变截面PC连续刚构桥拆除分析及风险控制研究

摘要

桥梁拆除是一项复杂的系统工程，目前桥梁拆除理论和拆除工艺未完全成熟，加上拆除现场环境多变，因此拆除过程风险众多，一旦发生事故，后果往往非常严重。为此，本文主要围绕变截面预应力混凝土(PC)连续刚构桥的拆除技术和拆除风险展开研究。
　　首先，介绍了国内外桥梁拆除成功与失败的案例以及桥梁工程风险基本理论，分析了桥梁拆除过程中事故频发的原因，阐述了桥梁拆除及风险研究领域所存在的问题。
　　其次，在既有桥梁拆除技术基础上，针对原桥的结构体系、工程规模、结构材料等提出变截面PC连续刚构桥可采用的拆除方法，建立了具体的拆除流程。此外，还探讨了待拆桥梁的性能评估方法，以期全面把握原桥的工作状态;为进一步降低施工风险，还给出了变截面PC连续刚构桥拆除施工监控的内容和方法，并探讨了拆除过程的难点。
　　接着，以一座（75+135+75）m三跨变截面PC连续刚构桥的拆除为工程案例，对其进行具体的拆除研究和风险分析。通过方案比选提出最优的拆除方案，明确拆除过程监控的内容和方法。运用结构分析软件对该桥的工作状态进行了性能和安全评估;针对拆除过程的关键阶段，对该桥进行了结构计算分析。
　　最后，结合桥梁工程风险理论，建立了桥梁拆除施工的风险评估框架，并对该PC连续刚构桥的拆除过程进行了风险源辨识、风险分析、重大风险源估测和风险控制等工作，提出了拆除风险管理建议。
　　研究表明，本文所提出的拆除方案和拆除工程风险分析方法切实可行，可供同类型桥梁拆除时借鉴。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 桥梁拆除技术简介

1．1．1 桥梁拆除事故回顾

1．1．2 桥梁拆除成功案例

1．1．3 桥梁拆除事故原因分析及所存在的问题

1．2 桥梁工程风险理论及研究现状

1．2．1 桥梁工程风险定义和度量

1．2．2 风险分析方法与流程

1．2．3 桥梁工程风险研究现状

1．2．4 桥梁工程风险评估存在的问题

1．3 本文的主要研究内容

2 变截面PC连续刚构桥拆除技术研究

2．1 变截面PC连续刚构桥拆除技术评价与改进

2．1．1 现有桥梁拆除技术的评价

2．1．2 变截面PC连续刚构桥拆除技术的改进

2．2 变截面PC连续刚构桥拆除流程的建立

2．3 待拆桥梁的检测与性能评估

2．4 变截面PC连续刚构桥拆除施工监控

2．4．1 拆除施工控制的计算方法

2．4．2 监控项目及内容

2．4．3 监控预警及措施

2．5 变截面PC连续刚构桥拆除难点及注意事项

2．6 本章小结

3 某变截面PC连续刚构桥拆除案例研究

3．1 工程概况

3．1．1 项目背景

3．1．2 原桥设计参数

3．1．3 原桥检测与性能评估

3．2 制定拆除方案

3．2．1 方案提出

3．2．2 方案技术论证

3．2．3 拆除机具及设备

3．2．4 本桥拆除流程

3．3 本桥拆除施工监控设计

3．4 本章小结

4 待拆桥梁有限元计算分析

4．1 拆除施工阶段划分

4．1．1 荷载及材料强度

4．1．2 模型建立

4．2 原桥承载能力评定

4．2．1 极限状态设计表达式修正

4．2．2 主梁截面正应力检算

4．2．3 主梁截面主压应力检算

4．2．4 主梁正截面抗弯极限承载能力检算

4．2．5 主梁斜截面抗剪极限承载能力检算

4．2．6 预应力钢束的有效应力检算

4．2．7 原桥承载能力评定结论

4．3 拆除阶段主梁应力计算及体系转换前后对比

4．3．1 荷载作用及组合

4．3．2 有限元计算模型

4．3．3 主梁正截面压应力计算及对比

4．3．4 主梁斜截面主拉应力计算及对比

4．3．5 计算结果及施工监控建议

4．4 拆除阶段桥梁变形计算

4．4．1 荷载作用及组合

4．4．2 有限元计算模型

4．4．3 主梁标高计算

4．4．4 主墩墩顶水平位移计算

4．4．5 计算结果及施工监控建议

4．5 本章小结

5 变截面PC连续刚构桥拆除风险控制研究

5．1 桥梁拆除风险评估思路

5．2 桥梁拆除风险评估框架

5．2．1 桥梁拆除风险总体评估

5．2．2 桥梁拆除风险专项评估

5．3 变截面PC连续刚构桥拆除风险评估

5．3．1 变截面PC连续刚构桥拆除总体风险评估

5．3．2 变截面PC连续刚构桥拆除专项风险评估

5．4 变截面PC连续刚构桥拆除重大风险源估测及控制

5．4．1 拆除过程人员高空作业安全风险专项评估

5．4．2 拆除过程支架安全风险专项评估

5．4．3 拆除过程起重吊装安全风险专项评估

5．5 桥梁拆除施工风险管理建议

5．6 本章小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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