大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程线形控制

摘要

钢管混凝土拱桥自1990年四川旺苍东河大桥建成以来,在中国应用发展很快.在大跨度钢管混凝土拱桥缆索吊装施工中,其关键技术之一是主拱线形控制,为了保证最终的成桥线形和受力状态满足设计要求,需要采用施工控制仿真计算.该论文主要包括以下几方面内容:(1)介绍了钢管混凝土拱桥的发展概况及主要施工方法,并对大跨度桥梁结构所采用的施工控制方法作了详细阐述.(2)针对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装的施工工艺,提出了确定其合理施工状态的正装迭代法.该方法基本思路为:先假定一组预抬标高,按正装计算得到一个成桥状态,将该成桥状态与事先定好的合理成桥状态比较,如超过设计允许误差范围,则对预抬标高进行修正,重新进行正装计算,如此反复,直至标高误差减小到允许的范围,最后得到的预抬标高可指导施工.(3)针对大跨度钢管混凝土拱桥施工中出现的线形调整问题,提出了用解决扣索变原长问题的方法来模拟扣索张拉的实际过程,得出了钢管拱肋线形调整的影响矩阵法,通过该方法可得到为满足要求线形与标高所需要的扣索长度的调整量和扣索索力增量.基于上述方法,该文编制了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装仿真计算程序,并用实例验证了此方法的可行性.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1钢管混凝土拱桥发展现状及趋势

1.2钢管混凝土拱桥施工方法简介

1.2.1有支架施工法

1.2.2转体施工法

1.2.3缆索吊装施工法

1.3大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的研究现状

1.4 工程背景

1.5主要研究工作

第二章大跨度桥梁施工控制结构计算方法

2.1正装计算法

2.2倒装计算法

2.2无应力状态计算法

第三章钢管混凝土拱桥施工控制仿真计算的有限元方法

3.1桥梁结构有限元的一般性分析

3.1.1有限元法的一般步骤

3.1.2桥梁结构分析中的单元刚度矩阵

3.2柔索单元在分析中的处理方法

3.2.1柔索垂度效应影响的计入

3.2.1柔索单向约束的模拟

第四章基于正装迭代法的钢管拱肋吊装前预测

4.1 装迭代法在拱肋吊装过程中的应用

4.1.1正装计算法的基本原理

4.1.2基于正装迭代理论的拱肋吊装预测与控制

4.2计算简化模型的建立

4.1.1几何坐标的设置

4.1.2模型单元的合理选取

4.1.3约束条件、荷载信息的处理

4.3吊装预测计算的程序结构

第五章钢管拱肋吊装过程中线形优化及误差调整

5.1调值计算的影响矩阵法

5.1.1基本定义

5.1.2影响矩阵的计算

5.2钢管拱肋吊装过程线形调整

5.2.1扣索的变原长问题

5.2.2线形调整的实现步骤

5.3小结

第六章钢管混凝土拱桥施工控制仿真计算软件的编制

6.1桥梁施工仿真计算的一般原则

6.2钢管混凝土拱桥施工仿真计算的程序结构

6.2.1前置处理模块

6.2.2仿真计算模块

6.2.3后置处理模块

6.3程序的基本功能

第七章仿真计算在拉西瓦黄河大桥施工中的应用

7.1拉西瓦黄河大桥的施工过程

7.2拉西瓦黄河大桥拱肋吊装的仿真分析

7.2.1建立预测简化模型

7.2.2吊装预测结果分析

7.2.3线形优化结果分析

7.3小结

第八章结论与展望

8.1结论

8.2对本课题研究的展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文