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部分劲性骨架钢筋混凝土拱桥悬臂施工索力优化初步研究
| 论文题名： | 部分劲性骨架钢筋混凝土拱桥悬臂施工索力优化初步研究 |
| 关键词： | 钢筋混凝土拱桥;斜拉扣索;索力优化;悬臂浇筑施工 |
| 摘要： | 钢筋混凝土拱桥具有承载力大，受力状态明确，经济合理等优点，是地质条件良好地区的理想桥型之一。随着经济、技术的发展，越来越多的大跨径混凝土拱桥出现，桥梁施工方法也不断向着适应大跨径拱桥修建的方向发展。目前国内外修建大跨径拱桥常用的施工方法有转体施工、悬臂施工、劲性骨架施工等方法，近年来，大跨径混凝土拱桥大多采用悬臂施工、劲性骨架法修建。拱桥悬臂浇筑施工是利用挂篮现场浇筑拱圈节段，待混凝土强度达到要求后用拉索扣挂拱圈节段并张拉，斜拉扣索另一端锚固在临时索塔上，索塔另一侧用钢绞线锚固于后锚固块上。索塔斜拉扣挂体系可以降低拱圈施工过程中的负弯矩，保证施工过程中拱圈的安全，待拱圈合龙后拆除临时扣索。所以确定临时扣索的张拉索力值对拱桥悬臂施工过程的安全及达到合理成桥状态都有重要意义。本文主要的研究内容如下: (1)首先开展了关于悬臂施工混凝土拱桥发展现状、索力优化研究现状及混凝土拱桥施工工艺的调研工作。详细阐述了目前混凝土拱桥常用的施工方法，及索力优化的计算方法，对这些方法进行了总结和讨论。 (2)钢筋混凝土拱桥悬臂施工拱圈的受力状态决定索力以控制拱圈应力为主，控制线形为辅，传统的优化方法直接针对应力水平进行优化并不能使拱圈结构施工全过程受力最优。因此，本文提出一种施工全过程的索力最优理论，核心是求施工阶段之间最大弯矩最小的平衡点，并介绍了其力学基础，分析了扣索角度与吊点位置的影响。 (3)由于钢筋混凝土拱桥主拱圈不需要设置预应力钢筋，所以悬浇过程是拱圈受力的最不利状态。故拱圈悬臂施工阶段可先不考虑成桥后拱圈的受力是否与1次成桥内力一致，仅需满足施工阶段的内力最优，保证施工过程中拱圈的安全。采用midas索力优化功能计算了满足最大悬臂状态内力与线形要求的初始索力，然后采用改进的应力平衡法对所得的初始索力进行优化，使拱圈施工全过程中的应力在理想范围内。 (4)采用空间梁单元模拟劲性骨架，板单元模拟外包混凝土。对劲性骨架吊装与外包混凝土施工过程进行计算分析。 (5)确定了乌江大桥复线桥的施工控制方案，并对施工阶段拱圈的应力与线形重点监测，施工现场监测的数据要及时进行计算、分析，与计算模型提取的理论值进行对比，对比结果有助于对控制参数进行下一步的修正。 |
| 作者： | 张二乐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑罡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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