悬浇混凝土拱桥施工控制技术研究

发布时间：2020-10-19 09:46

　　 悬臂浇筑法是国外大跨度混凝土拱桥常见的施工方法,近年来国内采用该方法建成了5座混凝土拱桥,在建之中的有4座。随着悬浇混凝土拱桥施工工艺以及结构分析理论的不断成熟,采用悬臂浇筑法建造大跨度混凝土拱桥是必然趋势。悬臂浇筑施工混凝土拱圈时,扣索力对拱圈的应力和线形敏感性较大,由于混凝土抗拉能力低,只能通过张拉或调整扣索力来控制。为此,本文围绕悬浇混凝土拱桥拱圈应力控制技术,以在建的夜郎湖特大桥为研究对象,开展如下研究工作:(1)针对“改进的应力平衡法”以混凝土容许拉、压应力作为应力控制限值导致公式复杂、计算量大的不足,提出仅以容许拉应力作为应力控制限值,开展索力可行域算法理论公式的推导,提出“带有预测机制的索力可行域改进算法”。(2)围绕拱圈节段一组扣索对应一个控制截面仅保证多数截面应力得到控制,其余截面应力仍存在超限的问题,提出用多个截面控制的思路。为降低应力影响矩阵规模,研究在应力敏感区域选取主控制截面与附加控制截面作为应力约束条件的“双控制截面法”。(3)针对悬臂浇筑阶段混凝土拱圈截面抵抗拉应力能力不同的特点,提出将“带有预测机制的索力可行域改进算法”与“双控制截面法”相结合进行悬臂浇筑阶段扣索张拉方式的判断,开展悬浇阶段对混凝土拱圈截面应力的影响研究。(4)将“带有预测机制的索力行域改进算法”与“双控制截面法”推广到劲性骨架外包混凝土浇筑阶段混凝土拱圈截面应力控制中,开展外包混凝土浇筑对悬浇段拱圈截面以及外包混凝土自身截面应力的影响研究。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U445.4
【部分图文】：

1966 年修建的丰沙县永定河 7 号桥，如图 1- 5 所示，主跨 150m 的中承式钢筋混凝土空腹式肋拱桥是当时国内最大跨度的钢筋混凝土拱桥。20 世纪 60年代中至 70 年代，江苏无锡建桥职工首创了双曲拱桥，这种拱桥结构充分发挥了预制装配的优点，不用拱架施工，用钢量少，起重设备少，吊装重量轻，施工进度快，采取“化整为零、集零为整”的施工方法，适应了无支架吊装施工且无须大型起吊机具的要求，因而得到飞速发展。据 1979 年末统计，仅公路上建设的双曲拱桥总共有 4000 多座，总长约 50 万 m[7]。其中 1968 年建成的跨度 150m 的河南嵩县前河大桥，1972 年建成的跨度 153m 的湖南长沙湘江大桥，如图 1- 6 所示，成为我国当时最大跨度的双曲拱桥。双曲拱桥的主要缺点是拱圈化整为零造成的结构整体性差，使用过程中拱波在荷载作用下产生的水平推力，导致拱波自身及钢筋混凝土横系梁的开裂。目前，此种桥型已不再建造。20 世纪 70 年代末期至80 年代，随着国内钢材数量的增加和施工机械化水平的提高，逐渐采用无支架缆索吊装法、钢拱架法建造钢筋混凝土拱桥，期间先后建成了多座大跨径钢筋混凝土箱形拱桥。1979 年修建的 150m 宜宾马鸣溪就是采用缆索吊装悬臂拼装法施工

1966 年修建的丰沙县永定河 7 号桥，如图 1- 5 所示，主跨 150m 的中承式钢筋混凝土空腹式肋拱桥是当时国内最大跨度的钢筋混凝土拱桥。20 世纪 60年代中至 70 年代，江苏无锡建桥职工首创了双曲拱桥，这种拱桥结构充分发挥了预制装配的优点，不用拱架施工，用钢量少，起重设备少，吊装重量轻，施工进度快，采取“化整为零、集零为整”的施工方法，适应了无支架吊装施工且无须大型起吊机具的要求，因而得到飞速发展。据 1979 年末统计，仅公路上建设的双曲拱桥总共有 4000 多座，总长约 50 万 m[7]。其中 1968 年建成的跨度 150m 的河南嵩县前河大桥，1972 年建成的跨度 153m 的湖南长沙湘江大桥，如图 1- 6 所示，成为我国当时最大跨度的双曲拱桥。双曲拱桥的主要缺点是拱圈化整为零造成的结构整体性差，使用过程中拱波在荷载作用下产生的水平推力，导致拱波自身及钢筋混凝土横系梁的开裂。目前，此种桥型已不再建造。20 世纪 70 年代末期至80 年代，随着国内钢材数量的增加和施工机械化水平的提高，逐渐采用无支架缆索吊装法、钢拱架法建造钢筋混凝土拱桥，期间先后建成了多座大跨径钢筋混凝土箱形拱桥。1979 年修建的 150m 宜宾马鸣溪就是采用缆索吊装悬臂拼装法施工

图 1- 7 重庆涪陵乌江大桥 图 1- 8 重庆万县长江大桥表 1. 2 国内建造的大跨径混凝土拱桥一览表桥名 建成年份 跨径（m) 矢高（m） 主拱圈构造 施工方法沪昆高铁北盘江大桥 2016 445 100 单箱三室 劲性骨架法重庆万州长江大桥 1997 420 84 单箱三室 劲性骨架法云桂铁路南盘江大桥 2016 416 99 单箱三室 劲性骨架法四川广元嘉陵江大桥 2012 350 83.3 单箱双室 劲性骨架法云南澜沧江大桥 2017 342 82.416 单箱单室 劲性骨架法贵州江界河大桥 1995 330 55 单箱三室 悬臂安装法广西邕宁邕江大桥 1996 312 52 单箱单室 劲性骨架法湖南猛洞河大桥 2013 252.1 45.847 单箱三室 劲性骨架法四川宜宾小南门大桥 1990 240 48 单箱单室 型钢骨架法河南许沟大桥 2001 220 40 单箱三室 支架现浇法福建宁德天池大桥 2008 205 51.23 单箱三室 缆索吊装法重庆涪陵乌江大桥 1988 200 50 单箱三室 转体施工法四川攀枝花鱤鱼大桥 2015 200 28.57 单箱双室 悬臂浇筑法浙江淳安威坪大桥 2001 198 33 单箱单室 劲性骨架法贵州六圭河大桥 2004 195 39.39 单箱三室 缆索吊装法
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本文编号：2847047