大跨径混凝土拱桥吊装系统的研究

摘要

无支架缆索吊装系统是一种以悬索通过塔架顶部锚固于锚碇之间、利用载重跑车在其上往返移动进行工作、兼有垂直运输和水平运输的特种设备。它适用于高差较大的垂直吊装和架空纵向运输，吊运量从几吨至几十吨范围之间变化，纵向运距从几十米至几百米。与其它起重设备相比，它具有跨度大、速度快、效率高、总体结构简单、造价低廉、施工周期短等突出优点，并且不受气候和地形条件的限制。因此，从拱桥的无支架施工逐渐发展到桥梁的悬臂拼装、大跨度悬索桥主索以及加劲梁的吊装，缆索吊装系统都能提供优质安全的服务。所以，在桥梁施工当中越来越受到施工单位的青睐。
　　 然而随着吊装系统跨径、吊装重量、矢跨比的不断加大，利用传统抛物线理论进行设计时，不但计算结果误差较大，而且计算非常复杂、繁琐、周期较长，同时也不利于充分发挥设备能力。本文在多段悬链线理论的基础上，对塔脚固结式和塔脚铰接式吊装系统悬索无应力长度、不同工况下悬索索力、塔架位移量以及安装时悬索垂度进行了分析。同时为了避免繁琐、复杂的迭代计算，提高设计的计算精度与效率，用VisualBasic语言编写了悬索吊装系统的设计程序。使缆索吊装系统设计更加快捷、高效、合理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1问题的提出

1.2国内研究现状

1.3论文的工程背景

1.4论文的主要工作

第二章 缆索吊装系统的简介

2.1缆索吊装系统的构造

2.1.1塔架及风缆

2.1.2缆索系统

2.1.3跑车

2.1.4配重块和分索器

2.2缆索吊装系统的分类

2.3缆索吊装系统悬索的设计

2.3.1主索的设计

2.3.2牵引索的设计

2.3.3起重索的设计

2.4本章小结

第三章 缆索抛物线计算理论

3.1计算假定

3.2两支点不等高的单跨缆索的计算分析

3.2.1缆索曲线的推导

3.2.2抛物线曲线的垂度

3.2.3抛物线曲线切线的倾角

3.2.4抛物线悬索的张力

3.2.5抛物线悬索的无应力索长

3.3两支点等高的单跨缆索的计算分析

3.4任意规律分布荷载作用下的计算

3.5均布荷载和单个集中荷载作用下的计算

3.6均布荷载和双吊重荷载时的计算

3.6.1支点反力

3.6.2悬索曲线的索长与垂度

3.6.3悬索的最大张力与曲线的倾角

3.7计算悬索张力的状态方程

3.7.1计算主索张力的普遍方程

3.7.2安装状态时主索张力的计算公式

3.7.3考虑边跨锚固段影响时的主索张力状态方程

3.8本章小结

第四章 缆索悬链线计算理论

4.1悬链线基本计算理论

4.1.1计算假定

4.1.2悬垂曲线的线形计算分析

4.1.3两支点等高时的悬索曲线问题

4.1.4两支点不等高等高时的悬索曲线问题

4.2塔脚固结式吊装系统的计算理论

4.2.1塔脚固结式吊装系统的特点

4.2.2在双吊重状态下悬索的基本理论

4.2.3安装状态时中跨主索的计算分析

4.3塔脚铰结式吊装系统的计算理论

4.3.1塔脚铰结式吊装系统的特点

4.3.2在双吊重状态下悬索的基本理论

4.3.3安装状态时中跨主索的计算分析

4.4基于VB下悬索设计程序的编写

4.4.1程序编写的流程图

4.5本章小结

第五章 工程实例应用

5.1工程概况

5.2吊装系统简介

5.3吊装系统的计算

5.3.1荷载的计算

5.3.2抛物线理论对主索的分析计算

5.3.3悬链线理论对主索的分析计算

5.3.4两种理论计算结果的对比分析

5.3.5起重索的计算

5.3.6牵引索

5.3.7塔架的受力分析

5.4本章小结

第六章 结论及展望

6.1结论

6.2展望

致 谢

参考文献

附录A

在学期间发表的论著及取得的科研成果