大跨度系杆拱桥施工监控关键技术研究

发布时间：2020-07-10 01:33

【摘要】：本文以105国道某大跨钢管混凝土系杆拱桥监控项目为工程背景,针对施工监控中出现的关键技术问题:吊杆索力的精确测量、施工阶段索力优化及调整、索梁锚固体结构安全性能进行研究。在分析系杆拱桥国内外相关研究资料的基础上,通过建立全桥MIDAS有限元分析模型和索梁锚固体ABAQUS局部分析模型,对上述问题进行计算分析。分析研究内容如下:1.对本文所依托的施工监控项目的工程背景进行简要叙述,提出本文分析研究的关键课题。2.介绍振动频率法测试索力的理论基础,并结合MATLAB软件进行数值分析,推导出相应的吊杆索力测试实用计算公式。运用能量法基本原理,推导出复合边界条件下吊杆拉索索力实用计算公式。引入压杆屈曲函数并结合能量法推导出能够适用于系杆拱桥短索的索力实用计算公式。3.对影响吊杆索力测试精度的因素进行分析和修正,并识别出适用于本项目系杆拱桥吊杆的索力实用计算公式。将识别出各参数的索力实用计算公式应用于现场索力测试中,对比结果表明修正后的索力实用计算公式具有较好的精度。4.讨论了影响矩阵法调索原理,提出设置吊杆初拉力的必要性,具体给出了运用影响矩阵法通过两次张拉达到合理成桥状态的张拉方案。在二次调索过程中,进一步提出了小范围的调索方式,并分析给出了具体的张拉顺序和张拉力。通过与原方案多方面的对比,得出了采用小范围调索方式更为合理的结论。5.通过有限元模拟,分析索梁锚固体结构在最不利荷载作用下各板件的应力和变形分布规律,并对锚固区各板件的安全性能进行评价。分析表明,在最不利荷载作用下,锚固区各板件的最大应力和变形值都在正常工作范围内,但吊耳与吊耳加劲板连接处存在较为严重的应力集中现象,并且吊耳加劲板的安全系数偏低,需要在安装时注意焊接质量。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.225
【图文】：

大跨度系杆拱桥施工监控关键技术研究

阿瑞凯比克桥

1.1 拱桥的发展历史与现状拱桥是以承受轴向压力的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁。拱桥形态优美，结构轻巧，在竖向荷载作用下，两端支承处除了有竖向反力外，还产生水平推力。并由于水平推力的作用，拱内产生轴向压力，从而减小了跨中弯矩，使得桥梁主拱截面材料的受压性能得到充分发挥，跨越能力也得到增大[1]。在社会生产力和科学技术较为落后的古代，拱桥的发展十分缓慢。由于石块取材方便、强度和耐久性好，这一时期的拱桥大都是石拱桥。例如现存最古老的出自于希腊迈锡尼文明的石拱桥－－阿瑞凯比克桥（如图 1.1 所示），大致修建于公元前1300～公元前1190年之间[2]。该桥长22m，高4m，跨度约数米，桥梁上窄下宽，和现代的拱涵较为相似。再比如 2000 年前罗马人为了构建城镇的供水系统而修建的一系列石拱桥，这其中最著名的是位于法国南部的加尔桥。加尔桥，高49m、长269m，位于法国加尔省，于公元前19～公元前20 年为了修筑长约50公里的高架渠横跨加德河而建。加尔桥共三层，中、下层是支撑桥体和通行桥，最上层为封闭水渠，建筑该桥全部使用了就地取材的石灰岩，如图 1.2 所示。

赵州桥

合肥工业大学硕士学位论文桥中心向两岸逐渐减小，主桥长 213.15m，加上两端的引桥，总长近 266.5m。整个桥身都是石体结构，关键部位均有银锭铁榫连接，为华北最长的古代石桥。又如，有着中国最美的桥之称的五亭桥，如图 1.6 所示。五亭桥是古代桥梁建筑的杰作，位于国家 5A 级景区－－江苏省扬州市瘦西湖内，是扬州市的地标建筑。五亭桥始建于乾隆二十二年，是仿北京北海的五龙亭和十七孔桥而建的，又名莲花桥。

【参考文献】