考虑施工误差的系杆拱桥吊杆索力分析研究

摘要

系杆拱桥具有跨越能力强、整体自重小、经济美观等特点，在工程中得到广泛应用。系杆拱桥由拱肋、主梁和吊杆三部分组成。吊杆作为连接主梁和拱肋的传力构件，其张拉力的变化直接影响结构内力分配，因此确定合理的吊杆索力至关重要。本文以南昌市九龙大道立交桥为工程背景，研究确定九龙大道立交桥合理成桥索力，以及考虑施工误差情况下合理施工状态的吊杆张拉力分布，主要工作和研究成果如下:
　　1.回顾系杆拱桥的发展历史和研究现状，介绍了其结构和受力特点，阐述了系杆拱桥合理成桥状态和合理施工状态的概念。
　　2.分析用刚性支承连续梁状态作为系杆拱桥合理成桥状态的可行性，提出了以主梁关心截面的位移作为索力调整的目标函数，结合影响矩阵法确定系杆拱桥合理成桥索力的方法。
　　3.利用正装分析法对施工各个阶段进行仿真计算分析，为了使仿真计算模型更好的模拟实际施工，考虑一定的施工误差，提出了以各阶段吊杆索力为性能控制目标，结合影响矩阵法确定系杆拱桥合理施工索力的方法。
　　4.提出的确定合理成桥索力方法和合理施工索力方法简单、方便，同时考虑了施工误差，使理论计算更接近施工现场实际情况。该方法用于南昌九龙大道立交桥吊杆索力调整的现场施工，结果表明本文的索力调整方法切实可行，对系杆拱桥的吊杆张拉施工具有指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 系杆拱桥的历史与发展

1．1．1 拱桥结构的体系的特点概述

1．1．2 系杆拱桥的发展和现状

1．2 系杆拱桥的调索研究

1．2．1 系杆拱桥的合理成桥状态

1．2．2 系杆拱桥的合理成桥索力

1．2．3 系杆拱桥的合理施工索力

1．3 实际施工过程中的误差分析

1．3．1 桥梁施工控制与误差分析

1．3．2 实际施工误差的分类

1．4 有限元分析在系杆拱桥索力研究中的应用

1．4．1 有限元法

1．4．2 有限元分析在系杆拱桥索力研究中的应用

1．5 选题的背景及意义

1．6 本文主要研究内容

2 合理成桥状态下系杆拱桥吊杆索力理论分析

2．1 系杆拱桥合理成桥索力的确定原则

2．2 系杆拱桥合理成桥索力的确定方法

2．2．1 指定状态法

2．2．2 无约束优化法

2．2．3 有约束优化法

2．3 基于影响矩阵法的索力调整综合法

2．3．1 影响矩阵法

2．3．2 系杆拱桥的合理成桥状态

2．3．3 确定合理成桥索力的基本原理

2．4 确定系杆拱桥合理成桥索力的计算步骤

2．5 本章小结

3 考虑施工误差的系杆拱桥合理施工索力理论分析

3．1 合理施工状态

3．2 系杆拱桥合理施工索力的确定原则

3．3 确定系杆拱桥合理施工状态下吊杆索力的理论方法

3．3．1 正装分析法

3．3．2 倒拆法

3．3．3 无应力状态法

3．4 系杆拱桥合理施工索力的确定

3．4．1 确定系杆拱桥合理施工索力的原理

3．4．2 确定系杆拱桥合理施工索力的步骤

3．5 施工误差在有限元仿真分析中的处理

3．6 本章小结

4 九龙大道立交桥索力优化调整

4．1 工程概况

4．2 施工组织方案

4．3 计算参数

4．3．1 材料特性

4．3．2 荷载特性

4．4 九龙大道立交桥有限元模型的建立

4．5 施工阶段仿真分析

4．6 九龙大道合理成桥索力的确定

4．6．1 九龙大道立交桥的性能控制目标的选择与计算

4．6．2 影响矩阵的计算

4．6．3 索力的计算结果

4．7 考虑施工误差的前提下确定九龙大道立交桥合理施工索力

4．7．1 吊杆初张拉力的确定

4．7．2 施工阶段第二次吊杆张拉力的确定

4．8 正装分析

4．9 施工后实测分析

4．10 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目