子梁定位位移，如此方法可以保证施工过程中位移变化小且平顺，结果可靠，且不用成桥后频繁的调索。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种施工扰动小的拱桥格子梁吊装位移控制方法，包括以下步骤：

步骤一，建立一个有限元模型，并且有限元模型中的材料特性、几何特性、边界条件与外部荷载信息应和设计图纸的相应数据一致；

步骤二，确定一组吊杆初拉力，并将确定的这一组吊杆初拉力代入步骤一中的有限元模型进行施工阶段正装分析，计算得到初始值向量dis₀、dis₀₁、A₀、A₀₁、A_m0、A_m01；

步骤三，建立一个施工位移控制体系，这个体系要同时具备约束函数、优化方程和参数变量，其优化公式为：

约束函数：

优化方程：

参数变量：