自锚式悬索桥施工控制中若干关键问题的研究

摘要

自锚式悬索桥以其优美的造型和对地形地质适应性强等种种优点，越来越受到工程界的青睐，尤其是在城市中小跨径桥梁中更是一种极具竞争力的方案。本文以江苏省南京市六合区白果路自锚式悬索桥施工控制为工程背景，全面讨论了自锚式悬索桥的施工控制方法，对自锚式悬索桥施工控制的关键技术进行了分析研究，主要内容包括主缆线形的计算分析、主缆及吊杆无应力索长的计算分析、吊杆张拉前的施工控制分析以及吊杆张拉过程的计算分析。 基于悬索力学理论，对主缆线形的计算方法进行了分析研究，得出了两种数值解析法：抛物线法与分段悬链线迭代法，白果桥的成桥主缆线形计算结果表明：采用数值解析法计算主缆恒载线形时，对于大跨径的自锚式悬索桥，宜采用分段悬链线理论。 基于无应力长度恒定不变的原理，本文系统地阐述了主缆无应力长度、空缆状态线形、索鞍预偏量、吊杆无应力长度及索夹初始安装位置的计算方法。 本文采用非线性有限元程序，对吊杆张拉过程进行了模拟分析，选取了合理的吊杆张拉方案，并依据张拉过程控制数据指导了吊杆张拉的实施。通过实测值与理论值的对比，表明了有限元计算模型的可靠性以及吊杆张拉方案的可行性。 通过对白果桥施工控制数据的整理分析，验证了吊杆张拉过程中的两个原则，对实际吊杆张拉具有一定的参考价值。

目录

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第一章绪论

1.1自锚式悬索桥的发展概况

1.1.1自锚式悬索桥的发展历史

1.1.2自锚式悬索桥的发展现状

1.1.3自锚式悬索桥的发展未来

1.2自锚式悬索桥的施工控制

1.2.1桥梁施工控制的重要性

1.2.2自锚式悬索桥施工控制的目的及必要性

1.2.3自锚式悬索桥施工控制的特点

1.3论文研究的工程背景介绍

1.4研究内容及研究技术路线

1.4.1研究内容

1.4.2研究技术路线

第二章自锚式悬索桥的计算理论及非线性分析

2.1自锚式悬索桥的受力特性

2.2悬索桥设计的计算理论

2.2.1弹性理论

2.2.2挠度理论

2.2.3有限位移理论

2.3自锚式悬索桥的非线性分析

2.3.1结构大位移引起的非线性

2.3.2缆索初始内力引起的非线性

2.3.3缆索自重垂度引起的非线性

2.4混凝土收缩徐变对自锚式悬索桥的影响分析

2.4.1收缩、徐变对钢筋混凝土自锚式悬索桥的影响

2.4.2混凝土收缩徐变的计算

2.5本章小结

第三章主缆线形的计算分析

3.1主缆线形的计算方法与比较

3.1.1非线性有限元法

3.1.2数值解析法

3.1.3计算方法的比较

3.2主缆线形计算的数值解析法

3.2.1抛物线法

3.2.2悬链线迭代法

3.3主缆成桥状态理想线形的计算

3.3.1主要计算参数

3.3.2成桥主缆线形计算与比较

3.4主缆无应力长度计算

3.5索鞍预偏量的计算

3.5.1设置预偏量的原因及其求解条件

3.5.2索鞍预偏量的计算

3.6空缆状态下的分析

3.6.1空缆状态分析原理

3.6.2空缆状态计算

3.7本章小结

第四章吊杆张拉前的施工控制分析

4.1有限元程序

4.1.1有限元分析方法

4.1.2有限元分析计算模型

4.1.3非线性影响的处理

4.1.4有限元程序功能

4.2吊杆无应力长度与索夹安装位置的确定

4.2.1吊杆无应力下料长度的计算

4.2.2索夹初始安装位置的确定

4.3吊杆张拉方案的确定

4.3.1张拉方案一

4.3.2张拉方案二

4.3.3张拉方案三

4.3.4张拉方案比选

4.4本章小结

第五章吊杆张拉过程的计算分析

5.1吊杆的张拉工序控制目标与监测内容

5.2吊杆的第一轮张拉

5.2.1第一轮张拉控制数据

5.2.2张拉控制数据理论实测值比较分析

5.3吊杆的第二轮张拉

5.3.1第二轮张拉控制数据

5.3.2张拉控制数据理论实测值比较分析

5.4主缆位移的弱相干性

5.5吊杆力的相邻影响性

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1本文结论

6.2本文展望

参考文献

致谢

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