大跨度全预制拼装混合梁斜拉桥施工控制理论分析研究
发布时间：2021-01-04 03:12
伴随着桥梁建设水平的不断提高和新工艺、新材料的大量涌现,为提高大跨度混合梁斜拉桥边跨混凝土梁的施工质量,全预制拼装混合梁斜拉桥开始逐渐走进人们的视野,同时也给该桥型的施工控制带来了新的挑战。本文以石首长江公路大桥为工程背景,利用有限元计算分析方法对无应力构形控制理论在全预制拼装混合梁斜拉桥施工控制中的应用进行了研究,针对边跨宽幅混凝土主梁关键施工工序提出了相应的施工控制方法。主要研究内容及相关结论如下:（1）结合全预制拼装斜拉桥的施工特点介绍了基于无应力构形控制法的斜拉桥施工控制理论。详细论述了混合梁斜拉桥无应力构形的计算方法,包括主梁无应力线形、无应力制造尺寸和斜拉索无应力索长的确定等。针对边跨短线预制混凝土主梁,采用了基于Bursa-Wolf理论的无应力线形坐标转换计算方法,并提出了超宽短线预制箱梁纵向预制线形修正方法和横向受力安全控制手段。（2）基于自适应无应力构形控制法对全预制拼装混合梁斜拉桥进行了施工控制计算分析。采用平面杆系有限元软件BDCMS对石首长江公路大桥进行建模计算,求得结构无应力控制参数,并通过无应力索长迭代求出初始控制张拉力,利用求得的控制参数和张拉力作正装分析...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１结构计算简图??由斜拉索跨中弯矩为零的力学条件可得：??
?硕士学位论文???则斜拉索的无应力索长为：??Ｓ０＝Ｓ－ＡＳ?＝?ｌ?＋?＾－－?—?￣１６＾?（２．６）??３／?ＥＡ?３ＥＡＩ??按照等效直杆的思路，可以认为等式（２．６）等号右侧的的第二项为斜拉索垂度效应??引起的伸长量，第三项为张拉力ｒ作用下的拉伸效应，最后一项为两者的耦合项。由上??式可知，当斜拉索张拉力ｒ确定后，斜拉索的无应力索长也被唯一确定下来。??２．３．２精准悬链线计算理论??在大跨度斜拉桥中，斜拉索往往为长索，自重和柔度均较大，垂度效应更加明显。??此时若采用简化抛物线的分析理论来计算斜拉索（平行钢丝）的无应力长度，将会出现??较大的误差。为了确保斜拉索无应力索长计算的准确性，通常采用精准悬链线理论??来完成此种柔性长索的无应力索长的计算。??采用悬链线解析理论应满足以下条件：??（１）斜拉索为没有弯曲刚度且只受拉的理想柔性索；??（２）忽略斜拉索受力前后横截面的变化，索的自重恒载集度沿索长是不变的常数；??（３）斜拉索为线弹性材料结构，其应力应变的对应关系满足胡克定律。??斜拉索索形和受力示意如图２．２。??Ａｙ?ｔ?＾??ｉ一＾￣￣?１?？?Ｘ??Ｔｉ?｜?ａ?］??图２．２斜拉索受力示意图??斜拉索索体仅承受沿索长均匀分布的自重荷载和轴向的张拉力，线形呈现为梁端锚??固点与塔端锚固点之间的悬链线。设梁端锚固点的张拉索力为乃，它的水平分力为说，??竖直分力ｆ１；斜拉索塔、梁锚固点之间任意一点（Ｘ，处的拉力为ｒ，其水平分力为??竖直分力为Ｆ，？两锚固点之间的水平直线距离为ａ；两锚固点连线与水平面之间的??夹角为单位长度斜拉索的重量为心??１２??
图２．３无应力线形示意图??当使用切线拼装法计算时，无应力线形的相对坐标与设计线形的坐标之间有如下关系：??
【参考文献】：
期刊论文
[1]独塔混合梁转体斜拉桥合理成桥状态确定方法研究[J]. 谢剑,王绪续,谢宝来. 特种结构. 2018(05)
[2]自锚式悬索桥合理成桥状态及受力特性研究[J]. 龚子松. 上海公路. 2018(03)
[3]无应力状态法在斜拉桥设计和施工中的应用[J]. 李兴庆,和海芳. 公路交通科技(应用技术版). 2018(07)
[4]俄罗斯岛大桥总体施工设计综述[J]. 拓明阳,赵健. 中外公路. 2017(06)
[5]基于无应力状态法的双塔斜拉桥合理施工状态研究[J]. 刘亚明,马晓谦. 公路交通科技(应用技术版). 2017(07)
[6]短线节段预制拼装桥梁几何线形三维控制方法[J]. 刘海东,侯文崎,罗锦. 铁道科学与工程学报. 2017(04)
[7]斜拉桥合理施工状态计算方法对比分析研究[J]. 康春霞,杜仕朝,邬晓光. 铁道科学与工程学报. 2017(01)
[8]基于坐标变换的短线预制梁段匹配误差调整[J]. 周凌宇,郑恒. 桥梁建设. 2016(05)
[9]基于无应力状态法的斜拉桥合理施工状态确定[J]. 谢小辉,郑兴贵,杨志军. 四川建筑科学研究. 2016(05)
[10]大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控分析[J]. 陈海东. 科技展望. 2015(22)
博士论文
[1]超大跨度斜拉桥施工全过程几何非线性精细分析理论及应用研究[D]. 陈常松.中南大学 2007
[2]斜拉桥合理设计状态确定与施工控制[D]. 颜东煌.湖南大学 2001
硕士论文
[1]混合梁斜拉桥合理成桥状态影响因素研究[D]. 刘先争.西南交通大学 2016
[2]城市桥梁预制箱梁节段拼装关键技术的研究[D]. 王英.西南交通大学 2011
[3]斜拉桥拉索的受力分析与合理成桥状态的确定[D]. 白文轩.重庆大学 2006
本文编号：2956034
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１结构计算简图??由斜拉索跨中弯矩为零的力学条件可得：??
?硕士学位论文???则斜拉索的无应力索长为：??Ｓ０＝Ｓ－ＡＳ?＝?ｌ?＋?＾－－?—?￣１６＾?（２．６）??３／?ＥＡ?３ＥＡＩ??按照等效直杆的思路，可以认为等式（２．６）等号右侧的的第二项为斜拉索垂度效应??引起的伸长量，第三项为张拉力ｒ作用下的拉伸效应，最后一项为两者的耦合项。由上??式可知，当斜拉索张拉力ｒ确定后，斜拉索的无应力索长也被唯一确定下来。??２．３．２精准悬链线计算理论??在大跨度斜拉桥中，斜拉索往往为长索，自重和柔度均较大，垂度效应更加明显。??此时若采用简化抛物线的分析理论来计算斜拉索（平行钢丝）的无应力长度，将会出现??较大的误差。为了确保斜拉索无应力索长计算的准确性，通常采用精准悬链线理论??来完成此种柔性长索的无应力索长的计算。??采用悬链线解析理论应满足以下条件：??（１）斜拉索为没有弯曲刚度且只受拉的理想柔性索；??（２）忽略斜拉索受力前后横截面的变化，索的自重恒载集度沿索长是不变的常数；??（３）斜拉索为线弹性材料结构，其应力应变的对应关系满足胡克定律。??斜拉索索形和受力示意如图２．２。??Ａｙ?ｔ?＾??ｉ一＾￣￣?１?？?Ｘ??Ｔｉ?｜?ａ?］??图２．２斜拉索受力示意图??斜拉索索体仅承受沿索长均匀分布的自重荷载和轴向的张拉力，线形呈现为梁端锚??固点与塔端锚固点之间的悬链线。设梁端锚固点的张拉索力为乃，它的水平分力为说，??竖直分力ｆ１；斜拉索塔、梁锚固点之间任意一点（Ｘ，处的拉力为ｒ，其水平分力为??竖直分力为Ｆ，？两锚固点之间的水平直线距离为ａ；两锚固点连线与水平面之间的??夹角为单位长度斜拉索的重量为心??１２??
图２．３无应力线形示意图??当使用切线拼装法计算时，无应力线形的相对坐标与设计线形的坐标之间有如下关系：??
【参考文献】：
期刊论文
[1]独塔混合梁转体斜拉桥合理成桥状态确定方法研究[J]. 谢剑,王绪续,谢宝来. 特种结构. 2018(05)
[2]自锚式悬索桥合理成桥状态及受力特性研究[J]. 龚子松. 上海公路. 2018(03)
[3]无应力状态法在斜拉桥设计和施工中的应用[J]. 李兴庆,和海芳. 公路交通科技(应用技术版). 2018(07)
[4]俄罗斯岛大桥总体施工设计综述[J]. 拓明阳,赵健. 中外公路. 2017(06)
[5]基于无应力状态法的双塔斜拉桥合理施工状态研究[J]. 刘亚明,马晓谦. 公路交通科技(应用技术版). 2017(07)
[6]短线节段预制拼装桥梁几何线形三维控制方法[J]. 刘海东,侯文崎,罗锦. 铁道科学与工程学报. 2017(04)
[7]斜拉桥合理施工状态计算方法对比分析研究[J]. 康春霞,杜仕朝,邬晓光. 铁道科学与工程学报. 2017(01)
[8]基于坐标变换的短线预制梁段匹配误差调整[J]. 周凌宇,郑恒. 桥梁建设. 2016(05)
[9]基于无应力状态法的斜拉桥合理施工状态确定[J]. 谢小辉,郑兴贵,杨志军. 四川建筑科学研究. 2016(05)
[10]大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控分析[J]. 陈海东. 科技展望. 2015(22)
博士论文
[1]超大跨度斜拉桥施工全过程几何非线性精细分析理论及应用研究[D]. 陈常松.中南大学 2007
[2]斜拉桥合理设计状态确定与施工控制[D]. 颜东煌.湖南大学 2001
硕士论文
[1]混合梁斜拉桥合理成桥状态影响因素研究[D]. 刘先争.西南交通大学 2016
[2]城市桥梁预制箱梁节段拼装关键技术的研究[D]. 王英.西南交通大学 2011
[3]斜拉桥拉索的受力分析与合理成桥状态的确定[D]. 白文轩.重庆大学 2006
本文编号：2956034
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