龙江桥钢箱加劲梁安装过程焊接时机及顺序的研究

发布时间：2017-08-30 22:15

  本文关键词：龙江桥钢箱加劲梁安装过程焊接时机及顺序的研究

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【摘要】：大跨度悬索桥的主缆、吊索、加劲梁等主要构件刚度相差较大,施工时的几何形状变化显著,加劲梁安装过程中经常会遇到连接困难、抗风稳定性差、焊接应力大等方面的问题。在大跨度悬索桥设计和施工中,正确模拟加劲梁间的临时连接作用,确定合理的梁段吊装顺序,预测能够实施钢箱梁环缝焊接的时机和顺序,对于缩短施工工期,保证施工质量有较大作用。本论文以云南龙江特大桥为工程背景,根据加劲梁的结构类型及建设条件,针对两种不同的加劲梁段吊装方案,运用桥梁结构有限元分析软件MIDAS/CIVIL建立计算模型,对钢箱加劲梁的吊装过程进行精确分析,计算出各吊装阶段的结构内力和线形变化。结合边吊装边焊接加劲梁的施工工况,进一步探讨了加劲梁吊装后的环缝焊接问题,对龙江桥钢箱梁环缝焊接的时机和顺序提出合理化建议。本文主要完成了如下工作:(1)介绍了国内外大跨径悬索桥钢加劲梁架设的施工方法,包括跨缆吊机架设、缆索吊机架设、轨索移梁架设、桥面吊机悬拼架设等方法。根据龙江桥加劲梁的结构类型、建设环境等条件,确定了加劲梁段的最适用架设方法。(2)介绍了悬索桥施工中常见的两种加劲梁吊装顺序,即从跨中开始向两侧索塔方向吊装,以及从索塔开始向跨中方向吊装。根据龙江桥的工程建设条件及梁段架设方法,分别拟定了两种加劲梁架设方案。针对不同的加劲梁架设方案,采用桥梁结构分析软件MIDAS/CIVIL建立龙江桥有限元模型,计算分析了加劲梁吊装各阶段相邻梁段间截面下缘开口距离、主缆线形、加劲梁间临时连接内力、加劲梁吊装阶段线形、梁段竖向台阶相对高差等参数的变化大小及特点,确定了合理的梁段架设顺序。(3)探讨了加劲梁吊装过程中临时连接的模拟方法,计算分析了采用临时连接时对加劲梁吊装阶段线形、吊索拉力等参数的变化大小,以及在吊装方案1中采用铰接法时加劲梁开口距离、截面应力等参数的变化大小。(4)模拟分析了边吊装边焊接加劲梁的施工工况,通过对加劲梁的吊装线形变化、相邻梁段截面间的开口宽度变化等进行详细的数值对比分析,探讨了加劲梁吊装后的环缝焊接时机问题,对龙江桥钢箱加劲梁环缝焊接时机和焊接顺序提出了合理化建议。
【关键词】：大跨度悬索桥 钢箱梁 架设顺序 焊接时机
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25;U445.583
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 悬索桥构造概述11-13
• 1.3 悬索桥加劲梁吊装方法及环缝焊接时机研究现状13-15
• 1.4 论文的选题依据和主要研究内容15-17
• 1.4.1 本文的选题依据15-16
• 1.4.2 本文的主要研究内容16-17
• 第二章 大跨度悬索桥计算理论与施工方法分析17-36
• 2.1 概述17
• 2.2 悬索桥计算理论17-24
• 2.2.1 弹性理论方法18-19
• 2.2.2 挠度理论方法19-22
• 2.2.3 有限位移理论方法22-24
• 2.3 悬索桥几何非线性影响24-26
• 2.3.1 结构大位移的影响25
• 2.3.2 缆索自重垂度的影响25-26
• 2.3.3 单元初始内力的影响26
• 2.4 悬索桥钢加劲梁架设方法26-30
• 2.4.1 跨缆吊机架设法26-27
• 2.4.2 缆索吊机架设法27-28
• 2.4.3 轨索移梁架设法28
• 2.4.4 桥面吊机悬拼架设法28-29
• 2.4.5 比较结论29-30
• 2.5 悬索桥加劲梁吊装顺序30-35
• 2.5.1 从跨中开始向两侧索塔吊装31-32
• 2.5.2 从索塔开始向跨中吊装32-33
• 2.5.3 其它吊装顺序33-34
• 2.5.4 合龙段的处理方法34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 龙江桥加劲梁吊装顺序研究36-66
• 3.1 工程背景及结构概况36-37
• 3.2 有限元模型建立37-40
• 3.2.1 单元模拟37-38
• 3.2.2 临时连接模拟38-39
• 3.2.3 边界条件处理39-40
• 3.3 加劲梁吊装方案划分40-43
• 3.3.1 从跨中向桥塔方向吊装41-42
• 3.3.2 从桥塔向跨中方向吊装42-43
• 3.4 加劲梁相邻截面间开口理论分析43-47
• 3.4.1 加劲梁相邻截面的转角类型44-47
• 3.4.2 加劲梁相邻截面开口距离分析47
• 3.5 不同吊装方案的影响分析47-64
• 3.5.1 开口宽度的分布规律47-49
• 3.5.2 主缆跨中节点竖向位移变化49-50
• 3.5.3 主缆内力变化50-52
• 3.5.4 加劲梁间的临时连接内力变化52-57
• 3.5.5 加劲梁线形分析57-59
• 3.5.6 竖向台阶的相对高差变化59-63
• 3.5.7 比较总结63-64
• 3.6 本章小结64-66
• 第四章 钢箱加劲梁环缝焊接相关影响因素的研究66-80
• 4.1 临时连接对加劲梁吊装过程分析的影响66-70
• 4.1.1 加劲梁吊装线形变化66-69
• 4.1.2 吊索拉力分析69-70
• 4.2 加劲梁开口距离分析70-73
• 4.2.1 部分工况下不同开口的变化规律70-72
• 4.2.2 单个开口在不同工况下的变化规律72-73
• 4.3 加劲梁截面应力分析73-75
• 4.4 钢箱加劲梁环缝焊接分析75-79
• 4.4.1 加劲梁线形分析76-78
• 4.4.2 截面开口宽度分析78-79
• 4.4.3 合理化建议79
• 4.5 本章小结79-80
• 第五章 结论与展望80-82
• 5.1 本文的主要结论80-81
• 5.2 展望81-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 在学习期间发表的论著及取得的科研成果86

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本文编号：761780