大跨度钢桁架拱桥施工三维仿真分析

发布时间：2020-07-19 20:33

【摘要】：大跨度钢桁架拱桥具有桥型美观、跨越能力强、富有表现力等优点,因而成为跨越大跨度河流、峡谷等首选桥型。桥梁施工的难度也随着跨度的增大而增加,为了使大跨度钢桁拱桥施工的理论基础更加完善,以珠海横琴二桥为背景,对该桥的合理压重、合理扣索力等关键施工技术展开了研究。横琴二桥跨度为100+400+100m,主要采用悬臂吊装法施工。采用悬臂法施工时,在施工过程中确保大桥的抗倾覆稳定性至关重要,为平衡悬臂施工过程中的倾覆力矩,采用在边跨支点附近压重的施工方法。利用ANSYS程序建立横琴二桥的三维有限元模型,以生死单元法为基础,采用前进分析法对不同施工阶段进行分析,得出各施工工况下的压重量,确保在整个施工过程中抗倾覆系数满足规范要求。拱桥悬臂施工过程中,影响成桥内力与成桥线形的关键因素之一就是扣索力的合理施加。因此,在保证大桥杆件应力在安全范围之内,并使成桥线形达到理想状态的基础上探索一种精确的扣索力计算方法是非常有必要的。在悬臂施工方案中常用的三种索力计算方法的基础上提出了一种改进的索力计算方法。“索力控制线形为主,支点调整为辅”为该计算方法的线形控制原则,计算流程清晰明了,所需迭代次数相对较少,能够弥补三种常规索力计算方法中的不足之处。监控各节段拼装后悬臂端的位移、支座反力及各主要工况下杆件应力,使之满足施工安全的要求,最终实现无应力合龙。通过研究,为同类型桥梁合理压重及合理扣索力的设计提供一定的参考。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.4
【图文】：

伊兹桥Fig.1.1IronbridgeFig.1.2Eadsbridge

Eads 为世界上第一座钢桁架拱桥，由美国 Missouri 修建，位于美国圣路易斯跨越密西西比河，建成于 1874 年（图 1.2）。该桥采用悬臂法架设，跨径为 153+158+153m 的上承式钢桁拱桥，上层为公路，下层双轨铁路。Eads桥的成功修建，不仅仅是科学家们在桥梁史上一次伟大的尝试，更是极大地推动了钢拱桥的快速发展。1971 年美国修建的狱门（Hell Gate）桥（图 1.3），作为钢拱桥的一个里程碑建筑，奠定了钢拱桥的技术基础，其跨径为 297m。悉尼港湾大桥（图 1.4）、贝永桥（504m）、新河谷桥（518.3m）等同类桥型均以其为参考修建[3]。图 1.1 Iron 桥 图 1.2 伊兹桥Fig.1.1 Iron bridge Fig.1.2 Eads bridge

Eads 为世界上第一座钢桁架拱桥，由美国 Missouri 修建，位于美国圣路易斯跨越密西西比河，建成于 1874 年（图 1.2）。该桥采用悬臂法架设，跨径为 153+158+153m 的上承式钢桁拱桥，上层为公路，下层双轨铁路。Eads桥的成功修建，不仅仅是科学家们在桥梁史上一次伟大的尝试，更是极大地推动了钢拱桥的快速发展。1971 年美国修建的狱门（Hell Gate）桥（图 1.3），作为钢拱桥的一个里程碑建筑，奠定了钢拱桥的技术基础，其跨径为 297m。悉尼港湾大桥（图 1.4）、贝永桥（504m）、新河谷桥（518.3m）等同类桥型均以其为参考修建[3]。图 1.1 Iron 桥 图 1.2 伊兹桥Fig.1.1 Iron bridge Fig.1.2 Eads bridge

【参考文献】

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本文编号：2762930