连续钢桁梁桥顶推施工抗风性能研究
发布时间：2021-11-04 07:10
随着大跨度桥梁飞速发展,钢桁梁逐渐成为大跨度桥梁主梁结构的一种重要形式。顶推法是大跨度钢桁梁桥常用的施工方法之一,在顶推施工阶段大悬臂状态下,主梁结构频率低,结构抗风能力较弱,风荷载作用下易产生较大幅度振动甚至发生失稳破坏。此外,大悬臂状态箱梁顶推力变化（特别是顶推启动瞬间静动摩擦力变化）引起的瞬态动力冲击效应对钢桁梁及下部结构受力产生不利影响,现有的规范中尚无条文指导设计。为此,开展钢桁梁桥施工期的抗风性能以及顶推瞬态动力效应研究具有一定的工程应用价值,为今后类似钢桁桥梁的顶推施工提供参考。针对钢桁梁桥在顶推施工中存在的大悬臂状态风致振动问题,本文以在建跨径84+9×108+84m的11跨连续钢桁梁桥为工程背景,对其顶推施工最不利工况下的抗风性能及启动瞬态冲击效应进行了试验与数值仿真研究,完成的主要工作有:（1）开展了顶推导梁及主梁节段模型风洞测力试验,得到了不同攻角下的三分力系数。研究不同国家规范下桁架梁风荷载的计算方法,并将桁架梁风荷载计算值与试验值进行对比,总结各国规范对桁架梁风荷载计算的适用性。（2）通过测力试验得到的三分力系数,计算导梁和主梁顶推施工过程横桥向及纵桥向抗风稳...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
国外大跨度
国内大
连续钢桁梁桥顶推施工抗风性能研究10c）主梁立面布置图图1.4三门峡黄河公铁两用大桥钢桁梁主梁断面钝体效应明显、阻风面积大，因此其横向风荷载较大。此外，三门峡黄河公铁两用大桥地处太行山脉与秦岭山脉交汇处，在桥址南北两侧有东西走向山脊，北侧山脊海拔达到1500m，南侧山脊海拔达到2200m，山脊之间的间距约为10km。两侧山脊海拔高、间距小，由于流体需满足质量守恒，因此，在此处形成了明显的风口，风口内的风速明显高于周边平坦地区风速。大桥所在区域一年中随时可能出现大风，例如据报道2015年就出现了9~10级阵风（瞬时风速达21~25m/s）；最近一次大风出现在2016年6月，曾导致碗口粗的大树发生折断。据当地村民反映，本次大风为1997年以来出现的最强风，瞬时风速达到11级。该桥采用从南岸（三门峡侧）向北岸（运城侧）单向顶推法施工，导梁设置在主梁前端，总长72m，如图1.5所示。主梁每节间长度为12m，首先在施工平台上拼装导梁，在导梁后拼装钢主梁，保证稳定的前提下，拼装部分主梁后，向0号墩方向顶推，直至主梁顶推到位；然后铺装公路桥面板，进行混凝土桥面板结合施工；最后进行公路、铁路附属结构施工，完成主桥施工，顶推施工图如图1.6所示。三门峡黄河公铁两用大桥的顶推跨数、顶推重量为同类型世界之最。顶推过程中特别是顶推至导梁最大伸臂状态时，悬臂长、结构柔度大、质量较轻，而且尚没有形成最终稳定的结构体系。为此顶推过程中不仅需要考虑静风荷载效应，还要考虑结构在脉动风作用下的风致抖振响应及其抖振对下部结构受力的影响，很有必要开展相关研究。图1.5导梁立面图图1.6顶推施工图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三门峡黄河公铁两用大桥主桥钢桁结合梁设计[J]. 胡辉跃,刘俊锋,宁伯伟. 桥梁建设. 2018(02)
[2]大跨度钢桁梁斜拉桥主桁架动力效应分析[J]. 王建伟,梁亦通,王晟,潘权. 中外公路. 2018(01)
[3]装配式梁桥整体托换装置及瞬态冲击效应研究[J]. 黄海新,李晓迪,程寿山,韩立中. 河北工业大学学报. 2017(06)
[4]山区钢桁梁斜拉桥施工期抖振时域分析[J]. 夏培华,朱浩. 中国港湾建设. 2017(11)
[5]桥梁顶推法施工研究现状及发展趋势[J]. 赵人达,张双洋. 中国公路学报. 2016(02)
[6]山区峡谷大跨钢桁梁桥抗风特性试验研究[J]. 王凯,廖海黎,刘君. 振动与冲击. 2014(19)
[7]黄冈公铁两用长江大桥主桥钢梁设计[J]. 文坡,杨光武,徐伟. 桥梁建设. 2014(03)
[8]黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设抗风措施[J]. 范万祥,张敏,陈宁贤. 桥梁建设. 2013(02)
[9]郑州黄河公铁两用桥主桥第一联顶推施工控制分析[J]. 李杰,陈淮,刘建. 施工技术. 2011(17)
[10]经验非线性涡激力模型参数识别[J]. 周涛,朱乐东,郭震山. 振动与冲击. 2011(03)
博士论文
[1]龙潭河特大桥静力稳定性及风致抖振时域分析[D]. 彭元诚.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]钢箱梁顶推施工安全性分析[D]. 李慧敏.北京交通大学 2014
[2]桥梁顶推施工过程受力分析及关键问题研究[D]. 张培炎.西南交通大学 2014
[3]山区风环境数值模拟与高墩刚构桥风致抖振时域分析[D]. 赵博文.西南交通大学 2014
[4]大跨钢桁梁桥顶推施工过程受力分析及控制技术研究[D]. 白烜宁.兰州交通大学 2014
[5]特大跨度钢桁梁桥施工过程监控的力学分析[D]. 杨雪锋.合肥工业大学 2012
[6]顶推施工阶段钢箱梁桥受力性能研究[D]. 宋延旭.北京交通大学 2010
[7]东江大桥钢桁梁合龙参数研究[D]. 李竞.长安大学 2008
[8]连续刚构桥最大悬臂状态风载内力及抖振实用计算方法研究[D]. 孙延国.西南交通大学 2008
[9]高墩大跨连续刚构桥的风致响应分析[D]. 张鹏.华中科技大学 2006
[10]钢箱梁斜拉桥顶推施工关键问题研究[D]. 苏魁.同济大学 2006
本文编号：3475251
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
国外大跨度
国内大
连续钢桁梁桥顶推施工抗风性能研究10c）主梁立面布置图图1.4三门峡黄河公铁两用大桥钢桁梁主梁断面钝体效应明显、阻风面积大，因此其横向风荷载较大。此外，三门峡黄河公铁两用大桥地处太行山脉与秦岭山脉交汇处，在桥址南北两侧有东西走向山脊，北侧山脊海拔达到1500m，南侧山脊海拔达到2200m，山脊之间的间距约为10km。两侧山脊海拔高、间距小，由于流体需满足质量守恒，因此，在此处形成了明显的风口，风口内的风速明显高于周边平坦地区风速。大桥所在区域一年中随时可能出现大风，例如据报道2015年就出现了9~10级阵风（瞬时风速达21~25m/s）；最近一次大风出现在2016年6月，曾导致碗口粗的大树发生折断。据当地村民反映，本次大风为1997年以来出现的最强风，瞬时风速达到11级。该桥采用从南岸（三门峡侧）向北岸（运城侧）单向顶推法施工，导梁设置在主梁前端，总长72m，如图1.5所示。主梁每节间长度为12m，首先在施工平台上拼装导梁，在导梁后拼装钢主梁，保证稳定的前提下，拼装部分主梁后，向0号墩方向顶推，直至主梁顶推到位；然后铺装公路桥面板，进行混凝土桥面板结合施工；最后进行公路、铁路附属结构施工，完成主桥施工，顶推施工图如图1.6所示。三门峡黄河公铁两用大桥的顶推跨数、顶推重量为同类型世界之最。顶推过程中特别是顶推至导梁最大伸臂状态时，悬臂长、结构柔度大、质量较轻，而且尚没有形成最终稳定的结构体系。为此顶推过程中不仅需要考虑静风荷载效应，还要考虑结构在脉动风作用下的风致抖振响应及其抖振对下部结构受力的影响，很有必要开展相关研究。图1.5导梁立面图图1.6顶推施工图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三门峡黄河公铁两用大桥主桥钢桁结合梁设计[J]. 胡辉跃,刘俊锋,宁伯伟. 桥梁建设. 2018(02)
[2]大跨度钢桁梁斜拉桥主桁架动力效应分析[J]. 王建伟,梁亦通,王晟,潘权. 中外公路. 2018(01)
[3]装配式梁桥整体托换装置及瞬态冲击效应研究[J]. 黄海新,李晓迪,程寿山,韩立中. 河北工业大学学报. 2017(06)
[4]山区钢桁梁斜拉桥施工期抖振时域分析[J]. 夏培华,朱浩. 中国港湾建设. 2017(11)
[5]桥梁顶推法施工研究现状及发展趋势[J]. 赵人达,张双洋. 中国公路学报. 2016(02)
[6]山区峡谷大跨钢桁梁桥抗风特性试验研究[J]. 王凯,廖海黎,刘君. 振动与冲击. 2014(19)
[7]黄冈公铁两用长江大桥主桥钢梁设计[J]. 文坡,杨光武,徐伟. 桥梁建设. 2014(03)
[8]黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设抗风措施[J]. 范万祥,张敏,陈宁贤. 桥梁建设. 2013(02)
[9]郑州黄河公铁两用桥主桥第一联顶推施工控制分析[J]. 李杰,陈淮,刘建. 施工技术. 2011(17)
[10]经验非线性涡激力模型参数识别[J]. 周涛,朱乐东,郭震山. 振动与冲击. 2011(03)
博士论文
[1]龙潭河特大桥静力稳定性及风致抖振时域分析[D]. 彭元诚.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]钢箱梁顶推施工安全性分析[D]. 李慧敏.北京交通大学 2014
[2]桥梁顶推施工过程受力分析及关键问题研究[D]. 张培炎.西南交通大学 2014
[3]山区风环境数值模拟与高墩刚构桥风致抖振时域分析[D]. 赵博文.西南交通大学 2014
[4]大跨钢桁梁桥顶推施工过程受力分析及控制技术研究[D]. 白烜宁.兰州交通大学 2014
[5]特大跨度钢桁梁桥施工过程监控的力学分析[D]. 杨雪锋.合肥工业大学 2012
[6]顶推施工阶段钢箱梁桥受力性能研究[D]. 宋延旭.北京交通大学 2010
[7]东江大桥钢桁梁合龙参数研究[D]. 李竞.长安大学 2008
[8]连续刚构桥最大悬臂状态风载内力及抖振实用计算方法研究[D]. 孙延国.西南交通大学 2008
[9]高墩大跨连续刚构桥的风致响应分析[D]. 张鹏.华中科技大学 2006
[10]钢箱梁斜拉桥顶推施工关键问题研究[D]. 苏魁.同济大学 2006
本文编号：3475251
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