大跨径悬索桥钢箱梁吊装施工监控研究

摘要

悬索桥又称吊桥，它是以缆索和索塔作为上部结构的主要的承重构件。悬索桥因其与生俱来的景观性和跨度大的特性使其在众多桥梁中脱颖而出，受到极高的重视。随着科技的发展，和人类社会进步的需求悬索桥的跨径也不断增加，外界因素和施工条件限制对大跨径悬索桥的影响也凸显出来，成为监控工作的一大难点。为了保证成桥效果达到最理想的状态，监控工作必须严格控制结构受力和变形这两个重要要素。本文依托寸滩长江大桥为工程背景，采Midas/Civil对大跨径悬索桥进行全桥钢箱梁吊装施工阶段模拟分析。分别针对主梁从桥塔向跨中方向吊装和从跨中向桥塔方向吊装及先由边跨向中跨吊装一部分梁段再由跨中向边跨吊装的施工顺序，用有限元软件进行了详细的施工过程分析，得出钢箱梁安装过程中桥塔侧主缆倾角变化规律、主缆与桥塔边缘垂直距离分布和变化规律、主缆线形变化规律、梁段下缘底板高差分布变化规律，对比分析各指标给出推荐的施工顺序。在此基础上通过层次分析法求解出最优吊装方案。针对推荐的施工顺序，论文建立了单独的索塔模型，研究索鞍顶推滑移规律，得出加劲梁施工中索鞍顶推阶段和顶推量。本文还着重研究了钢箱梁在焊接节段的线形控制方法。结果表明，先由边跨向中跨吊装一部分梁段再由跨中向边跨吊装的施工方案具有在满足施工条件限制的前提下，保证施工质量、压缩工期、节约成本，提高综合效益的优势。该研究对悬索桥的钢箱梁施工有一定的工程指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 大跨径悬索桥加劲梁吊装施工技术概述

1．2 加劲梁吊装过程分析方法的研究现状

1．3 大跨径悬索桥加劲梁吊装施工中控制难点

1．4 论文主要研究内容

第二章 悬索桥分析理论

2．1 悬索桥的受力特点

2．1．1 重力刚度的概念

2．1．2 主梁的受力特点

2．1．3 主塔的受力特点

2．2 悬索桥静力分析理论

2．2．1 悬索桥在竖向荷载作用下的研究理论

2．2．2 悬索桥在横向荷载作用下的研究理论

2．3 悬索桥非线性分析理论

2．3．1 非线性的概念

2．3．2 悬索桥的非线性

2．3．3 悬索桥几何非线性分析方法

2．4 悬索桥加劲梁施工吊装理论

2．4．1 悬索桥加劲梁施工计算理论

2．4．2 悬索桥加劲梁施工过程分析方法

2．5 本章小结

第三章 加劲梁吊装方案比选

3．1 工程概况

3．1．1 加劲梁设计

3．1．2 桥塔设计

3．2 模型设计参数

3．2．1 材料和截面特性

3．2．2 有限元建模说明

3．3 钢箱梁吊装方案

3．3．1 从两边向跨中吊装

3．3．2 从跨中向两边吊装

3．3．3 先两边后跨中向两边吊装

3．3．4 目标状态

3．4 控制参数的比较

3．4．1 加劲梁下缘底板高差变化规律

3．4．2 塔侧主缆倾角及桥塔边缘空间

3．4．3 主缆标高控制及其变化规律

3．5 本章小结

第四章 加劲梁吊装方案优化

4．1 层次分析法概述

4．2 加劲梁吊装决策因素及权重的确定

4．3 吊装方案优化分析

4．3．1 吊装方案决策因素分析

4．3．2 最优吊装方案的确定

4．4 本章小结

第五章 加劲梁吊装施工过程控制

5．1 加劲梁线形控制

5．1．1 吊装过程中钢箱梁下缘底板高差数据对比

5．1．2 吊装过程中主缆线形变化对比

5．1．3 钢箱梁合拢后线形控制结果

5．2 主索鞍顶推控制

5．2．1 索鞍预偏的原因

5．2．2 索鞍顶推控制原则

5．2．3 主索鞍顶推过程的有限元模拟方法

5．2．4 主索鞍顶推方案

5．3 本章小结

第六章 加劲梁焊接过程控制

6．1 加劲梁焊接控制参数

6．2 加劲梁焊接长度控制

6．3 加劲梁焊接轴线控制

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果