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大跨径中承式拱桥吊杆更换方法及力学性能研究
| 论文题名： | 大跨径中承式拱桥吊杆更换方法及力学性能研究 |
| 关键词： | 大跨径中承式拱桥;吊杆更换;结构响应;索力测试;力学性能 |
| 摘要： | 近几十年来，我国中承式拱桥发展迅速。吊杆是中承式拱桥的主要传力构件，由于吊杆的设计使用年限与桥梁结构的设计基准期有很大差距，诸多桥梁的吊杆已出现病害，如果不及时进行吊杆更换，会对桥梁造成严重的影响。以连霍高速京杭运河中承式拱桥吊杆更换为工程背景，对吊杆更换的方法、更换过程中的结构响应和对更换过程存在的误差展开研究，保证了更换过程中结构的安全、稳定以及更换效果。 首先根据常用吊杆更换方法的特点及适用范围，结合背景桥梁的实际情况进行了比选，边吊杆采用临时吊杆法，中间吊杆采用桥面钢桁架兜吊法，并对吊杆更换的具体方案进行了研究设计，制定了施工的流程，明确了施工的工艺。 采用有限元模拟对吊杆更换过程进行了施工阶段分析，以桥面标高和吊杆索力作为控制指标，对吊杆更换过程中由于桥梁结构变化引起的吊杆索力重分布、拱肋和桥面系竖向和横桥向位移等结构响应展开了研究分析，桥面钢桁架兜吊法会对相邻吊杆索力变化和吊杆下节点挠度产生很大影响，尤其对跨中吊杆的影响最大，对影响桥面板抗裂性能影响显著，必须通过理论计算和加强控制，以保证吊杆更换方案的安全性和可行性。 通过分析振动频率法测定索力方法中存在干扰参数引起的计算误差，研究并提出了静载试验法或油压表法标定计算长度的索力计算修正方法，在实桥中验证了这种方法的精度满足工程的要求。 通过对桥面钢桁架兜吊法中临时吊杆张拉和旧吊杆切割的施工步长的研究，得出了先大后小的变步长的桥面钢桁架兜吊法对于结构响应更小，且更有利于更换过程的安全性的结论。对造成吊杆更换误差的温度、多点施工以及施工荷载等的结构响应进行了分析，根据分析结果探明了其影响范围并指导施工。通过对监测数据的分析处理，对结构响应的实测值与理论值间的误差进行了修正，对吊杆更换后的桥面标高和吊杆索力进行了正确的分析与评价。在吊杆更换结束后为使吊杆索力及桥梁线形满足要求，采用影响矩阵法对局部吊杆进行索力调整，为类似桥型的吊杆更换提供参考。 |
| 作者： | 张逸捷 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 虞建成;刘九生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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