[博士]大跨度PC斜拉橋評價關(guān)鍵技術(shù)研究

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　　[博士]大跨度PC斜拉橋評價關(guān)鍵技術(shù)研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2008　　目前，國內(nèi)外大跨度PC斜拉橋的評價工作存在諸多問題，本文針對這一研究現(xiàn)狀對大跨度PC斜拉橋評價的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，主要完成了以下五個方面的工作:　　 (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)為目的設計了實際工程的荷載試驗工況，通過回歸分析方法得出了結(jié)構(gòu)反應(應力、應變、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，通過檢驗后的回歸方程預測了設計荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應值;最后以實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，驗證了該方法在實際工程中的有效性與準確性。研究結(jié)果表明:分析計算得出的一元線性回歸方程高度顯著，可以作為有效的預測方程;總的來說，隨著荷載效率系數(shù)的提高，預測誤差有隨之減小的趨勢。應當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，從而明確了大跨度斜拉橋荷載試驗的基本測試工況、測試項目及輔助測試工況。在研究荷載效率系數(shù)降低優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提出了荷載試驗工況的優(yōu)化合并問題;最后以實際工程中的PC斜拉橋荷載試驗工況的優(yōu)化合并為例，驗證了合并荷載試驗工況的可靠性和實用性。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工況?！　? (3)首次提出了分構(gòu)件對校驗系數(shù)的取值范圍進行研究。采用工程數(shù)學的統(tǒng)計方法，利用統(tǒng)計軟件Minitab對各構(gòu)件的校驗系數(shù)樣本進行分析計算，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)的承載力評價按主梁構(gòu)件、拉索構(gòu)件及主塔構(gòu)件三部分構(gòu)件的校驗系數(shù)來進行。斜拉橋主梁構(gòu)件的應變校驗系數(shù)在0.60--} 1.00是合理取值范圍，撓度校驗系數(shù)在0.72^-1.00是合理取值范圍;拉索構(gòu)件的索力校驗系數(shù)在0.76一 1.00是合理取值范圍;主塔構(gòu)件的應變校驗系數(shù)在0.18-1.00是合理取值范圍，偏位校驗系數(shù)在0.47^-1.00是合理取值范圍?！　? (4)運用模糊理論，建立了PC斜拉橋安全性模糊綜合評價模型，并采用模糊綜合評價方法完成了實際橋梁的整體安全性評價。評價結(jié)果表明:德州新河大橋的整體安全性評價為一類。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)件的安全性評價等級與根據(jù)各構(gòu)件校驗系數(shù)范圍確定的評價等級相互進行了驗證，其橋梁總體安全性評價結(jié)果與采用JTGHl 1-2004《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》的評定方法得到的結(jié)果一致?！　? (5)根據(jù)層次分析法的思想，建立了完整的PC斜拉橋耐久性評價模型，并引入模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)，提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的PC斜拉橋耐久性評價模型。最后以拉索模塊的耐久性評價為例，驗證了本章建立的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的準確性。研究結(jié)果表明:大跨度PC斜拉橋的耐久性評價模型可以采用層次分析法建立，第一層評價指標為主梁的耐久性、拉索的耐久性、主塔的耐久性、基礎(chǔ)的耐久性、附屬設施的耐久性五項;采用動態(tài)BP算法訓練網(wǎng)絡時，網(wǎng)絡的收斂速度優(yōu)于常用BP算法;訓練好的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡很好地獲得并儲存了評價專家的知識、經(jīng)驗和判斷，可將網(wǎng)絡應用于斜拉索模塊的耐久性評價。

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