大跨度钢管混凝土拱桥施工监控关键技术研究

摘要

钢管混凝土拱桥外形优美并且具备强度高、刚度大、耐疲劳、抗冲击等优点，同时也具有经济、施工方便、建造速度快等优秀的施工性能，因此在国内发展迅速得到了十分广泛的应用。 在钢管混凝土拱桥施工过程中，较为复杂的阶段是拱肋的吊装和钢管内混凝土的灌注，为保证成桥线型和内力满足设计要求，对其进行施工监控是十分必要的。本文以遂昌乌溪江大桥为工程依托，使用迭代方程对拱肋架设过程中的结构线型进行计算分析，并且对拱肋混凝土灌注顺序进行研究，主要内容如下: (1)采用叠加理论建立乌溪江大桥空间有限元模型，对比分析有限元模型和施工监控测定的应力数据。 模型数据和实测数据最大偏差绝对值为6.95MPa，两组数据大小、趋势相近:上弦管拱肋应力变化为由拱脚和拱顶向L/8附近逐渐减小;下弦管拱肋应力变化为从拱顶至拱脚逐渐增大。 (2)采用前进分析法与倒退分析法相结合，分析安装轴线并计算施工控制高程。 初次计算得到的成拱轴线与理想成拱轴线并不一致，因此采用迭代方程进行迭代计算。进行3次迭代计算后得到与理想成拱轴线一致的成拱轴线，结合施工阶段模拟分析，得到精确的安装轴线并以此计算出施工控制高程进行施工控制，与实际施工监控数据偏差最大值为0.039m，在规范允许范围之内。 (3)模拟拱肋混凝土对称灌注和非对称灌注方案，分别分析得出对称灌注和非对称灌注的最优灌注顺序。 通过不同方案的比选，对遂昌乌溪江大桥建议的拱肋混凝土灌注最优的顺序为:对称灌注，先上弦管，再下弦管，先外侧管，再内侧管。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1研究背景和意义

1．2钢管混凝土拱桥概况

1．2．1钢管混凝土模型理论

1．2．3钢管混凝土拱桥施工方法

1．2．4桥梁施工监控方法

1．2．5桥梁施工监控研究现状

1．2．6发展趋势

1．3立项依据及研究内容

1．3．1立项依据

1．3．2研究内容

1．4技术路线

第2章工程概况及有限元模型

2．1工程概述

2．2材料参数

2．2．1普通钢筋

2．2．2混凝土

2．3 主拱桥上部结构主要尺寸

2．4有限元模型

2．4．1 Midas／Civil有限元软件介绍

2．4．2结构有限元模型

2．5 本章小结

第3章拱肋施工监控关键技术研究

3．1旋工监控方案

3．1．1拱肋应力测量

3．1．2拱肋线型测量

3．1．3拱肋温度测量

3．2拱肋应力监控

3．3 基于迭代算法的线型控制

3．3．1施工过程中拱肋各阶段线型

3．3．2线型控制计算方法

3．3．3安装轴线计算

3．3．4施工控制高程计算

3．4本章小结

第4章拱肋混凝土灌注顺序优化方案研究

4．1．计算简化

4．2 混凝土对称灌注模拟

4．2．1方案制定

4．2．2数据分析

4．3 混凝土非对称灌注模拟

4．3．1方案制定

4．3．2数据分析

4．4最优方案对比

4．5 本章小结

第5章结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢