承德南环大桥钢管混凝土拱桥施工监控技术研究

摘要

由于钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能好等特点，近几年来，钢管混凝土结构应用发展很快。因此在进行钢管混凝土拱桥施工过程中，施工控制技术成为重要的组成部分，本文结合承德南环大桥钢管混凝土拱桥进行了钢管混凝土拱桥施工控制技术课题研究。 根据钢管混凝土拱桥的结构特点，以通用有限元软件ANSYS为平台，建立钢管混凝土拱桥的空间有限元模型，着重就钢管混凝土内混凝土的灌注顺序、支架拆除顺序、吊装横梁及桥面板对结构的受力及变形的影响进行理论计算分析，确定了合理的施工方案。并从结构静力受力特性、承载力、温度特性、收缩、徐变等方面提出了指导施工的合理预拱度值。 论文根据钢管混凝土拱桥施工控制的理论和方法，并结合承德南环大桥实际情况，建立了全面有效的监测系统，实现了对施工各工况的数据采集，确保了主桥的顺利合龙、结构施工安全及应力状态符合设计要求。 论文所采取的计算方法及监测技术可为类似工程的实践提供有益的借鉴。

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概述

1.2钢管混凝土拱桥的特点

1.3钢管混凝土拱桥的施工方法

1.4钢管混凝土拱桥计算理论及方法

1.4.1钢管混凝土拱圈刚度取值

1.4.2钢管混凝土拱桥温度内力计算时温差的取值

1.4.3混凝土收缩、徐变计算取值

1.4.4极限承载力验算

1.5钢管混凝土拱桥计算理论及施工存在问题

1.6本文主要研究工作

第二章钢管混凝土拱桥施工监控原理

2.1桥梁施工过程控制方法

2.2桥梁施工控制的内容

2.3钢管混凝土拱桥监控目的

2.4钢管混凝土拱桥监控特点

2.5钢管混凝土拱桥施工控制结构计算方法

第三章工程概况

3.1工程概况

3.1.1上部结构

3.1.2下部结构

3.2设计依据

3.3主要设计规范及标准

3.3.1主要设计规范

3.3.2技术标准

3.4本工程的施工方案

第四章钢管混凝土拱桥施工有限元分析

4.1引言

4.2拱桥的空间三维有限元模拟

4.2.1单元的选择

4.2.2 BEAM189的介绍

4.2.3自定义截面文件

4.2.4读入截面文件

4.2.5定义材料属性

4.2.6拱桥模型的生成

4.3计算参数

4.4施工优化

4.4.1拱圈灌注混凝土的顺序对结构受力的影响

4.4.2支架拆除顺序对结构受力的影响

4.4.3拱上横梁及桥面板安装顺序对结构受力的影响

4.5小结

第五章钢管混凝土拱桥施工预拱度值

5.1基本假定

5.2施工工况

5.3徐变对变形的影响

5.3.1基本假定

5.3.2徐变系数计算模式

5.3.3徐变引起的变形计算

5.4计算结果

第六章南环大桥钢管混凝土拱桥施工阶段的监控

6.1钢管混凝土拱桥监测原理

6.1.1应力测量仪器

6.1.2吊杆内力监测

6.2监控主要仪器设备

6.3拱圈线形控制

6.3.1钢管拱圈的加工控制

6.3.2钢管拱圈的预拼装控制

6.3.3拱圈的安装控制

6.4拱圈的施工监测

6.5南环大桥施工阶段控制截面应力测试结果

6.5.1拱圈应力测点布置

6.5.2灌注混凝土工程中拱圈应力测试

6.5.3支架拆除过程拱圈应力测试

6.5.4吊装横梁拱圈应力测试

6.5.5吊装完纵梁和完成桥面铺装拱圈应力测试

6.5.6整个施工过程拱圈应力

6.6南环大桥施工阶段控制截面变形测试结果

6.6.1支架变形

6.6.2浇注混凝土过程拱圈变形

6.6.3拆架前后拱圈变形

6.6.4吊装横梁拱圈变形

6.7南环大桥成桥吊杆内力计算及测试结果

第七章结论及展望

7.1本文结论

7.2研究展望

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