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原文传递 500m级钢管混凝土拱桥施工控制研究

论文题名：	500m级钢管混凝土拱桥施工控制研究
关键词：	拱式桥梁;钢混结构;拱肋吊装;施工技术
摘要：	钢管混凝土拱桥的施工控制研究对保证结构在施工过程中的安全、运行期间行车的舒适度以及结构使用的耐久性都有重要影响。目前对于钢管混凝土拱桥施工控制方法有开环控制、闭环控制以及反馈控制等，随着钢管混凝土拱桥跨径的增大，超大跨径拱肋带来的非线性问题不容忽视，结构受到施工误差影响更加明显，钢管混凝土的脱粘现象显著，既有施工控制方法难以取得较好的效果。在广西省交通厅科研项目“500m级钢管混凝土拱桥建造核心技术研究”的资助下，针对超大跨径钢管混凝土拱桥建立了基于可调域法自适应施工控制体系，结合施工控制过程中发现的科学问题，完成了相关的研究工作，进一步完善了钢管混凝土拱桥的分析理论基础和施工控制技术。　　本研究主要内容包括：⑴阐述了钢管混凝土拱桥施工控制的重要意义，回顾了国内外钢管混凝土拱桥的发展研究历程。对钢管混凝土拱桥施工控制技术进行了总结，分析了500m级钢管混凝土拱桥施工控制的难点，明确了500m级钢管混凝土拱桥施工控制研究内容。⑵对钢管混凝土拱桥施工控制理论基础进行了阐述，分析了超大跨径钢管混凝土拱桥施工过程中非线性因素的影响，研究了钢管混凝土本构关系和计算模拟方法，总结了500m级超大跨径钢管混凝土拱桥施工工艺、结构受力特点以及施工控制要求，在上述研究分析的基础上建立了基于可调域法自适应施工控制体系。⑶对钢管混凝土拱桥施工过程中的误差形成机理及传递规律进行了研究，在对钢管混凝土拱桥误差研究的基础上，提出了钢管混凝土拱桥的可调域法施工控制，对控制区间的划分原则和可调域计算方法进行了研究。建立拱肋吊装过程简化力学模型，对可调域法施工控制的可靠性进行了理论验证。基于可调域法施工控制的特点，分析了各施工阶段中拱肋线形计算和控制方法，解决了500m级超大跨径钢管混凝土拱桥施工控制的精度和工期问题。⑷分析了桥梁状态调整的方法，对既有桥梁状态调整方法的优点和不足进行了总结。基于无应力状态法对钢管混凝土拱桥施工过程中的误差调整原理进行了分析，在此基础上提出了状态调整补偿法，同时对状态调整补偿法在拱肋吊装阶段、核心混凝土灌注阶段的应用进行了研究，解决了钢管混凝土拱桥结构状态调整精度不足的问题。基于熵权法对设计参数的敏感性进行了分析，采用差值法排除误差因素影响，获取了准确的施工响应数据，对结构设计参数进行了修正，根据修正后计算模型对结构状态偏差量和调整量计算方法进行了研究，提高了桥梁结构状态调整计算的精度。⑸对管内混凝土灌注过程结构产生异常振动的现象进行了描述，基于对钢管混凝土结构静力分析，提出了钢管混凝土脱粘判别公式。利用Hamilton变分原理从动力学角度对这种现象进行了分析，结合工程中监测数据，揭示了核心混凝土灌注过程拱肋产生振动的原因。通过对钢管混凝土脱粘理论模型的计算分析，结合钢管混凝土缩尺模型的加载试验，研究了钢管混凝土脱粘对结构刚度以及承载力的影响。对钢管混凝土脱粘控制措施进行了分析，利用钢管混凝土拱肋缩尺模型模拟了核心混凝土灌注工艺，对真空辅助吸浆灌注工艺进行了研究，探索了利用真空辅助吸浆工艺对钢管混凝土脱粘进行控制。
作者：	郝聂冰
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	顾安邦
授予学位：	博士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文