独塔单索面混合梁斜塔斜拉桥施工控制研究

摘要

独塔单索面混合梁斜塔斜拉桥是一种上世纪70年代开始出现的新型桥梁结构，其造型美观、结构受力均衡等特点使得这种类型的斜拉桥得到了广泛的应用，尤其在城市桥梁结构类型中格外受欢迎。但同时其施工工艺复杂、控制难点较多，因此对于这种桥型施工控制研究就显得尤其必要。本文以厦门市马新大桥工程项目为背景，主要研究内容包括:
　　从独塔斜拉桥的静力平衡效应出发，对独塔斜拉桥受力体系进行了分类，根据结构特点的不同，研究了独塔斜拉桥在不同受力体系下的力学特性。
　　通过桥梁结构有限元软件Midas Civil建立空间有限元模型，得出了各工况下桥梁结构的应力、位移变化情况。
　　通过确定混合梁斜塔斜拉桥合理的成桥状态，按照正装迭代法确定了合理的初张力和二次调索索力值。
　　将MIDAS Civil有限元软件的计算结果同BSAS有限元软件的计算结果进行校核，对比两种不同有限元软件的计算结果和精度，并确定最终成桥索力的合理性。
　　通过将二次调索完成后索力和标高实测情况与理论值对比，对索力和标高进行精确施工控制，以保证斜拉索张拉的准确性和桥面线型的流畅性。
　　通过对施工控制各项指标的理论分析结果及实测结果对比分析显示，对中、小跨度钢-混结合梁斜拉桥的施工监控，梁单元有限元模型有足够的精度，其计算结果可用于指导施工，并能取得较好的成果。
　　通过动力特性分析确定混合梁斜塔斜拉桥的振型模态和整体失稳模态。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 斜塔斜拉桥的发展及特点

1．2 混合梁斜拉桥的发展和特点

1．2．1 混合梁斜拉桥的发展

1．2．2 混合梁斜拉桥的设计思路

1．2．3 混合梁斜拉桥的结构特点

1．3 斜拉桥的施工控制

1．3．1 斜拉桥施工控制的目的

1．3．2 斜拉桥施工控制的方法

1．3．3 影响斜拉桥施工控制精度的因素

1．3．4 斜拉桥施工控制的研究现状

1．3．5 斜拉桥拉索初张力的计算方法

1．4 本文的主要研究任务

2 斜拉桥设计和施工控制研究

2．1 工程概况

2．1．1 主桥总体布置及结构简述

2．1．2 主桥施工方案

2．2 拼装线形的控制方法

2．3 马新大桥施工过程仿真分析计算方法

2．3．1 计算荷载

2．3．2 计算参数

2．3．3 施工阶段划分

2．3．4 有限元模型建立

2．3．5 关键施工阶段位移及应力分布图

2．4 马新大桥关键工况有限元计算结果

2．4．1 主桥合拢后工况计算结果

2．4．2 二次调索完成后工况计算结果

2．5 马新大桥结构设计研究

2．5．1 独塔斜塔斜拉桥的静力平衡效应

2．5．2 独塔斜拉桥各组成部分的结构特征

2．6 施工过程关键技术仿真研究与监控目标

2．7 施工监测内容

2．8 本章小结

3 斜拉桥索力控制和有限元分析

3．1 斜拉索索力监控测试的意义

3．2 索力测试的基本原理

3．3 索力监测的误差分析

3．4 调索的目标值

3．5 两种有限元软件计算结果对比

3．6 二次调索控制结果

3．6．1 索力控制结果

3．6．2 主梁线型控制结果

3．7 本章小结

4 斜拉桥动力特性分析

4．1 概述

4．2 斜拉桥的自振特性

4．3 斜拉桥的屈曲模态

4．4 本章小结

5 结论

致谢

参考文献