大跨径混凝土斜拉桥施工过程稳定性分析
发布时间:2020-06-06 15:27
【摘要】:桥梁施工过程稳定性分析是桥梁施工安全分析的重要组成部分,本文以宣城市水阳江大桥为工程依托,考虑大桥超长边跨现浇段的复杂边界条件,计算了该桥施工全过程中各阶段结构的屈曲荷载系数和非线性稳定安全系数,总结了大跨径混凝土斜拉桥施工过程稳定性变化规律。论文的主要研究内容及结论包括:1.阐述了结构稳定分析的基本理论以及非线性分析原理,并讨论了非线性方程组的求解收敛准则以及斜拉桥稳定性评价准则,为后期的稳定性评判提供了理论依据。2.基于线弹性稳定分析理论对大桥进行了施工全过程弹性稳定性分析,获悉了大桥施工全过程结构线弹性稳定性变化规律,并对线弹性稳定性变化规律进行分析讨论,详细分析了部分典型失稳模态,获悉了当存在超长边跨现浇段的情况下,桥梁的边跨合龙不能明显有效增强整个桥梁的弹性稳定性。3.基于非线性稳定分析理论对大桥进行了几何非线性和双重非线性稳定性分析,明晰了大桥非线性稳定性变化规律,在分析过程中出现了桥梁边跨现浇段的失稳模式,再次验证当存在超长边跨现浇段的情况下,桥梁的边跨合龙不能明显有效增强整个桥梁稳定性的结论,获悉了当存在复杂边界条件时,桥梁结构的非线性稳定分析结果更接近工程实际。4.研究了施工挂篮荷载和静风荷载对斜拉桥典型施工阶段非线性稳定性的影响,分析结果表明:施工挂篮荷载对斜拉桥典型施工阶段的非线性稳定影响较大,横向静风荷载对斜拉桥典型施工阶段的非线性稳定影响很小。研究了全桥调索和活载布置形式对斜拉桥成桥稳定性的影响,分析结果表明:对全桥进行合理调索可增强成桥稳定性,全桥偏心荷载可能会造成斜拉桥出现侧向失稳模式,在大桥通车后应避免出现单向行车的情况。
【图文】:
图 1.1 宣城市水阳江桥效果图Fig 1.1 The visualization of Xuancheng Shuiyangjiang river bridge水阳江大桥采用前支点挂篮悬臂浇筑施工工艺,最大单悬臂施工长度.9m。由于大悬臂悬浇施工,结构合龙前整体刚度小,施工稳定性问题突出前支点挂篮悬浇施工工艺操作繁杂、工序多(主要包括挂篮前移定位、调力、浇筑前一半混凝土、调整二张索力、浇筑后一半混凝土、张拉预应力终张等),几何非线性效应、材料非线性效应以及前支点挂篮荷载等因素定性的影响不容忽视[1,2],因此开展大跨径混凝土斜拉桥施工过程稳定性因素的分析是十分必要的[1,3]。本文以宣城水阳江大桥为工程依托,采用屈曲分析理论、非线性计算理论数值模拟理论,建立大跨径混凝土斜拉桥考虑施工过程的有限元分析模型同施工阶段结构的稳定安全系数,总结大跨径混凝土斜拉桥施工过程线性变化规律,系统分析几何非线性、材料非线性、不平衡施工荷载和静风素对施工稳定性的影响,获得了不同影响因素下的大跨径混凝土斜拉桥全系数,厘清了不同影响因素对结构稳定性的影响。本文的研究工作,将
图 1.2 早期斜拉桥 图 1.3 布鲁克林大桥Fig 1.2 Cable-stayed bridge by Fausto Veranzio Fig 1.3 Brookly bridge现代斜拉桥与近现代斜拉桥的本质区别在于其力学行为,近现代斜拉桥的斜拉索被动受力,而现代斜拉桥则会对斜拉索预加荷载,,使其主动承担荷载[12]。瑞典斯特伦松德大桥(瑞典语:Str msundsbron)是世界范围内第一座现代钢斜拉桥,如图 1.4 所示,该桥于 1956 年建成通车,主跨 183m,在该桥的设计建造过程中,工程师第一次针对施工中的斜拉索索力进行了计算,这被视为现代斜拉桥在实践上迈出的第一个步伐。1962 年,委内瑞拉建成了第一座现代预应力混凝土斜拉桥拉斐尔-乌达内塔将军大桥(西班牙语:Puentegeneralrafaelurdaneta),如图 1.5 所示,该桥跨越马拉开波湾,在当地俗称马拉开波湖公路大桥(西班牙语:Puentesobreel lago),其主桥部分是五跨连续跨径为 235m 的多塔斜拉桥[13]。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U448.27;U441
本文编号:2699884
【图文】:
图 1.1 宣城市水阳江桥效果图Fig 1.1 The visualization of Xuancheng Shuiyangjiang river bridge水阳江大桥采用前支点挂篮悬臂浇筑施工工艺,最大单悬臂施工长度.9m。由于大悬臂悬浇施工,结构合龙前整体刚度小,施工稳定性问题突出前支点挂篮悬浇施工工艺操作繁杂、工序多(主要包括挂篮前移定位、调力、浇筑前一半混凝土、调整二张索力、浇筑后一半混凝土、张拉预应力终张等),几何非线性效应、材料非线性效应以及前支点挂篮荷载等因素定性的影响不容忽视[1,2],因此开展大跨径混凝土斜拉桥施工过程稳定性因素的分析是十分必要的[1,3]。本文以宣城水阳江大桥为工程依托,采用屈曲分析理论、非线性计算理论数值模拟理论,建立大跨径混凝土斜拉桥考虑施工过程的有限元分析模型同施工阶段结构的稳定安全系数,总结大跨径混凝土斜拉桥施工过程线性变化规律,系统分析几何非线性、材料非线性、不平衡施工荷载和静风素对施工稳定性的影响,获得了不同影响因素下的大跨径混凝土斜拉桥全系数,厘清了不同影响因素对结构稳定性的影响。本文的研究工作,将
图 1.2 早期斜拉桥 图 1.3 布鲁克林大桥Fig 1.2 Cable-stayed bridge by Fausto Veranzio Fig 1.3 Brookly bridge现代斜拉桥与近现代斜拉桥的本质区别在于其力学行为,近现代斜拉桥的斜拉索被动受力,而现代斜拉桥则会对斜拉索预加荷载,,使其主动承担荷载[12]。瑞典斯特伦松德大桥(瑞典语:Str msundsbron)是世界范围内第一座现代钢斜拉桥,如图 1.4 所示,该桥于 1956 年建成通车,主跨 183m,在该桥的设计建造过程中,工程师第一次针对施工中的斜拉索索力进行了计算,这被视为现代斜拉桥在实践上迈出的第一个步伐。1962 年,委内瑞拉建成了第一座现代预应力混凝土斜拉桥拉斐尔-乌达内塔将军大桥(西班牙语:Puentegeneralrafaelurdaneta),如图 1.5 所示,该桥跨越马拉开波湾,在当地俗称马拉开波湖公路大桥(西班牙语:Puentesobreel lago),其主桥部分是五跨连续跨径为 235m 的多塔斜拉桥[13]。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U448.27;U441
【参考文献】
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本文编号:2699884
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