[博士]大跨度PC斜拉橋評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究

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　　[博士]大跨度PC斜拉橋評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：長安大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　目前，國內(nèi)外大跨度PC斜拉橋的評(píng)價(jià)工作存在諸多問題，本文針對這一研究現(xiàn)狀對大跨度PC斜拉橋評(píng)價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要完成了以下五個(gè)方面的工作:　　 (1)首次提出了荷載效率系數(shù)的優(yōu)化(降低)問題，并以降低荷載效率系數(shù)為目的設(shè)計(jì)了實(shí)際工程的荷載試驗(yàn)工況，通過回歸分析方法得出了結(jié)構(gòu)反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變、索力等)與荷載效率系數(shù)的一元線性回歸方程;并對所得到的線性回歸方程做了顯著性檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)后的回歸方程預(yù)測了設(shè)計(jì)荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)值;最后以實(shí)際工程中一座大跨度PC斜拉橋荷載效率系數(shù)的降低優(yōu)化為例，驗(yàn)證了該方法在實(shí)際工程中的有效性與準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明:分析計(jì)算得出的一元線性回歸方程高度顯著，可以作為有效的預(yù)測方程;總的來說，隨著荷載效率系數(shù)的提高，預(yù)測誤差有隨之減小的趨勢。應(yīng)當(dāng)降低大跨度橋梁的荷載效率系數(shù)，大跨度PC斜拉橋荷載效率系數(shù)可以降低至0.6 ?！　? (2)針對目前斜拉橋荷載試驗(yàn)中存在的不規(guī)范、不統(tǒng)一現(xiàn)象，分析了斜拉橋各構(gòu)件的受力特點(diǎn)，從而明確了大跨度斜拉橋荷載試驗(yàn)的基本測試工況、測試項(xiàng)目及輔助測試工況。在研究荷載效率系數(shù)降低優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提出了荷載試驗(yàn)工況的優(yōu)化合并問題;最后以實(shí)際工程中的PC斜拉橋荷載試驗(yàn)工況的優(yōu)化合并為例，驗(yàn)證了合并荷載試驗(yàn)工況的可靠性和實(shí)用性。一般的，主梁最大撓度工況和主梁最大正彎矩工況可以合并為一個(gè)工況;主塔最大偏位工況和主塔最大彎矩工況可以合并為一個(gè)工況。　　 (3)首次提出了分構(gòu)件對校驗(yàn)系數(shù)的取值范圍進(jìn)行研究。采用工程數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法，利用統(tǒng)計(jì)軟件Minitab對各構(gòu)件的校驗(yàn)系數(shù)樣本進(jìn)行分析計(jì)算，最后確定了斜拉橋結(jié)構(gòu)的主梁構(gòu)件、拉索構(gòu)件及主塔構(gòu)件各自校驗(yàn)系數(shù)的取值范圍。研究結(jié)果表明:斜拉橋結(jié)構(gòu)的承載力評(píng)價(jià)按主梁構(gòu)件、拉索構(gòu)件及主塔構(gòu)件三部分構(gòu)件的校驗(yàn)系數(shù)來進(jìn)行。斜拉橋主梁構(gòu)件的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.60--} 1.00是合理取值范圍，撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.72^-1.00是合理取值范圍;拉索構(gòu)件的索力校驗(yàn)系數(shù)在0.76一 1.00是合理取值范圍;主塔構(gòu)件的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.18-1.00是合理取值范圍，偏位校驗(yàn)系數(shù)在0.47^-1.00是合理取值范圍?！　? (4)運(yùn)用模糊理論，建立了PC斜拉橋安全性模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法完成了實(shí)際橋梁的整體安全性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明:德州新河大橋的整體安全性評(píng)價(jià)為一類。拉索安全性為一類;索塔安全性為一類;主梁安全性為二類;基礎(chǔ)安全性為一類。其各構(gòu)件的安全性評(píng)價(jià)等級(jí)與根據(jù)各構(gòu)件校驗(yàn)系數(shù)范圍確定的評(píng)價(jià)等級(jí)相互進(jìn)行了驗(yàn)證，其橋梁總體安全性評(píng)價(jià)結(jié)果與采用JTGHl 1-2004《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》的評(píng)定方法得到的結(jié)果一致?！　? (5)根據(jù)層次分析法的思想，建立了完整的PC斜拉橋耐久性評(píng)價(jià)模型，并引入模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PC斜拉橋耐久性評(píng)價(jià)模型。最后以拉索模塊的耐久性評(píng)價(jià)為例，驗(yàn)證了本章建立的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明:大跨度PC斜拉橋的耐久性評(píng)價(jià)模型可以采用層次分析法建立，第一層評(píng)價(jià)指標(biāo)為主梁的耐久性、拉索的耐久性、主塔的耐久性、基礎(chǔ)的耐久性、附屬設(shè)施的耐久性五項(xiàng);采用動(dòng)態(tài)BP算法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的收斂速度優(yōu)于常用BP算法;訓(xùn)練好的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很好地獲得并儲(chǔ)存了評(píng)價(jià)專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判斷，可將網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于斜拉索模塊的耐久性評(píng)價(jià)。

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