基于主成分分析法的悬索桥成桥状态评估

发布时间：2017-11-20 06:29

本文关键词：基于主成分分析法的悬索桥成桥状态评估

【摘要】：大跨径悬索桥一般跨越高山峡谷、江河海湾等,其施工环境差,结构构件繁多,影响施工质量因素众多,施工过程中不可避免的出现施工误差,造成其施工质量总是与预定目标存在一定的偏差,即施工质量变异。如果施工质量误差过大,必然影响到悬索桥成桥状态的安全性能。目前,针对悬索桥施工误差成因分析及其对成桥结构影响方面的研究较少,而且缺乏一种对悬索桥成桥状态进行直接有效的评估方法。因此,建立有效基于施工质量变异悬索桥的成桥状态评估方法非常重要。本文在全面深入分析悬索桥各主要构件施工过程中出现施工质量变异成因及其影响的基础上,采用主成分分分析法对其进行成桥状态安全性能评估。首先,以云南高原冻雨山区某钢箱梁悬索桥为依托,通过跟踪调查其整个施工过程,并结合现场试验数据、施工记录及检测报告等,系统全面深入分析锚碇、主塔、主缆、索夹及钢箱梁等主要构件产生施工质量变异的类型、范围及成因。其次,通过建立有限元模型,计算分析各主要构件施工质量变异对成桥内力及线形的影响,并量化分析各构件内力变化对施工质量变异的敏感程度。主要研究了锚固连接器偏角对其安全性能影响;锚碇沉降偏位对主缆及吊杆内力、主缆及钢箱梁线形变化影响;主塔纵偏对塔肢弯矩、主缆及吊杆内力和钢箱梁、主缆线形影响;主缆损伤及架设偏差对主缆线形、内力的影响;索夹偏位对主缆、吊杆内力的影响;钢箱梁重量变异对主缆主缆、吊杆内力及主缆线形的影响以及焊接残余应力对焊缝应力的影响程度。根据各构件受不同施工质量变异影响的程度,得出了8种悬索桥施工质量变异的主控类型。最后,根据施工质量变异主要类型,选择主塔混凝土抗拉安全度(T)、主缆安全度(C)、吊杆抗拉安全度(D)、拉杆安全度(L)、钢箱梁应力安全度(G)5个安全评价指标,作为悬索桥成桥安全度评价指标。采用主成分分析法进行综安全度合评分,实现了大跨径悬索桥桥成桥安全状态量化评估。研究表明,综合评分值能够较全面反映悬索桥成桥安全状态,且主成分综合评分越高,其安全度越高,采用主成分分析法评估悬索桥成桥状态安全可靠。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25

【参考文献】

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