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大节段吊装施工的自锚式悬索桥施工控制仿真分析及关键技术
| 论文题名： | 大节段吊装施工的自锚式悬索桥施工控制仿真分析及关键技术 |
| 关键词： | 自锚式悬索桥;大节段吊装施工;施工控制;仿真分析 |
| 摘要： | 自锚式悬索桥结构造型优美，经济性能优越，适应各种地形和地质状况，越来越受到工程界的青睐，成为城市市区中小跨径桥梁极具竞争力的桥型，但是其结构受力复杂，成桥平衡状态、主梁初始施工状态、主缆空缆线形以及缆索无应力制造长度等计算都较为困难，尤其是大节段吊装施工的钢箱梁自锚式悬索桥，主梁线形控制难度较大，有必要对主梁线形的施工控制技术进行深入的研究。 针对自锚式悬索桥计算难度较大的特点，本文首先结合计算理论和有限元计算程序，寻找合理的施工控制计算方法，并建立有限元计算模型，进行了结构仿真计算。其次，本文从施工控制角度对大节段吊装的钢箱梁特点进行了研究，主要包括多条控制线形、工厂拼装误差、临时墩变形、大节段间梁端转角、节段长度累积误差、节段局部线形误差等方面。然后，本文计算了三种预拱度设置方法对钢箱梁成桥线形产生的偏差，并对偏差进行了相应调整，详细对比分析了调整钢箱梁线形对结构产生的影响。接下来，本文计算了梁重发生偏差对结构线形和内力的影响，提出了梁重发生偏差时的两种线形调整方式：调整吊索力或调整钢箱梁架设线形，并对比分析了两种方式对结构产生的影响。由于各种因素的影响，自锚式悬索桥主梁线形控制难度较大，后期必然会遇到线形调整的问题。本文最后对影响矩阵法进行研究，提出了基于该方法的自锚式悬索桥主梁线形调整方法，即通过调整吊索索力，精确高效的调整主梁线形。 通过计算和分析，本文寻找到了综合倒装－正装－无应力状态法的施工控制计算方法，得到成桥平衡状态，求解了加劲梁初始施工状态、主缆空缆线形以及缆索无应力制造长度。针对大节段吊装施工的难点，本文提出了相应的解决方案，精确控制了从拼装、架设到简支变连续过程中钢箱梁的线形。综合考虑各种预拱度设置方法对结构的影响，本文提出了综合倒装－正装－无应力状态法所计算出的钢箱梁初始线形（拼装线形和架设线形），该方法使得成桥时钢箱梁线形理论上不产生偏差，不需要吊索力的调整，主缆线形和内力均没有变化，可大大减少后期主梁线形的调整。另外，经计算可知，实际梁重比理论计算发生的偏差对自锚式悬索桥主梁线形影响非常敏感；对于该问题，可先调整架设线形，使梁重偏差能被钢箱梁自身内力抵消，再对微小线形偏差进行吊索力的调整，就可解决梁重偏差问题，从而较好的控制主梁线形。本文研究的影响矩阵法调整主梁线形，不仅适用于线性结构，对于非线性结构，循环使用该方法，同样可达到精确调整主梁线形的目的。 |
| 作者： | 魏家乐 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 贺拴海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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