索塔横梁支架施工优化研究

摘要

在我国超大跨桥梁中，斜拉桥与悬索桥是采用最多的桥梁结构形式，作为缆索支承桥梁，索塔是结构体系中最重要的受力构件。由于我国具体的国情条件，国内新建的斜拉桥和悬索桥的索塔绝大多数采用了混凝土结构的设计方案。而索塔横梁通常设计为空心箱型截面，由于横梁现浇混凝土体量较大，往往需要专门为混凝土模板设计施工支架系统，因此索塔横梁的施工常采用支架施工方法。
　　由于索塔横梁的位置特殊性，其施工支架一般均为高空支架，支架表现出结构体系复杂、施工因素影响明显，稳定问题突出，安全责任重大等特点。同时施工支架的间隙变形、不均匀变形等因素也会对横梁的混凝土浇注质量产生一定影响。因此，索塔横梁支架设计是横梁施工最关键技术之一，有必要对混凝土索塔横梁施工支架的计算和考虑施工过程的支架受力分析进行系统研究。
　　本文依托大岳高速洞庭湖大桥具体工程，对其混凝土索塔横梁的施工支架设计和施工过程中的支架受力状态进行了研究。在对国内混凝土索塔横梁施工技术的系统分析和总结的基础上，完成了如下研究工作。
　　1)系统总结了现行规范中针对混凝土索塔横梁施工支架的作用荷载类型、结构分析方法、构件稳定性验算等问题的具体要求。
　　2)结合具体工程，研究了不同模型边界条件、施工荷载分布等因素对支架受力状态的影响;研究了不同网格优化方式对施工支架受力合理性和经济性的影响.
　　3)基于施工监测，研究了施工支架实际受力状态的时间变化曲线，指出了其变化特征;研究了横梁分层浇筑情况下，横梁施工支架与第一层横梁结构的受力分配比例关系。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 索塔结构组成与发展

1．1．1 索塔结构组成

1．1．2 索塔常用结构形式现状和发展趋势

1．2 索塔横梁施工方法

1．3 索塔横梁施工支架设计现状

1．4 本文主要研究内容

第二章 索塔横梁支架施工支架的设计规定

2．1 分析模型的要求

2．1．1 材料特性

2．1．2 结构分析模型

2．2 对分析荷载规定

2．2．1 荷载分类

2．2．2 恒荷载

2．2．3 可变荷载

2．2．4 其他可变荷载

2．3 对支架结构安全性校核

第三章 工程背景及支架方案设计

3．1 索塔横梁概况

3．1．1 本文的工程背景

3．1．2 索塔下横梁施工方法及流程

3．1．3 索塔上横梁施工方法及流程

3．1．4 索塔下横梁支架设计概况

3．1．5 索塔上横梁托架设计概况

3．2 仿真计算模型说明

3．2．1 仿真计算模型

3．2．2 设计校核参数取值

3．3 荷载计算及分析工况说明

3．3．1 荷载分类

3．3．2 恒荷载

3．3．3 活荷载

3．3．4 风荷载

3．3．5 温度作用

3．3．6 分析工况说明

3．4 安全性校核

3．4．1 支架构件设计安全性校核

3．4．2 横梁第一层结构安全性校核

3．4．3 横梁第二次混凝土浇筑对支架的影响效应评估

3．4．4 横梁预应力张拉效应评估

3．5 施工支架网格优化影响性研究

3．5．1 施工支架网格优化过程

3．5．2 施工支架网格优化影响性

3．6 塔柱-支架联合建模分析研究

3．6．1 整体建模荷载调整

3．6．2 浇筑分析结果比较

3．6．3 结论

第四章 基于索塔横梁施工过程的受力分析

4．1 拆除支架后混凝土自重效应影响分析

4．1．1 一次落架结构受力分析

4．1．2 横梁分层浇筑

4．1．3 结论

4．2 第一层浇筑支架受力分析

4．2．1 下横梁第一层浇筑支架监测方案

4．2．2 上横梁第一层浇筑支架监测方案

4．2．3 横梁第一层结构监测方案

4．2．4 下横梁支架受力理论与实测对比分析

4．2．5 上横梁支架受力理论与实测对比分析

4．2．6 支架受力理论与实测对比分析结论

4．3 横梁第二层浇筑第一层混凝土分担支架荷载分析

4．3．1 支架直接承受第二层混凝土荷载

4．3．2 支架与第一层混凝土共同承担第二层混凝土荷载

4．3．3 第二层浇筑第一层混凝土分担支架荷载分析

4．3．4 上横梁第二层浇筑支架受力理论与实测对比分析

5．1 结论

5．2 建议

5．3 展望

参考文献

致谢

附录