多跨预应力砼梁拱桥合理吊杆索力和张拉优化

发布时间：2017-09-25 13:48

  本文关键词：多跨预应力砼梁拱桥合理吊杆索力和张拉优化

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【摘要】：梁拱组合体系桥以结构受力合理、造型新颖美观、经济性能好和对地基适应性强等诸多优势而使其成为现代桥梁工程中60-200m跨径范围内首选的桥型之一。吊杆是该复杂结构体系中关键的主动传力构件,吊杆的施工工序和张拉力直接影响到结构成桥状态的内力和线形合理情况。因此,对该类桥型的合理吊杆索力和张拉优化分析研究具有重要意义。本文以卧龙河桥为工程背景,基于吊杆索力优化理论,通过对该桥的施工阶段的有限元模拟计算来确定合理的吊杆成桥索力和施工索力,并对吊杆的张拉顺序进行优化,最后对施工阶段吊杆力变化和张拉力控制误差进行研究,主要内容包括：1、通过有限元模拟计算,采用最小弯曲能量法和影响矩阵原理对吊杆成桥索力进行调整优化,确定吊杆合理的成桥索力；采用正装法和影响矩阵调索原理分别确定吊杆张拉各阶段的的张拉力,并对张拉施工阶段结构的应力和位移分析。计算结果表明按照确定的张拉力和张拉工序施工后,主梁和拱肋受力合理,竖向变形较小,结构达到了合理的成桥受力和线形状态。2、通过对不同吊杆张拉顺序的有限元模拟计算,对比分析结构在各种张拉工序下主梁和拱肋关键部位内力和线形的变化情况。结果表明,按照由小跨径往大跨径方向,采取先张拉每跨四分之一位置处吊杆,再张拉跨中位置吊杆的顺序纵桥向均匀对称依次张拉各跨吊杆,能够保证施工过程中主梁和拱肋的受力合理性和施工安全性,达到优化吊杆张拉顺序的目的。同时也验证了本文确定吊杆合理施工索力时采用的吊杆张拉顺序的合理性。3、在确定吊杆张拉顺序和各阶段张拉力的基础上,通过对吊杆张拉阶段吊杆力变化情况以及在不同吊杆力偶然误差和系统误差下对结构成桥结果影响程度的研究分析,得到吊杆力变化规律和在吊杆张拉施工中将吊杆力的误差控制在15%以内时,对成桥时结构的线形和内力影响较小,控制效果显著,最终实际成桥时结构能够达到较理想的成桥线形和内力状态。
【关键词】：连续梁拱组合桥 吊杆力优化 合理成桥状态 有限元 影响矩阵法
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4;U448.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 梁拱组合体系桥概述9-11
• 1.1.1 国内外梁拱组合体系桥发展历程9-11
• 1.1.2 连续梁拱组合体系桥的施工方法11
• 1.2 连续梁拱组合体系桥合理吊杆索力和张拉优化的研究现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 2 梁拱组合体系桥吊杆索力优化理论14-22
• 2.1 合理成桥状态索力理论14-17
• 2.1.1 合理成桥索力优化方法14-15
• 2.1.2 吊杆合理成桥索力的确定15-17
• 2.2 合理施工索力理论17-21
• 2.2.1 倒拆法18
• 2.2.2 正装迭代法18-19
• 2.2.3 无应力状态控制法19-20
• 2.2.4 影响矩阵法20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 卧龙河桥吊杆合理成桥索力和施工索力的确定22-45
• 3.1 工程背景22-25
• 3.1.1 卧龙河桥基本概况22-24
• 3.1.2 卧龙河桥施工阶段介绍24-25
• 3.2 有限元模型建立25-29
• 3.2.1 卧龙河桥有限元模型简介25-26
• 3.2.2 实际施工阶段模拟26-29
• 3.3 吊杆合理成桥索力的确定29-33
• 3.3.1 初步优化吊杆成桥索力29-30
• 3.3.2 吊杆合理成桥索力的确定30-33
• 3.4 吊杆合理施工索力的确定及施工阶段结构分析33-43
• 3.4.1 初次张拉阶段吊杆张拉力的确定33
• 3.4.2 初次张拉吊杆施工阶段结构分析33-38
• 3.4.3 二次张拉阶段吊杆张拉力的确定38-40
• 3.4.4 二次张拉吊杆施工阶段及成桥阶段结构分析40-43
• 3.5 本章小结43-45
• 4 施工过程中吊杆张拉顺序的优化分析45-71
• 4.1 吊杆桥跨张拉顺序的优化分析45-49
• 4.1.1 不同桥跨张拉顺序工况下结构内力分析46
• 4.1.2 不同桥跨张拉顺序工况下结构应力分析46-49
• 4.1.3 吊杆桥跨张拉顺序的分析及优化49
• 4.2 吊杆单跨张拉顺序的优化分析49-69
• 4.2.1 吊杆单跨张拉顺序工况一分析49-57
• 4.2.2 吊杆单跨张拉顺序工况二分析57-62
• 4.2.3 吊杆单跨张拉顺序工况三分析62-66
• 4.2.4 吊杆单跨张拉顺序对比分析及优化66-69
• 4.3 本章小结69-71
• 5 吊杆张拉阶段吊杆力变化及张拉控制误差影响分析71-86
• 5.1 吊杆张拉阶段吊杆力变化71-75
• 5.1.1 初次张拉吊杆阶段吊杆力变化规律71-73
• 5.1.2 二次张拉吊杆阶段吊杆力变化规律73-75
• 5.2 吊杆张拉力控制误差影响分析75-85
• 5.2.1 单跨部分吊杆张拉力误差76-79
• 5.2.2 全桥部分吊杆张拉力误差79-80
• 5.2.3 单跨全部吊杆张拉力误差80-83
• 5.2.4 全桥全部吊杆张拉力误差83-84
• 5.2.5 吊杆张拉力误差控制精度84-85
• 5.3 本章小结85-86
• 结论86-87
• 参考文献87-90
• 附录90-93
• 攻读学位期间发衰的学术论文93-94
• 致谢94-95

【参考文献】

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本文编号：917717