中承式钢管混凝土系杆拱桥施工控制及参数敏感性分析

发布时间：2017-08-23 00:02

  本文关键词：中承式钢管混凝土系杆拱桥施工控制及参数敏感性分析

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【摘要】：论文以某中承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,介绍了钢管混凝土系杆拱桥的结构形式和施工方法、以及施工过程中的监控方法和监控内容。利用有限元分析软件建立了钢管混凝土拱桥的空间结构模型,对桥梁的拱肋和吊杆的承载能力进行了复核验算,并分析了混凝土收缩徐变对拱肋内力和变形的影响。对桥梁施工过程中和成桥状态下的稳定性进行了分析,结果显示,桥梁各施工阶段稳定性较好。通过改变桥梁横撑形式和矢跨比,分析了横撑形式和桥梁矢跨比与结构稳定性的关系。从桥梁的自振特性分析结果可知,桥梁竖向抗弯刚度大于横向抗弯刚度,说明该类桥梁设计时应采取优化措施加强拱肋的横向刚度。分析了拱肋倾角、混凝土自重、温度、拱肋横向联系刚度、钢管混凝土密实度等参数变化对拱肋应力和变形、吊杆内力、结构稳定性及自振频率的影响,并计算得出拱肋应力和变形、吊杆内力、稳定性和动力特性对上述参数的敏感性百分比,确定了主要影响参数和次要影响参数。制定了桥梁施工监控方案,对横梁和拱肋的应力和变形进行监测,并将监测值与理论值进行对比,实时调整施工过程中的技术参数,保证了桥梁施工过程中的安全,使拱桥施工过程的应力和成桥线形达到设计要求。在吊杆索力控制过程中,运用影响矩阵法计算了吊杆内力调整影响矩阵。该研究得出的结论可为今后同类桥梁的施工控制提供技术参考。
【关键词】：钢管混凝土系杆拱桥 有限元分析 稳定性 施工监控 参数敏感性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4;U448.225
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 系杆拱桥概述17-18
• 1.2 系杆拱桥施工监控概述18-22
• 1.2.1 施工监控目的18-19
• 1.2.2 施工监控方法19
• 1.2.3 施工监控内容19-21
• 1.2.4 施工监控内容21-22
• 1.3 参数敏感性分析目的及意义22
• 1.4 本文研究的内容22-23
• 第二章 系杆拱桥建模及有限元分析23-43
• 2.1 工程概况23-24
• 2.2 结构及荷载参数24-26
• 2.2.1 结构参数24-25
• 2.2.2 荷载参数25-26
• 2.3 参数修正26-27
• 2.4 施工阶段划分及模型建立27-28
• 2.5 成桥阶段力学特性计算与分析28-31
• 2.5.1 拱肋应力计算29-30
• 2.5.2 拱肋挠度计算30-31
• 2.5.3 吊杆应力计算31
• 2.6 钢管内混凝土收缩徐变影响分析31-33
• 2.6.1 对拱肋挠度影响分析31-32
• 2.6.2 对拱肋截面应力影响分析32-33
• 2.7 桥梁稳定性分析33-39
• 2.7.1 空间稳定性的分析理论33-34
• 2.7.2 施工阶段的稳定性分析34-35
• 2.7.3 成桥状态的稳定性分析35-37
• 2.7.4 稳定性的影响因素研究37-39
• 2.8 自振特性分析39-42
• 2.9 本章小结42-43
• 第三章 参数敏感性分析43-63
• 3.1 参数敏感性分析方法43
• 3.2 架设拱肋阶段拱肋倾角43-47
• 3.2.1 恒载作用下结构的内力和变形44-45
• 3.2.2 结构稳定性45
• 3.2.3 结构自振频率45-46
• 3.2.4 考虑拱肋倾斜模型的参数敏感性分析46-47
• 3.3 吊装横梁阶段混凝土自重47-51
• 3.3.1 恒载作用下结构的内力和变形47-49
• 3.3.2 结构稳定性49
• 3.3.3 结构自振频率49-50
• 3.3.4 考虑自重变化模型的参数敏感性分析50-51
• 3.4 温度变化51-53
• 3.4.1 恒载作用下结构的内力和变形51-52
• 3.4.2 考虑温度变化模型的参数敏感性分析52-53
• 3.5 拱肋横向联系53-57
• 3.5.1 恒载作用下的拱肋应力和变形54-55
• 3.5.2 结构稳定性55
• 3.5.3 结构自振频率55-56
• 3.5.4 考虑横撑刚度变化模型的参数敏感性分析56-57
• 3.6 灌注混凝土阶段拱肋混凝土脱空57-61
• 3.6.1 恒载作用下的应力和变形57-59
• 3.6.2 结构稳定性59
• 3.6.3 结构自振频率59-60
• 3.6.4 考虑拱肋脱空率模型的参数敏感性分析60-61
• 3.7 分析结果对施工监控的指导61-62
• 3.8 本章小结62-63
• 第四章 系杆拱桥施工监控63-81
• 4.1 施工监控内容63-66
• 4.1.1 拱肋变形的监测63
• 4.1.2 拱肋应力的监测63-65
• 4.1.3 横梁应力和变形监测65
• 4.1.4 吊杆内力监测65
• 4.1.5 气温及温度场监测65-66
• 4.2 钢管拱肋架设控制66-69
• 4.2.1 系杆拱桥施工方法66-68
• 4.2.2 临时支架验算68-69
• 4.3 吊杆索力控制69-72
• 4.3.1 吊杆施工控制69-70
• 4.3.2 影响矩阵法计算调索索力70-71
• 4.3.3 索力测试结果对比71-72
• 4.4 应力监控结果分析72-77
• 4.4.1 拱肋钢管应力变化趋势72-73
• 4.4.2 拱肋应力监控结果73-76
• 4.4.3 横梁应力监控结果76-77
• 4.5 线形监控结果分析77-79
• 4.6 本章小结79-81
• 第五章 结论与展望81-83
• 5.1 结论81-82
• 5.2 展望82-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况86

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本文编号：721786