矮塔斜拉桥施工过程非线性效应分析

摘要

矮塔斜拉桥作为近些年来在国内应用较多的一种新型斜拉桥，随着跨度的增大，施工持续时间延长，在施工过程中出现的问题越来越多，形式也变得越来越复杂;其中最为明显的是关于如何控制施工精度的问题。本文从提高施工技术精度的观点出发，分析了采用悬臂施工技术的矮塔斜拉桥在施工过程中非线性效应，对影响矮塔斜拉桥施工技术精度的相关因素进行了探讨。 本文主要进行了以下几方面的工作: (1)简要介绍了矮塔斜拉桥的发展背景，论述了矮塔斜拉桥主要构件及力学性能研究现状、对当前矮塔斜拉桥施工技术的研究现状做了简要总结; (2)对矮塔斜拉桥悬臂施工技术的一些关键问题进行了阐述，详细推导了求解斜拉索初张力的计算公式、在悬臂施工过程中考虑几何非线性效应与混凝土材料徐变效应的方法，以及如何就提高施工技术的精度建立施工控制系统; (3)采用专用桥梁分析软件MIDAS/CIVIL，分别分析了徐变效应与几何非线性效应对采用悬臂施工技术的矮塔斜拉桥的影响，对比了施工过程中的挠度与应力变化; (4)通过实桥施工过程监测数据与有限元分析结果的比较，验证了理论分析方法的合理性以及非线性效应对施工精度的影响程度。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 矮塔斜拉桥发展背景

1．2 矮塔斜拉桥力学性能研究现状

1．3 矮塔斜拉桥施工技术研究现状

1．4 本文的主要任务

2 矮塔斜拉桥悬臂施工技术关键问题

2．1 确定悬臂施工过程中斜拉索张拉力

2．1．1 合理成桥状态的确定

2．1．2 施工过程倒拆分析

2．1．3 施工过程正装迭代法分析

2．2 悬臂施工过程中的非线性因素

2．2．1 徐变因素分析

2．2．2 斜拉索垂度效应分析

2．2．3 梁柱效应分析

2．2．4 大位移效应分析

2．3 悬臂施工控制系统

2．3．1 桥梁施工控制方法

2．3．2 悬臂施工控制的实施

2．3．3 悬臂施工控制的主要内容

2．4 本章小节

3 矮塔斜拉桥悬臂施工过程非线性效应分析

3．1 工程概况及有限元模型建立

3．2 徐变效应分析

3．2．1 徐变效应对箱梁挠度的影响

3．2．2 徐变效应对箱梁顶板应力的影响

3．2．3 徐变效应对箱梁底板应力的影响

3．3 几何非线性效应分析

3．3．1 几何非线性效应对箱梁挠度的影响

3．3．2 几何非线性效应对箱梁顶板应力的影响

3．3．3 几何非线性效应对箱梁底板应力的影响

3．4 本章小节

4 矮塔斜拉桥悬臂施工过程监测

4．1 矮塔斜拉桥施工监测的内容

4．1．1 施工过程应力监测

4．1．2 施工过程挠度监测

4．2 考虑双非线性效应的有限元模型建立

4．3 斜拉索索力监测分析

4．4 主梁挠度监测分析

4．5 主梁应力监测分析

4．5．1 主梁顶板应力监测分析

4．5．2 主梁底板应力监测分析

4．6 本章小结

5 结论与展望

参考文献

附录A 在学期间发表的论著及参与的项目

致谢