超大跨斜拉桥非线性与收缩徐变和温度变化的耦合理论及应用研究

以斜拉桥施工分析为背景，研究超大跨度桥梁正装全过程计入混凝土收缩徐变、结构温度变化的几何非线性耦合分析理论及算法。首先，基于有限位移理论导出结构正装计算时Kirchhoff应力和Green应变以及梁杆单元内力的累加公式，并对CR法的理论基础进行证明。其次，建立斜拉桥非线性有限元的空间梁杆单元和带刚臂分次张拉的两节点空间悬链线索元，建立结构内力与不平衡力的精确算法，并提出求解任意荷载的快速迭代分析法。再者，推导计入混凝土收缩徐变和温度变化的虚功增量方程，导出其非线性平衡方程的等效形式，提出收缩徐变的自动全量递推算法。最后，提出基于非线性分析的施工控制参数求解策略和算法。本项目旨在桥梁施工全过程几何非线性分析及其与混凝土收缩徐变、结构温度变化的耦合计算理论及实现算法方面取得进展。项目成果可为超大跨度斜拉桥和其它桥型的设计、施工和工程控制分析提供理论基础，促进我国斜拉桥迈向千米级甚至更大跨度。