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原文传递大跨度装配式钢混组合斜拉桥施工关键工序研究

论文题名：	大跨度装配式钢混组合斜拉桥施工关键工序研究
关键词：	装配式组合斜拉桥;塔柱施工;局部应力;屈服强度;自适应控制
摘要：	大跨度装配式钢混组合斜拉桥是一种新兴的桥型，结构性能良好，施工方式便捷，在桥梁建设中得到越来越多的应用。本文针对该桥型的施工控制技术进行了概述，选取较为复杂的施工工序进行分析研究，得到该桥型关键施工工序的相关研究结果，为后续同类型桥梁施工控制技术提供参考。　　该桥型具有装配式的特点，使其施工过程得到简化，较传统现浇混凝土斜拉桥，省去了较多施工过程，工业化程度较高，利于实现桥梁施工过程的标准化和信息化。而且施工过程中结构体系的受力更加明确，减少了施工过程的风险。同时，该桥型作为组合结构，较混凝土斜拉桥降低了自重，即发挥了混凝土承压能力强的特点，又具备钢结构的优良的受力性能。因此装配式组合斜拉桥是一种极具研究价值和应用价值的桥型。　　本文依托于港珠澳大桥九洲航道桥，结构形式为大跨度装配式钢混组合斜拉桥。九洲航道桥作为世纪工程——港珠澳大桥工程的重要组成部分，其装配式和钢混组合的结构特点使其施工过程具有五个显著特点:大型化、标准化、工厂化、装配化、信息化，体现了我国桥梁建设的最高水平，体现了我国工业化的成就。本文对该桥型的施工工艺进行了介绍，针对施工过程，提出了九洲航道桥的施工控制系统。结合设计方案和施工过程利用Midas/civil2012桥梁有限元软件建立了九洲航道桥施工控制仿真模型。选取斜拉索张拉过程进行关于温度、弹性模量、容重的误差敏感性分析。同时九洲航道桥在塔柱施工过程中采用了特殊的施工工艺即上塔柱的“竖转滑移”施工工序，本文针对该工序进行了相关细部分析。论证了该施工工艺的科学性和高效性。　　施工控制模型的建立是施工控制系统的重要组成部分，模型计算精度要求高，计算量大，相关计算分析是完善施工控制系统的最重要的一个环节。通过对九洲航道桥的仿真分析，按设计线形为成桥线形。对成桥状态下，钢主梁的内力，斜拉索的索力，主塔偏位进行了复核。本文所建立的施工控制模型按照成桥线型计算钢主梁内力、斜拉索索力、主塔偏位与设计值基本吻合。施工控制模型复核完成之后，通过模拟施工工序，得到各个施工工况的控制性数据。此外，针对影响结构安全的重要施工工序，Midas/civil并不足以完成细部的模型计算，因此建立了细部分析模型，以求得局部应力，本文所建立的细部模型有塔梁固结段和上塔柱吊装的局部模型。　　施工控制模型建立完成之后，要对施工过程中的重要参数进行误差敏感性分析。本文针对斜拉索张拉这一重要的施工过程，对该工况下进行了针对容重、初张力、弹性模量、温度等参数的误差敏感性分析。得到斜拉索张拉阶段相关控制性指标的误差允许范围。结合现场实测数据，验证施工控制结果的准确性和高效性。　　本文针对九洲航道桥的施工难点，即上塔柱“竖转滑移”施工工序进行了研究。通过建立Midas/Civil分析模型得到上塔柱施工过程中的塔柱线形变化和稳定性分析结果，验证是否会发生结构失稳，同时结合Midas/FEA细部模型得到上塔柱的局部应力，验证上塔柱施工过程中是否会发生局部应力是否会超过材料的屈服强度。相关结论用于指导施工，得到了较好的施工控制结果。　　通过对九洲航道桥建立施工控制系统，对基于自适应控制法施工控制技术的应用提供了一个成功的范例，为同类型工程提供了参考。
作者：	赵云鹏
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	胡俊
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