128m系杆拱桥施工监控及施工阶段两个关键技术研究

发布时间：2017-06-06 23:14

  本文关键词：128m系杆拱桥施工监控及施工阶段两个关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：系杆拱桥作为一种组合结构形式桥梁,因其具有对地基要求低且造型优美等特性,最近一些年来,在实际工程中得到了极大的推广。系杆拱桥的施工过程中常常会遇到各种条件的制约,导致其不能按最佳施工工序施工,这就需要施工监控的介入。本文主要对施工监控进行了研究,以某铁路128m系杆拱桥施工监控为背景,重点研究了一般施工监控、拱肋内混凝土浇筑施工不同工序间的量化差异以及施工阶段吊杆索力的调整。上述监控工作及两个关键技术问题研究透彻与否决定着结构能否按要求达到预定状态。以下是本文的主要工作及研究内容:(1)阐述了施工监控工作的必要性,对施工监控理论及国内外发展状况进行了简单介绍。列出了关键位置、主要施工步骤的应力和位移数据,并对其进行分析。重点控制了系梁和拱肋成桥线形,通过给出二者施工预拱度,确定其立模标高,并与设计标高对比。(2)阐述了有限元模型建模原理,介绍了铁路128m钢管混凝土系杆拱的midas/civil有限元建模过程。以此为基础,介绍并建立了钢管混凝土拱肋内混凝土非对称浇筑施工的建模过程,并由此进行深入仿真分析,共模拟了7种施工工序,是浇筑施工所有可能发生的工序。以结构主要位置的应力和变形为对象进行对比分析,找到了拱肋内非对称浇筑与对称浇筑之间的量化差异,对比分析了7种浇筑工序相应位置的应力和位移变化规律,由此找到拱肋内混凝土最佳浇筑工序。(3)使用软件计算了128m系杆拱桥合理成桥索力,这个过程采用刚性支撑连续梁法。对全桥有限元模型中的吊杆按照设计张拉顺序的逆顺序进行拆除,即使用倒拆迭代法得到了吊杆施工初张拉力。采用频率法测试了吊杆初张拉的索力值。实测了成桥索力,与设计目标进行比较,二者相差较大,最大相差21.62%,由此调整了吊杆索力。索力调整方法为:计算实测索力与目标索力差值,将此差值假定为吊杆索力目标值,再次使用倒拆迭代法计算合理补张拉力,将补张拉力按顺序施加在对应吊杆上,此顺序即为吊杆设计张拉顺序。系梁支架拆除后,采用频率法测试了成桥索力,将成桥索力与设计索力对比,二者偏差值不大,一般在5%以内,成功实现对吊杆进行一次索力调整便可满足设计要求的目标。最后,阐述了本文的主要结论,展望了后续研究工作。
【关键词】：系杆拱桥 施工监控 最佳浇筑工序 索力调整
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 研究内容的国内外进展10-12
• 1.2.1 施工监控的国内外研究进展10-11
• 1.2.2 拱肋内混凝土最佳浇筑工序的研究进展11-12
• 1.2.3 吊杆索力调整的研究进展12
• 1.3 研究内容、目标及创新点12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 研究目标13
• 1.3.3 创新点13-14
• 2 铁路128m系杆拱桥施工监控研究14-25
• 2.1 工程背景14
• 2.2 本桥施工监控主要内容14-17
• 2.3 施工监控测点布置17-18
• 2.3.1 挠度测点布置17
• 2.3.2 应力测点布置17-18
• 2.4 有限元模型仿真分析原理18-23
• 2.4.1 梁单元刚度矩阵19-22
• 2.4.2 128m系杆拱桥全桥有限元建模简述22-23
• 2.5 测试数据的采集及分析23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 3 128m系杆拱桥施工监控成果提取及分析25-35
• 3.1 系梁及拱肋立模标高的计算25-28
• 3.1.1 系梁立模标高的计算25
• 3.1.2 拱肋立模标高的计算25-28
• 3.2 结构受力行为-应力28-31
• 3.3 关键阶段结构受力及变形行为31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 拱肋内混凝土浇筑工序的有限元仿真分析35-46
• 4.1 单侧浇筑拱肋内混凝土的量化差异35-41
• 4.1.1 拱肋内混凝土浇筑施工的有限元模拟35
• 4.1.2 有限元模型计算结果分析35-41
• 4.2 钢管拱肋内混凝土不同浇筑施工的差异研究41-45
• 4.2.1 不同混凝土浇筑施工工序的模拟42
• 4.2.2 有限元软件计算结果分析42-45
• 4.3 本章小结45-46
• 5 铁路128m系杆拱桥吊杆索力的确定与调整46-65
• 5.1 索力测试原理46-47
• 5.2 索力测试精度的影响因素47-49
• 5.2.1 吊杆的抗弯刚度及端头锚固形式47-48
• 5.2.2 吊杆的容重48
• 5.2.3 减震器阻尼48
• 5.2.4 吊杆的计算长度48-49
• 5.2.5 其它影响因素49
• 5.3 成桥索力的确定方法49-52
• 5.3.1 刚性支承连续梁法49-50
• 5.3.2 用索量最小法50-51
• 5.3.3 弯曲应变能最小法51-52
• 5.3.4 各种确定合理成桥索力方法的优缺点52
• 5.4 施工阶段索力张拉值确定52-59
• 5.4.1 倒拆迭代法求解吊杆初张拉力52-55
• 5.4.2 吊杆张拉阶段索力测试55-59
• 5.5 吊杆索力的调整59-64
• 5.6 本章小结64-65
• 结论65-66
• 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间的研究成果71

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