南阳湖桥(斜拉桥)主塔施工监控及其索力优化的研究

摘要

斜拉桥跨度大、结构受力性能好，近年来在桥梁领域得以快速发展。随着斜拉桥结构多样化，其施工难度亦增大，施工监控尤显重要。特别对成桥及施工阶段索力优化的研究对该种桥的结构合理性等颇具重要意义。
　　 本文以在建的沈阳市南阳湖斜拉桥为工程背景，对该桥主塔施工及其监控实施进行了探讨，采用MIDAS/Civil软件进行有限元分析，实现了对斜拉桥成桥阶段和施工阶段的模拟计算，提出了采用综合法和正装分析法进行成桥和施工过程中的索力优化。对大桥主塔施工监控的实施中，主塔劲性骨架、模板的安装定位、复测，特别是斜拉索索鞍的精确定位问题进行了详尽分析和探讨。
　　 本文确定了合理成桥状态的标准，运用多种方法确定恒载初始索力，并比较各种方法的优点和局限性，从而确定一种综合方法得到合理的南阳湖桥成桥索力。
　　 根据该桥施工阶段划分，利用有限元软件，应用正装分析方法对各施工工况进行了仿真，从而确定出各工况状态下的合理索力，得到了施工各阶段斜拉索索力的变化规律。同时绘制出施工阶段的索力时程曲线，用于该桥整个施工控制过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 概述

1.1.1 斜拉桥发展概况

1.1.2 矮塔斜拉桥

1.1.3 施工监控

1.1.4 索力优化基本概念

1.1.5 斜拉桥索力优化方法

1.2 本文工程背景和主要研究内容

1.2.1 本文工程背景

1.2.2 本文主要研究内容

第二章 斜拉桥结构计算理论

2.1 斜拉桥结构分析概述

2.2 静力分析

2.2.1 整体分析

2.2.2 局部分析

2.3 斜拉桥几何非线性分析

2.3.1 垂度效应

2.3.2 梁柱效应

2.3.3 大位移效应

第三章 主塔施工监控

3.1 概述

3.2 索塔施工测量控制

3.2.1 概述

3.2.2 全站仪三维坐标法测量控制

3.2.3 天顶法测量控制

3.3 索塔内力监测

3.4 南阳湖斜拉桥主塔施工监控

3.4.1 南阳湖桥主塔结构

3.4.2 主塔施工方案

3.4.3 主塔施工监控内容

3.4.4 主塔施工监控目标

3.4.5 主塔施工监控实施

3.4.6 南阳湖桥主塔施工监控结果

第四章 索力优化有限元计算模型

4.1 有限元计算模型的建立

4.2 模型建立参数

4.3 挂篮悬浇施工工况

4.4 建模中的几个关键问题

第五章 斜拉桥理想成桥恒载索力的确定

5.1 概述

5.2 控制目标

5.3 斜拉桥合理成桥索力计算方法

5.3.1 刚性支承连续梁法

5.3.2 零位移法

5.3.3 弯曲能量最小法

5.4 斜拉桥合理成桥索力计算

5.4.1 刚性支承连续梁法

5.4.2 零位移法

5.4.3 弯曲能量最小法

5.4.4 综合方法

5.4.5 结果分析比较

第六章 施工阶段索力确定

6.1 概述

6.2 斜拉桥施工状态的确定

6.2.1 悬臂现浇法

6.2.2 施工阶段索的张拉

6.2.3 斜拉桥正装分析法

6.3 斜拉桥施工阶段索力计算

6.3.1 工程施工概况

6.3.2 施工工况划分

6.3.3 施工阶段索力计算结果

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢