斜拉桥塔梁同步施工关键技术研究

发布时间：2020-08-08 01:54

【摘要】：斜拉桥的桥型美观,跨越能力突出,且受力合理,在现代桥梁的应用范围越来越广。混凝土斜拉桥大多按规范推荐采用塔梁异步的施工技术,但施工周期较长;而塔梁同步施工同时对拉索、主塔和主梁三个主要构件交叉施工,可以大大缩短工期,但受力也更复杂,施工控制难度也更大。本文依托丁字河口大桥,研究了其塔梁同步施工中的关键技术问题,开展了同步施工方案的静力数值计算,对结构在施工阶段和成桥阶段的应力和变形进行了详细的计算分析;同时进行了塔梁同步施工过程中的的稳定性分析,讨论了塔梁同步施工的可行性;在此基础上提出了塔梁同步施工控制技术,以保证施工过程中的安全性及成桥后达到合理成桥状态,主要内容如下:(1)介绍斜拉桥塔梁同步施工法、异步施工法及两者的优缺点,得出塔梁同步施工技术可以在一定程度上缩短工期,但对施工过程需严格控制;(2)利用有限元分析软件midas Civil,建立丁字河口大桥有限元分析模型,对施工过程和成桥阶段进行数值模拟,得出主塔和主梁在施工阶段和成桥阶段各工况状态下,都不会出现拉应力,最大应力远小于C50混凝土的抗压设计强度,说明混凝土在施工过程中不会产生荷载裂缝,满足设计要求,说明塔梁同步施工方案可行;(3)利用midas Civil软件,对丁字河口大桥的施工阶段进行了线性和几何非线性稳定分析,对塔梁同步和异步这两种施工方案的稳定性分析结果进行了对比,得出两种施工方案的稳定性都很好,进一步说明了塔梁同步施工方案的可行;(4)确定了施工控制原则为有效控制主塔和主梁的应力、变形和张拉索力,通过实时监测和不断修正,减小因素对成桥目标的影响,达到合理成桥状态;简要的叙述了塔梁同步施工的主要控制因素有结构参数影响、误差影响、环境影响等。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.4
【图文】：

受力图,斜拉索,受力图,斜拉桥

￣ｌ逡逑图２－２斜拉索的弹性支承作用逡逑２．２斜拉桥非线性分析及研究现状逡逑、斜拉桥非线性概述逡逑斜拉桥在荷载作用下产生相应变形，对其进行有限元结构分析，一般将其离逡逑散成多个单元，荷载作用在某个离散节点上时，此节点会随之发生位移，而施加逡逑的荷载也随之移动，这类变形是非线性的，表现为所用材料的非线性变化和产生逡逑位移的非线性变化［２６］。大跨度斜拉桥的露天高空施工的结构刚度会随跨径的增逡逑大而降低，柔度也会不断增大，非线性影响比较明显，体现在材料及几何非线性逡逑６逡逑

受力图,弹性支承,斜拉索,斜拉桥

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非线性材料,应力应变关系

逡逑这两方面。材料非线性指本构关系的非线性，如图２－３，其分析方法主要有初应逡逑力法、切线刚度法以及初应变法。而几何非线性指的是大位移小应变（即有限位逡逑移），如图２－４，因斜拉索材料一般为钢材，在荷载作用下应变较小，几何运动逡逑方程为非线性，数值计算分析方法主要有迭代法、增量法、混合法等。逡逑斜拉桥的几何非线性一般来源于以下三方面：斜拉索的垂度效应；主梁、主逡逑塔中轴力和弯矩互相影响而出现的梁一柱效应（即Ｐ－Ａ效应）；大位移改变几何逡逑形状而产生的位移非线性效应。垂度效应与斜拉索垂度有关，垂度又取决于索力，逡逑垂度越大产生的影响越大；梁－柱效应在于轴力与弯矩的大小，非线性影响随轴逡逑力的增大而越加明显；大位移受结构刚度影响，刚度越大产生的影响越小［２７］。逡逑同时，和成桥状态对比，斜拉桥施工过程中主梁长期处在悬臂状态，使得结逡逑构的整体刚度很小，且拉索张拉施工的中间索力并不大，使得结构受非线性效应逡逑更为显著［２８］。逡逑Ｉ

【参考文献】