钢管混凝土拱桥施工方案优化与监控研究

发布时间：2020-01-26 18:22

【摘要】：拱桥作为一种拥有1800年历史的传统桥型，之所以可以发展至今，是因为其兼具美观和承重的特点。早期拱桥施工材料往往以石材为主，，自重较大，因此跨度总是受到其重量的制约。直至钢管混凝土拱桥的出现，局限终被克服。由于钢管混凝土拱桥施工时安装重量相比于传统拱桥大大减小，近二十年在我国发展十分迅速。尤其是随着理论知识的丰富和实践经验的积累，我国建筑企业已经开发了钢管混凝土拱桥钢管拱的各种施工方法。一方面，在施工时施工方案的选择成为一个需要面对的问题，过去往往是只凭借着一两个较实际的因素进行方案选择，往往得不到理想的成效，因此人们开始寻找方法对施工方案进行优化。另一方面，桥梁施工监控关乎到桥梁施工过程和成桥状态下受力是否合理，线形是否满足设计要求，以及以后桥梁能否健康运营都有很大的影响。因此，本文以来华大桥工程为例，加以理论建模和实例佐证相结合，分析桥梁钢管混凝土拱桥施工方案优化模型与监控机理，以期为类似工程施工提供借鉴。首先，本文基于层次分析法的基本原理，构建了以成本、工期、技术可行性、施工条件、环境保护五大因素为评价指标体系的钢管拱施工层次评价模型。以来华大桥工程为例，运用本文构建的钢管拱施工层析分析模型比较了缆索吊装法、斜拉悬臂法和转体施工法三种主要的钢管拱施工方案，测算出在本工程中缆索吊装施工法是相对较优的施工方案，理论测算结果与现场施工方案是吻合的。理论分析与实例分析佐证表明本文所建立的钢管拱施工层次评价模型是合理的和可靠的。其次，本文基于灰色系统理论，构建了桥梁施工监控预测模型。该模型包括从数据的处理、具体模型类型的选择，到建立GM(1,1)模型、残差GM(1,1)模型，到模型精度的检验。并以来华大桥为工程背景，运用基于灰色系统理论的桥梁施工监控预测模型，对来华大桥施工过程中各阶段应力和线形监控数据进行了仿真分析，将抽象的理论运用于具体的工程实践中。最后，基于上述施工方案比对评价和施工监控的理论建模和实例佐证，归纳相关结论，希望能对类似工程有所启示。同时，客观评价了本文的不足之处和展望了未来需要继续完善的相关研究方向。
【图文】：

大桥工程,来宾,施工现场

计算跨径为 210.00m，拱轴系数为 m=1.543，矢拱肋由 4 根 φ750×20 或（φ750×16）mm 的 Q345C 钢管膨胀混凝土，并作为弦杆，在上、下两根弦杆横向之间管进行联接，联接钢管内灌 C50 混凝土，在上弦杆与下m 钢管作为竖向腹杆。拱肋截面采用等宽、变高度截面，的径向高度为 5.50m，在拱顶为 3.50m。两拱肋中心间距为 K 撑、桥面以下每侧分别设置 1 道 K 型横撑和 1 道对近的横撑予以加强），每道 K 撑均采用空钢管桁架， K12mm（直撑）钢管，腹杆采用 φ351×10mm，主桥拱肋上、下游各布置 8 根立柱，共 16 根立柱，均采用 φ80灌 C50 混凝土。吊杆标准间距为 7.0m，采用低应力防腐平，σb=1670Mpa。3、4 号墩是拱桥的拱座。由于基础的地且承载能力高，故采用了扩大基础。为了承受主拱圈产生用实体式钢筋混凝土墩块，并拱座内设置施工精度较高的

示意图,转体施工,示意图,主拱

建部分拼接过程中需要用到的支座，接着开始段主拱钢间留出符合要求的通航水道。装拱肋横撑防止横向力过大，并且在边拱和已拼接的钢临时挂索锚固点。主拱两侧安装竖转扣索及平衡索，索线一端连接在锚固来吊起主拱。一侧靠近索塔处的部分支架拆除，做通航水道用，接着撑。在接下来的施工中对通航船只进行管制监督。两岸已拼接好的主拱指定位置上安装反力架和反力支架主拱肋锚点位置，安装拱肋上扣索体系锚固点。装主拱竖转扣索和索塔的尾索并加以调试，确保扣锁体且拆除主拱肋临时扣索和临时锚固点。转拆除支架一侧钢管拱到设计标高，施工时要不断检
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U445.4;U448.22

【参考文献】