大跨度桥梁施工控制问题研究

摘要

对大跨度桥梁的施工过程产生影响的因素有很多，施工实际情况与理想状态一般都有较大差别，所以在施工中对结构参数进行有效的识别，对施工状态进行预测，优化并调整可调变量，使施工系统始终处于控制之中，保证施工过程中和竣工后的桥梁结构的线形和内力满足设计和规范的要求并对满足的程度进行评价，这就是桥梁施工控制的任务。
　　本文以浙江杭千高速公路千岛湖1＃桥、浙江杭千高速公路富阳富春江大桥、浙江杭千高速公路桐庐富春江大桥、浙江杭浦高速公路里洪塘大桥、北京顺平路潮白河大桥和天津市富民桥为背景，对大跨度桥梁施工控制的几个问题进行有意义的探讨，主要概括如下：
　　1.对桥梁施工控制的发展现状及应用前景进行了综述分析，介绍了施工控制方法、施工控制的结构计算方法和施工控制中的主要影响因素。在借鉴国内外桥梁施工控制成功经验的基础上，建立了大跨度桥梁施工控制技术体系按照此体系开展施工控制工作，并配合其他相关单位进行施工，可以有效的保证工程的安全、准确和快速。
　　2.提出了大跨度桥梁的允许节段施工完成度、允许成桥施工完成度、允许节段施工状态和允许成桥施工状态的概念，并利用施工完成度来评价桥梁施工过程与成桥状态对设计和规范的表达程度，利用优化的方法来确定的允许施工完成度。对于大跨度桥梁来说，施工过程中的可调变量包括立模标高、索力等，可调变量的确定是实现允许节段施工状态的关键，也是施工控制的核心，本文提出了基于允许施工完成度的施工控制方法。允许节段施工状态是实现允许成桥状态的关键，只要使每一施工节段都达到了允许节段施工状态，就能实现允许成桥状态这个控制目标。
　　3.大跨度混凝土梁桥施工控制：阐述了挂篮系统在预应力混凝土梁桥中的应用及挂篮变形对施工控制的影响的计算方法。介绍了灰色系统理论及其在施工控制的误差调整中的应用，提出考虑温差影响的立模标高的确定方法和施工过程中的标高观测值的实时修正方法，根据基于允许施工完成度的施工控制方法对预应力混凝土梁桥进行施工控制，上述内容均在富阳富春江大桥、桐庐富春江大桥和里洪塘大桥的施工控制工作中得到较好的检验。
　　4.大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的主要目的是使成桥线形和内力最大限度的满足设计和规范要求，同时确保施工过程中结构的安全。以千岛湖1号特大桥为工程背景，对钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中的索力计算方法、拱肋拼装线形控制方法进行了研究。在分析和比较了缆索吊装—斜拉扣挂法的几种常用调索方法的基础上，详细地分析了扣索索力与拱肋控制节点位移之间的关系，提出了以吊装过程中各扣索索力安全系数为目标函数，对调索方案进行优化的方法。讨论分析了钢管混凝土拱桥不同施工阶段的四种控制线形，并比较了四种控制线形之间的相对关系，以千岛湖1号大桥为例计算了各种调索方案下拱肋控制点预抬高的变化时程，使得拱肋合拢时轴线线形能够满足规范和设计的要求。以拱肋混凝土灌注过程中结构的稳定系数为目标函数，利用穷举法对千岛湖1号特大桥拱肋混凝土的灌注顺序进行了优化，并提出了以弹性稳定分析优化灌注顺序和用弹塑性稳定分析验证优化设计的思路。
　　5.采用分段悬链线理论研究了自锚式悬索桥主缆架设阶段中的主缆无应力长度计算方法，分析了索鞍偏位对索股线形的影响，并复核计算了天津富民桥主缆在空缆和成桥状态的线形，采用迭代法确定了施工中的索鞍预偏量。针对自锚式悬索桥的施工特点，确定了吊索张拉即体系转换的施工过程及施工方法。结合天津富民桥的工程特点，制定了施工全过程的监测方案，确定了塔柱变形和应力、主缆应力与线形、主梁应力与线形、吊索索力及温度的监测方法，在实际施工中取得良好效果。

目录

大跨度桥梁施工控制问题研究

STUDY ON CONSTRUCTION CONTROL OF LONG-SPAN BRIDGE

摘要

Abstract

Contents

第1章绪论

1.1课题背景

1.2大跨度桥梁施工控制国内外研究现状

1.3本文主要工作

第2章大跨度桥梁施工控制体系

2.1大跨度桥梁施工控制的目的

2.2大跨度桥梁施工控制技术体系

2.3大跨度桥梁施工控制方法

2.4大跨度桥梁施工控制中的结构计算

2.5大跨度桥梁施工监测基本内容

2.6设计计算与施工控制计算的校核

2.7本章小结

第3章基于允许施工完成度的桥梁施工控制

3.1施工完成度

3.2桥梁允许施工完成度

3.3基于允许施工完成度的施工控制

3.4本章小结

第4章预应力混凝土梁桥的施工控制

4.1挂篮对施工控制的影响

4.2灰色理论在施工控制中的应用

4.3温度效应

4.4基于允许施工完成度的混凝土梁桥施工控制

4.5本章小结

第5章钢管混凝土拱桥的施工控制

5.1调索方案分析及索力优化

5.2线性控制

5.3大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注顺序优化

5.4本章小结

第6章悬索桥的施工控制

6.1悬索桥施工概述

6.2工程概况

6.3主缆架设施工控制

6.4吊索张拉施工控制

6.5施工全过程监测

6.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学博士学问论文使用授权书

致谢

个人简历