曲塔混合梁斜拉桥无应力索长法施工调索研究

发布时间：2020-07-14 13:32

【摘要】：现代日益发达的交通工程对斜拉桥的艺术造型和桥梁跨径提出了更高的要求,斜拉桥的造型越来越个性化,且跨径越来越大,这对斜拉桥的施工方法和施工控制技术提出了更高的要求。工程师们一直在寻求更加简洁高效、安全准确的施工方法促进施工技术的发展和施工控制相关理论的完善。大跨径斜拉桥主梁长度较长,主塔较高,斜拉索数量较多,因其规模庞大不便于一次成型,所以目前类似斜拉桥这样跨度较大的桥梁在建设的过程中基本采用分阶段安装的方法来实现,通过施工控制对桥梁施工过程进行监测和反馈修正确保施工完成后结构的内力及线性符合的设计要求。本文主要研究目的是试图找到曲塔混合梁斜拉桥施工过程中不调索或少调索的可行性和可靠性。主要研究方法是通过建立MIDAS有限元模型进行相关分析。论文所研究的关键内容和主要成果如下:(1)介绍了无应力状态法,讨论了使用MIDAS/Civil间接实现无应力状态法的操作过程和注意事项。(2)依托怀化鸭嘴岩大桥建立了一次成桥模型进行静力分析确定了桥梁的合理成桥状态,得到了合理成桥状态下斜拉索的合理索力、主梁的线形及关键截面应力、主塔的偏位及关键截面应力。(3)以怀化鸭嘴岩大桥一次成桥模型为基础进行了成桥倒拆计算,得到了正装计算过程中所需要的参考初始张拉力,并通过倒拆-正装反复循环计算的方法确定了满足合理成桥状态的初始张拉力及二次调索索力。(4)在MIDAS/Civil中建立了鸭嘴岩大桥无应力状态法模型,基于斜拉索悬链线理论通过EXCEL迭代计算出无应力精确长度后,使用该长度进行了施工过程计算。(5)将倒拆-正装迭代法和无应力控制法分析结果进行对比,验证了无应力控制法的可行性和可靠性,并总结了使用该法的优点。(6)对曲塔混合梁斜拉桥施工使用无应力控制法进行了敏感参数分析,并得出影响该法的关键是计算和施工过程中斜拉索的无应力精确长度。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.4
【图文】：

施工控制,现场指导,柳钢,施工监控

图 1 汝郴高速赤石大桥1.2 桥梁施工控制总体研究状况最近几十年得益于中国基础实施的大力建设，中国桥梁从设计到建造水平都突飞猛进，但在此之前，发达国家一直引领着桥梁技术的发展。施工控制理论一般认为是日本最先开始研究的，先是在连续梁桥的施工中观测了应力、变形，并对数据进行分析返回现场指导施工，而后又在修建一座名为 Chichiby 的斜拉桥时，首次研发了互联网实时监控系统对该桥的斜拉索张拉数据，将在现场实测的数据和理论数据进行比对验证，提高了施工质量，保障了施工安全，加快了施工进度。自此以后，桥梁施工控制相关理论在全球引起重视并广泛传播，中国最早是在1982 年建设上海柳钢大桥时尝试施工控制，当时对主梁挠度和主塔水平位移进行了监测效果十分理想。施工监控发展至今，实现了监测、反馈至计算机、对比分析、在反馈至现场的循环工作链[4]。采用什么样的方法施工通常根据施工的条件来制定，不论用什么方法施工都不能避免误差，在施工中误差的累积如果保护进

梁结构,无应力,状态,等截面梁

第2章无应力状态法理论简述及 MIDAS 实现方法无应力状态法涉及单元的无应力长度和曲率，本章将通过算例对现有理论加以论证并讨论曲塔混合梁斜拉桥无应力状态法调索的意义。此外确定怀化市鸭嘴岩大桥斜拉索无应力索长的计算方法。最后，由于目前没有专门用于无应力状态施工方法的有限元计算软件，本章从无应力状态法的原理和特点出发，讨论了用MIDAS 变相实现斜拉桥无应力状态施工过程模拟。2.1 无应力状态法2.1.1 等截面梁不同形成过程的分析在这里先探讨一个两端固结的等截面梁通过不同的方法形成对于最终的状态有何影响。图 2.1 所示为两端固结的等截面梁 OP，中点为 N，O 点和 P 点的跨度为 2L，其上恒荷载集度为 q，该梁的刚度假设为 EI。

弯矩图,弯矩图,施工过程,等截面梁

2.1.1 等截面梁不同形成过程的分析在这里先探讨一个两端固结的等截面梁通过不同的方法形成对于最终的状态有何影响。图 2.1 所示为两端固结的等截面梁 OP，中点为 N，O 点和 P 点的跨度为 2L，其上恒荷载集度为 q，该梁的刚度假设为 EI。图 2.1 两端固结梁结构图对于该两端固结梁结构，假设不考虑如何施工而是一次建成成桥结构，那么根据结构力学可以快速得到在自重 q 作用情况下该结构的弯矩图如图 2.2 所示：

【参考文献】