采用组合法施工的钢筋混凝土拱桥劲性骨架构造及对内力影响研究

摘要

大跨度混凝土拱桥是西部山区较为理想的桥型。近年来国内应用悬臂浇筑法先后在贵州和四川建成了4座混凝土拱桥，反映出拱圈整体性好、外形美观等优点。然而，随着拱圈跨径的增大，悬浇长度也随之增加，给扣锚系统、施工控制带来了技术难度。将悬臂浇筑和劲性骨架法结合，不仅可以缩短悬浇长度，而且可以提前实现合龙、降低施工风险。
　　本研究主要内容包括：①参照日本头岛大桥的设计理念，针对主跨210m的贵州夜郎湖大桥，提出拱脚区段采用变截面混凝土拱箱、拱顶区段采用钢箱劲性骨架合龙、后浇筑外包混凝土的主拱圈构造形式，以达到增大拱桥跨径、合理运用材料、减轻拱圈自重为目的。基于ANSYS优化方法，优化出合理的拱轴系数，开展了成桥阶段内力计算。②拟定了主拱圈悬臂浇筑、劲性骨架安装顺序，基于“应力平衡法”控制技术，利用APDL语言编制了拱圈施工计算命令流，通过索力优化方法计算出能满足截面应力与拱圈线形的扣索力，分析了主拱圈截面的应力变化规律。③针对劲性骨架外包混凝土施工，拟定了竖向分三环，纵向分6个工作面，按2.9m和5.8m两种分段长度和两种反向的浇筑顺序（从拱脚至拱顶浇筑、从拱顶至拱脚浇筑）两两组合成的4种浇筑方式，分析表明，文中拟定的浇筑方式均能满足施工要求，以浇筑段2.9m，拱脚至拱顶的浇筑顺序较为合理。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 混凝土拱桥发展简介

1．1．1 国外钢筋混凝土拱桥发史

1．1．2 国内钢筋混凝土拱桥发展史

1．2 钢筋混凝土拱桥的主要施工方法

1．2．1 有支架法

1．2．2 无支架法

1．2．3 劲性骨架法

1．2．4 悬臂施工法

1．2．5 悬臂浇筑与劲性骨架组合法

1．2．6 工程实例

1．4 钢筋混凝土拱桥组合法施工中劲性骨架截面形式发展现状

1．5 本文的主要研究方向及内容

第二章 210m钢筋混凝土箱型拱桥试设计

2．1 夜郎湖大桥工程概况

2．1．1 工程概况

2．1．2 设计技术标准

2．1．3 材料参数值

2．2 采用部分悬浇的钢箱劲性骨架混凝土拱桥试设计

2．2．1 总体布置

2．2．2 拱圈截面尺寸的拟定

2．2．3 劲性骨架截面尺寸的拟定

2．2．4 拱上建筑结构形式与尺寸

2．2．5 拱轴线的选择与矢跨比的确定

2．2．6 确定拱轴系数m

2．3 成桥阶段的承载力与稳定性验算

2．3．1 计算模型

2．3．2 成桥内力与位移计算

2．3．3 使用阶段强度验算

2．3．4 拱的整体稳定性验算

2．3．5 内力结果对比分析

2．4 本章小结

第三章 悬臂浇筑与劲性骨架组合法施工过程受力分析

3．1 拱圈施工方案

3．2 拱圈计算模型

3．2．1 模型的建立

3．2．2 挂篮构造

3．2．3 计算分析工况

3．3 悬臂浇筑过程的受力分析

3．3．1 索力计算方法介绍

3．3．2 扣索索力

3．3．3 拱圈应力

3．3．4 拱圈位移

3．3．5 钢箱应力

3．6 本章小结

第四章 外包混凝土浇筑方式的优化设计

4．1 确定外包混凝土浇筑方式的基本依据

4．2 外包混凝土浇筑方式的工程实例

4．3．外包混凝土浇筑方案拟定与仿真计算分析

4．3．1 拟定方案

4．3．2 有限元模拟分析施工过程

4．3．3 计算结果分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本文取得的主要研究成果

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果