斜拉桥换索工程中温度效应对施工控制的影响分析

摘要

目前国内已建成斜拉桥400余座，由于早期斜拉索的防护措施不够完善，导致许多斜拉桥运营使用不久之后，出现了较为严重的斜拉索损伤情况，为了保障斜拉桥的运营安全，多座斜拉桥相继进行了斜拉索的更换施工。在斜拉桥的换索维修施工中，在斜拉索的拆除和安装施工过程中，桥梁结构体系不断发生变化，为保障换素设计目标的实现，必须进行换索工程的施工控制。
　　考虑到工期控制的要求，斜拉桥换索施工一般日夜连续进行，为确保施工监控的有效性，必须充分评估温度场对桥梁结构参数状态的影响，从而确定最有利的施工组织设计方案。
　　本文在收集了大量有关混凝土斜拉桥的换索施工环境资料和与之相类似混凝土箱粱、混凝土索塔、斜拉索的温度场数据，通过对数据的整合分析建立了适用的的温度场模型。依托湘江银盆岭大桥换索维修项目，分析了所建立温度场模型的合理性及温度场对大桥结构各内力和位移状态参数的影响，对不同温度场所产生的影响进行了判断。
　　本文完成的主要工作内容如下:
　　1)针对典型的晴天和阴天的气候条件，总结出典型天气条件下斜拉桥各主要构件温度场分布函数型式。
　　2)建立了大气温度相对稳定的时段内，混凝土箱梁和索塔梯度温度场函数与大气温度关联的统一温度场函数，并利用依托工程实测数据校验了建立的统一温度场函数的合理性和可靠性。
　　3)依托背景工程，评估了斜拉桥构件温差场、主梁竖向梯度温度场、索塔横向温度梯度场对施工监控中控制参数的影响，指出混凝土斜拉桥的施工监控分析中必须考虑构件温差场和构件梯度温度场的影响。
　　4)依托背景工程，评估了旧索松索和新索张拉两个关键工序不同时间点温度场分布的不同可能产生的误差情况，证明了推导的统一温度场分布函数在换索工程施工监控温度场影响分析中的实用意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 斜拉桥换索工程的发展概述

1．1．1 斜拉桥换索工程的重要性

1．1．2 斜拉桥换索工程的国内外研究现状及原因分析

1．2 斜拉桥中混凝土结构温度场及其效应分析的国内外研究现状

1．3 工程背景及换索工况介绍

1．3．1 工程背景介绍

1．3．2 换索工况简介

1．4 问题的提出及研究意义

1．5 本论文主要研究的工作内容

第二章 斜拉桥换索工程中温度效应分析的基本理论

2．1 概述

2．2 斜拉桥换索工程中温度效应的计算原理

2．2．1 斜拉桥换索工程中温度场分布模式的简化

2．2．2 混凝土主梁、索塔的温度效应

2．2．3 斜拉索的温度效应

2．3 温度应力计算原理

2．3．1 温度自应力

2．3．2 温度次应力

2．4 本章小结

第三章 斜拉桥换索工程中温度场的评估可行性分析

3．1 概述

3．2 湘江银盆岭大桥换索期间各构件温度场的测试分析

3．2．1 混凝土主梁温度场测试

3．2．2 混凝土索塔温度场测试

3．2．3 斜拉索温度场测试

3．3 湘江银盆岭大桥换索过程中各构件温度场分布函数的数值拟合

3．3．1 各构件温度场分布变化特性的研究分析

3．3．2 各构件统一温度分布函数的拟合分析

3．3．3 统一温度分布函数的误差分析及准确度验证

3．4 本章小结

第四章 温度效应对斜拉桥换索施工控制的影响性分析

4．1 概述

4．2 长沙市湘江银盆岭大桥换索施工控制内容及施工控制原则

4．2．1 箱梁线形监测

4．2．2 斜拉索索力监测

4．2．3 换索施工控制原则

4．2．4 测试时间

4．3 湘江银盆岭大桥全桥空间组合有限元模型的建立

4．4 湘江银盆岭大桥换索过程中各温度效应的规律性分析

4．4．1 更换东塔10a西塔10b施工工况分析

4．4．2 更换东塔10b西塔10a施工工况分析

4．5 换索工程中温度效应的评估可行性分析

4．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录