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平转施工斜拉桥拉索与主梁钢束施工方案优化研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 斜拉桥发展概况

1.2 桥梁转体施工发展概况

1.3 斜拉桥平转施工中的重要问题

1.4 本文主要研究内容

第二章 斜拉桥平转施工的关键工艺

2.1 工程概况

2.1.1 总体布置

2.1.2 构造设计

2.2 施工简介

2.2.1 施工步骤

2.2.2 施工进度计划

2.3 支架搭设

2.4 转体现浇梁施工

2.5 斜拉索安装及张拉

2.6 上塔柱施工

2.7 下塔柱施工

2.8 本章小节

第三章 迁西斜拉桥施工过程仿真分析

3.1 全桥结构的构件模拟

3.1.1 主梁的模拟

3.1.2 斜拉索的模拟

3.1.3 索塔的模拟

3.1.4 主梁预应力的模拟

3.1.5 边界条件的模拟

3.2 施工阶段划分及仿真结果分析

3.2.1 施工阶段的划分

3.2.2 模型施工应力计算

3.2.3 主梁应力理论值与实测值对比

3.3.4 主梁变形

3.4 全桥结构的构件验算

3.4.1 斜拉索成桥索力

3.4.2 承载力验算

3.5 本章小结

第四章 转体段钢束不同张拉方案对主梁受力的影响研究

4.1 一般平转施工斜拉桥转体段钢束张拉方案的确定

4.1.1 一般斜拉桥转体段钢束的张拉方案

4.1.2 依托工程转体段不同张拉方案情况介绍

4.2 不同张拉方案对转体悬臂段影响分析

4.2.1 斜拉桥转体悬臂段应力计算的意义

4.2.2 不同张拉方案的说明

4.2.3 悬臂段施工阶段划分

4.2.3 不同张拉方案对转体段应力的影响

4.2.4 不同张拉方案对施工变形的影响

4.2.5 不同张拉方案对桥梁施工监控的影响

4.3 不同张拉方案下混凝土收缩徐变对斜拉桥的影响分析

4.4 现浇梁与底模支架摩阻力对梁体有效应力的影响研究

4.4.1 现浇梁与底模支架摩阻力对主梁的应力影响分析

4.4.2 不同摩阻效应对主梁的变形影响分析

4.4.3 降低主梁与底模摩阻力的措施

4.5 本章小节

第五章 施工过程中斜拉桥的受力分析

5.1 施工过程中季节温度对斜拉桥的影响

5.1.1 转体段斜拉索在不同温度下张拉对成桥索力的影响

5.1.2 转体段斜拉索在不同温度下张拉对成桥应力的影响

5.2 施工阶段日照温差对斜拉桥的影响

5.2.1 斜拉索施工温度的变化对初始索力的影响

5.2.2 斜拉索施工温度的变化对成桥索力的影响

5.2.3 斜拉索施工温度的变化对主梁成桥应力的影响

5.2.4 斜拉索施工温度的变化对主梁成桥位移的影响

5.3 索的逐步张拉过程对斜拉桥的影响

5.3.1 每张拉一根索力对转体段主梁位移的影响

5.3.2 每张拉一根索力对主梁应力的影响

5.4 不同施工方案对斜拉桥的影响

5.4.1 不同施工方案施工阶段的划分

5.4.2 不同施工方案对索力的影响

5.4.2 不同施工方案下施工过程中应力的对比

5.5 本章小节

第六章 结论和展望

6.1 本文的主要工作及成果

6.2 有待进一步研究的问题

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果

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摘要

本论文依托河北省唐山市的京秦高速公路迁西支线工程J-2标段上跨京哈、津山铁路立交桥项目,针对钢束的张拉方式、施工日照温差对成桥应力的影响、施工方案的不同对主梁应力的影响等问题,结合现场施工监控和有限元软件分析验算的方法,开展相关研究工作并得出以下结论:
  ①整体浇筑一次张拉的优点:梁平顺,锚具无需接长,节省锚具,施工工期短,预应力损失小等优点。缺点是:支架要求较高且不易拆架,梁在支架受力不明确。总体来讲整体浇筑一次张拉明显优于分段浇筑分段张拉。在主墩较矮的斜拉桥跨铁路桥的施工中,采用平面转体法是安全可靠的,并且支架现浇的方法浇筑主梁也是方便可行的。对于支架现浇的斜拉桥主梁,可以选择采用整体浇筑一次张拉的方案。
  ②通过对不同施工方案进行建模分析,对比悬臂段主梁的应力发现:整体浇筑一次张拉,施工工期短,混凝土龄期短,收缩徐变相对较大,应力相差不大,如果抢工期,可以采用整体浇筑一次张拉;如果不追求施工进度,整体浇筑一次张拉主梁的应力满足要求,线形更好,也可以选择采用整体浇筑一次张拉的方案。
  ③在斜拉索张拉过程中,由于梁索塔线性膨胀系数的不同,日照温差会引起斜拉索与梁塔的温度不同。对斜拉索温度相对主梁和主塔温度降低40℃和斜拉索相对于主梁和主塔升高20℃,分别建立模型。得出:斜拉索温度相对于梁塔温度的降低会使初始索力减少,造成了主梁下挠;斜拉索温度相对于梁塔温度的降低会使初始索力增加引起了主梁成桥向上的竖向位移减少。在设计施工时要避免日照温差的影响。
  ④假定主梁下缘与底模之间的摩阻系数为:0.03,0.3,0.6,1.0,对不同摩阻系数分别进行建模分析,得出采用支架浇筑的桥梁,主梁下缘与底模之间的摩阻系数越大对主梁应力造成的影响越大。

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