钢管混凝土劲性骨架拱桥转体施工关键技术研究

摘要

转体施工是一种施工新技术，以前一直在山区比较盛行；最近10年，由于钢管混凝土和新型桥梁结构形式的出现，转体施工开始从山区走向城市。转体施工和钢管混凝土劲性骨架相结合具有减少结构自重，增加结构强度等优点，扩大了转体施工的应用范围，到目前为止我国已经兴建了100多座各种形式的转体施工桥梁。但转体施工仍旧有很多关键问题没有得到很好解决，如磨心磨盖的制作费工费时，合理的索力难以确定，转体阶段结构容易整体失稳等，为了转体施工的进一步发展，有必要对它们进行分析研究。 本文首先在对磨心、磨盖、平衡重制作和钢骨架加工以及架设工艺进行详细分析基础上，就转体施工中至关重要的磨心、磨盖制作方法进行了研究。结合黄陵洞大桥的实际情况，从施工工艺和受力角度对磨心、磨盖的制作方法提出了改进措施，并取得了良好的效果。 利用有限元程序ANSYS分析计算劲性骨架张拉转体阶段的结构内力和变形，并总结出内力和位移的变化规律，同时对黄陵洞大桥关键截面的应力应变和位移变化做出预测。 利用零位移法对张拉转体阶段的索力进行了分析计算，得到了合理的的设计索力，并对张拉过程中由于索力误差引起的结构扭转进行了空间分析，得出了结构在张拉阶段扭转引起的应力在结构合理受力范围之内的结论。 针对转体施工在张拉和合龙阶段很容易出现结构整体失稳的情况，通过黄陵洞大桥空间整体稳定性分析，得出了结构的临界荷载值和稳定性安全系数，可见张拉转体阶段劲性骨架在稳定性方面是安全可靠的。 本文还应用APDL语言编制了施工模拟程序，分析得出了底板、侧壁和顶板施工阶段关键截面的应力应变和位移变化规律，并对结构应力应变和位移变化预测，指导了主拱圈的施工和控制。对黄陵洞大桥监测监控中索力、应力应变和挠度测量的原理方法进行了探讨，并结合实际测量值和理论计算值分析比较，得出监控是有效的、合理的，以期为同类桥梁提供借鉴和参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章黄陵洞大桥施工工艺

第3章施工阶段仿真

3.1有限元基本知识和ANSYS介绍

3.2结构稳定性

3.3黄陵洞大桥仿真计算

3.4仿真结果分析

第4章施工阶段监测

4.1索力测量

4.2应力应变的监测

4.3主拱箱梁变形测量

第5章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文