考虑施工过程斜拉桥合理成桥状态研究

发布时间：2019-10-03 10:26

【摘要】：近代常用桥型的斜拉桥，由索塔、主梁和拉索三个主要构件组成，其中拉索只承受拉力，索塔和主梁是以承受压力为主的压弯构件。斜拉索的索力对结构体系的内力分布有很大的影响，是控制全桥受力的关键。斜拉桥施工工序复杂，施工过程及其质量决定结构成桥状态。如何确定和优化成桥索力使斜拉桥处于良好的受力状态，如何确定合理的施工状态从而达到设计合理成桥目标，己成为斜拉桥设计和建造技术中的关键问题之一。本文针对上述两个问题，在索力优化分步算法的基础上提出综合算法来解决斜拉桥的合理成桥状态，，运用无应力状态法确定斜拉索合理施工状态，解决了以合理成桥状态为基础，结合合理施工状态来确定斜拉索施工阶段的初张力，使合理成桥状态和合理施工状态达到耦合。全文在结构和内容上主要分为三大部分：第一部分：在借鉴各种斜拉桥设计资料基础上，总结了现代斜拉桥静力设计流程，指出斜拉桥静力设计的核心内容是确定斜拉桥的合理成桥状态及合理施工状态；在对有关成桥索力优化方法深入研究基础上，总结了五种较为实用的斜拉桥索力优化计算理论并做出了相应评述；简要介绍了确定斜拉桥合理施工状态的倒拆法、正装迭代法及无应力状态法，并说明了各方法内在联系，指出无应力状态法在建立斜拉桥施工阶段模型时，实现了将拉索模拟为索单元的精确算法。第二部分：总结了斜拉桥合理成桥状态的评定原则；在斜拉桥索力优化分步算法的基础上，提出斜拉桥索力优化的综合算法，该方法针对不同斜拉桥，设置符合该桥桥型特点的约束条件，运用有约束最小能量法初拟索力，并在考虑活载效应的基础上计算出恒载可行域对初拟索力进行合理性验证，最后依据理想成桥目标状态联合利用影响矩阵法和最小二乘法对索力进行微调。该综合算法以实际工程为例优化得到了合理成桥索力，简单易行，具有较高的应用价值。第三部分：详细阐述了无应力状态法理论和构件单元的无应力状态量，并以一座钢斜拉桥为实例，验证了无应力状态法的可行性，确定了该桥拉索的初拉力并实现了其合理成桥状态；介绍了不闭合的现象，以一座混凝土斜拉桥作为例，通过正装迭代解决了无应力状态法由于混凝土收缩徐变造成的结果不闭合问题。
【图文】：

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共同作用下不应产生拉力，以具有一定压力储备为宜。而关于线形的终恒载受力状态则与施工过程密切相关，因此结构分析必须准确模拟为一座斜拉桥的施工过程图。作为索承体系桥梁，拉索初拉力的确定是模拟斜拉桥施工过程的核心力可重复调整则是斜拉桥这种桥型的主要特点，而这样的特点也决定施工方案下达到所需要的成桥目标成为可能。如果在斜拉桥施工过程调整势必会造成工序复杂，施工周期延长等多种对斜拉桥施工的不利施工方案做出合理性的评价一方面需要考虑结构的安全，另一方面则便利性。如果在斜拉桥悬臂施工中，能设计出一套在各个施工阶段只的斜拉索只进行一次性张拉，在其后的某个阶段只对少量的索进行调理的施工状态，那么这样一个斜拉桥施工方案便是理想合理的。以合，结合合理施工状态确定拉索的初拉力，便实现了合理成桥状态和合。

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态下的强度、刚度、稳定性等；然后，在施工图设计阶段根据施工方案进行施工过程真分析，提交施工架设安装信息和控制要素。从斜拉桥设计流程图 2.1 中可以看出，拉桥的设计计算往往是一个多次迭代的过程。借助于工程经验，可省去某些中间环节。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U448.27

【参考文献】