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大跨度钢拱桥制造与施工关键技术研究
| 论文题名： | 大跨度钢拱桥制造与施工关键技术研究 |
| 关键词： | 大跨度钢拱桥;制造工艺;施工技术;有限元模型 |
| 摘要： | 在钢桥工程领域，钢拱桥是现代大跨度桥梁具有竞争力的桥型之一。随着跨度和构件复杂性的增大，钢拱桥的设计、工厂制造、施工等过程和疲劳问题对保证钢拱桥的正常使用起着至关重要的作用。本文以跨径为358m=252m+106m的杭州市沿江公路运河二通道桥为背景，对大跨度钢拱桥制作和施工中的关键技术进行了系统研究。 首先，采用有限元软件Ansys Workbench对十字和对接接头的错边问题进行了三维弹性有限元分析，研究了8mm,14mm,20mm,25mm四种板厚的钢板在不同错边量时的应力集中系数和疲劳性能。研究表明：接头的应力集中系数随着错边量的增大而增加，疲劳寿命随错边量的增大而降低；但随着板厚的增大，疲劳寿命的降低幅度有所减缓。研究结果可对制定更为合理的十字和对接接头错边精度标准提供了理论依据。 其次，根据国内外钢箱梁研究成果，分别建立以横隔板厚度和间距参数变化的三维钢箱梁板壳有限元模型A和B，研究了横隔板厚度和间距对正交异性钢桥面板典型构造细节疲劳应力幅的影响，并与国内外规范进行了比较研究。研究结果表明：横隔板厚度和间距仅对U肋工地对接焊缝处的应力幅基本没有影响，对其他各构造细节的疲劳应力幅均有一定影响；欧洲规范对横隔板厚度不小于10mm和间距取2.5m~3.5m的建议较合理，值得借鉴。 再次，以大跨度钢箱梁的制作流程为主要思路，阐述了杭州市沿江公路运河二通道桥钢箱梁制造技术；重点阐述了钢箱梁的板件制作工艺、组装工艺、焊接工艺、整体预拼装工艺以及涂装工艺，强调制作过程的尺寸精度控制和焊接变形控制措施，并总结归纳了大跨度钢箱梁的制造方法。 最后，结合杭州市运河二通道钢拱桥的设计和施工，提出基于影响矩阵的综合方法确定系杆拱桥的合理成桥索力，并基于影响矩阵法来确定合理的施工张拉力。首先，采用刚性吊杆法得出吊杆内力与系梁控制节点竖向位移，随后运用自动调索法优化吊杆内力，从而求得合理成桥状态的索力。其次，以合理成桥索力为目标索力，介绍了影响矩阵法在确定吊杆施工张拉力中的应用。通过工程实例证明文中方法在实际工程应用中可行性，可为类似工程提供参考。 |
| 作者： | 郑剑涵 |
| 专业： | 工学硕士 |
| 导师： | 童根树 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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