大跨钢管混凝土拱桥一般采用缆索吊装斜拉扣挂悬拼法施工,监控的关键在于斜拉扣索索力和拱桁线形,本文旨在寻找一种快速准确求解扣索索力的方法,以及应用最小二乘支持向量机法预测拱桁吊装过程中的线形,并在工程中验证两种方法的可行性和准确性,进而科学指导大跨CFST拱桥拱桁斜拉扣挂悬拼施工监控,保障桥梁施工的质量和安全。以计算跨径268m的永吉高速猛洞河大桥为实例,建立三维杆系有限元计算模型,模拟拱桁吊装过程,对斜拉扣挂施工过程中扣索索力、拱桁线形进行分析;根据猛洞河大桥和计算跨径450m的大小井大桥的拱桁吊装过程监测数据,编写回归预测模型程序,对拱桁斜拉扣挂施工过程中扣挂控制点竖向位移进行预测分析。以下是本文的主要内容:(1)推导快速求解合理扣索索力的方法:以正装迭代法为基础,通过简化的力矩平衡法计算出扣索张力作为初始迭代矩阵,在迭代过程中增加修正矩阵,得到改进的正装迭代法。然后,将该方法应用于求解猛洞河大桥斜拉扣索索力,通过与正装迭代法的对比,验证改进正装迭代法的收敛效率高,将此法求解的索力应用于工程,结果表明,正装迭代法通过12次的迭代才能得到控制点竖向位移最大值为-20.3mm的精度;改进的正装迭代法第7次迭代就能得到控制点竖向位移最大值为-19.2mm的精度。同时,施工现场实测值较好的吻合了理论计算值,验证了该方法的合理性和准确性。说明采用改进的迭代法进行计算,计算效率明显提高,同时能成功应用于工程。(2)在猛洞河大桥拱桁吊装过程中,探索最小二乘支持向量机法对于拱桁线形预测的适用性。选取影响拱桁线形的主要参数,编写程序,建立并训练最小二乘支持向量机预测模型。分析对比预测结果与实测值,模型预测精度未能满足要求,主要原因是:样本数量较小不利于模型的自我学习训练;样本数据绝对值较大、数据离散性大,预测难度高;猛洞河大桥的扣索索力张拉采用多次分阶段调索方案,对预测结果影响较大。总之,最小二乘支持向量机法在拱桁吊装过程中竖向位移的预测需要满足一定的条件。(3)分析最小二乘支持向量机法在猛洞河大桥线形预测的探索结果,针对性选取拱桁吊装节段更多,样本数据绝对值更小、数据离散性更小,且扣索初张力采用一次调索的大小井大桥项目,根据该桥数据,建立并训练最小二乘支持向量机预测模型,验证最小二乘支持向量机法在大跨CFST拱桁斜拉扣挂悬拼施工过程中预测扣挂控制点竖向位移的可行性。结果表明,训练模型均方误差MSE值仅仅0.04,而进行预测的模型均方误差MSE值为0.27,模型在训练时的拟合度精度较高,且预测结果也满足工程精度要求。最小二乘支持向量机在大小井大桥拱桁吊装过程预测扣挂控制点竖向位移得到成功应用。总之,改进的正装迭代算法计算效率高、工程适用性强,为大跨拱桥斜拉扣索索力计算提供理论和方法支撑;最小二乘支持向量机法在一定条件下,有效预测大跨拱桥拱桁吊装过程的拱桁线形,为拱桁线形和扣索索力实时调整提供数据支持。用两种方法指导大跨CFST拱桥斜拉扣挂悬拼法施工的监测控制,能有效保证桥梁施工过程及成桥的质量和安全。