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V字形矮塔斜拉桥施工控制研究及索塔应力分析
| 论文题名： | V字形矮塔斜拉桥施工控制研究及索塔应力分析 |
| 关键词： | V字形矮塔斜拉桥;施工控制;敏感性分析;应力分析 |
| 摘要： | 矮塔斜拉桥因其优越的结构形式，近年来在国内外得以飞速发展。它主要由主梁、索塔与斜拉索三部分组成，受力模式介于连续刚构桥与斜拉桥之间，在跨度400m之内适用性极强。V字形矮塔斜拉桥是矮塔斜拉桥的一种新颖形式，因其特殊的沿纵向分布的V字形索塔而得名。 V字形矮塔斜拉桥的施工采用挂篮悬臂浇筑的形式，在整个漫长的施工周期中，桥梁结构极容易受到施工环境、人为因素、施工技术等多种因素的影响，使施工过程中误差不断积累，最终导致桥梁线形不平顺，无法成功合龙，甚至影响桥梁结构安全性。尤其是V字形矮塔形式，结构参数变化对于异形结构的响应更加敏感，桥梁施工的精准度与安全程度需要更高标准。为确保桥梁顺利合龙，达到理想的成桥状态，保障施工安全，需对V字形矮塔斜拉桥的施工控制及索塔应力进行深入的研究。本文以南水北调V字形矮塔斜拉桥为工程依托，对其整个施工控制工作以及V字形索塔应力状态进行研究，主要工作及成果如下： （1）建立全桥有限元模型，对全桥各个施工阶段进行模拟，分析各个施工阶段主梁的线形与桥塔的偏位，分析重要控制截面全施工阶段的应力变化，为现场施工控制工作提供理论数据支持；建立桥梁0#块实体单元模型，分析0#块进行全施工阶段下的应力状态，确保主梁0#块在剪力滞效应下的安全性。 （2）提出了V字形矮塔斜拉桥的主梁立模标高的设置方法及单根斜拉索的张拉控制方法，并阐述了桥梁主梁线形、应力、桥塔偏位以及成桥索力的现场控制方案及监测结果，分析了实测值与理论值之间误差产生的原因。 （3）对V字形矮塔斜拉桥各构件进行了详细的敏感性分析，引入了结构敏感因子的概念，并据此分析了V字形矮塔斜拉桥各构件的敏感性水平。斜拉索初张力与主梁混凝土容重对于V字形矮塔斜拉桥的结构响应影响最为明显。 （4）在参数敏感性分析的基础上，基于最小二乘法，建立了V字形矮塔斜拉桥施工控制过程中的参数识别模型，分析了参数识别结果，得到了参数误差的修正方法。基于灰色预测模型，建立了V字形矮塔斜拉桥施工控制的灰色理论GM（1,1）模型，分析了预测结果在具体施工过程中的实践意义，得出了施工控制的主动控制方法。 （5）研究了V字形索塔在全桥最不利荷载作用下的空间应力分布规律。分析得出V字形索塔整体应力状态良好，索塔混凝土以受压为主。V字形索塔最底部索孔受到的横向正应力较大，应在底部增设钢筋网进行补强；而顶部索孔受到竖向正应力较大，应增大顶部索孔索鞍转弯区半径来防止混凝土局部区域应力超限。 |
| 作者： | 赵晨光 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐平;曾勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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