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大跨钢管混凝土拱桥竖转施工分析及关键技术研究
| 论文题名： | 大跨钢管混凝土拱桥竖转施工分析及关键技术研究 |
| 关键词： | 大跨钢管混凝土拱桥;竖转施工;有限元模型;应力分布;变形状态 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥因其独特的受力性能和较大的跨越能力,在我国得到了突飞猛进地发展。而竖向转体施工工艺因其经济性好、施工安全可靠,操作方便灵活等优点在该类桥梁中得到了较广泛的应用,其施工技术国内已达到世界领先水平。然而我国相关理论研究相对滞后,目前尚未颁布较统一完善的钢管混凝土拱桥施工技术规范,导致该类桥梁竖转施工往往无章可循,留下施工隐患,因此研究桥梁转体施工关键技术是工程界的迫切要求。本文依托一座40+200+40m三跨中承式飞燕式提篮系杆拱桥,对钢管混凝土拱桥竖转施工过程进行有限元分析,研究塔架和吊点处结构力学性能及主拱预拱度设置等关键技术,主要研究内容为: 1、采用空间刚架模拟钢管混凝土拱肋,对其进行竖转施工过程正装计算。对竖转施工过程中塔架的稳定性进行分析研究,用弹性屈曲解法计算依托桥梁提升塔架在竖转脱架状态及竖转至合拢状态下的稳定系数、失稳模态及受力性能。提出塔架间加横向联接、张拉背索及索塔两侧加拉索等防止塔架失稳的有效措施,且确定塔顶纵向位移和塔脚应力为竖转施工时的塔架监控关键点,同时对比塔架应力和变形的实测与计算值,验证有限元分析结果的可靠性。 2、仿真模拟吊点处拱肋、耳板结构,计算分析竖转过程中其应力分布和变形情况,得到相关结论,为设计和进一步研究这种传力结构提供参考。 3、总结拱桥预拱度设置的影响因素和设置方法,分别用Midas/Civil双单元法和SAP联合截面法建立依托桥梁有限元模型,计算分析依托桥梁主拱预拱度设置值。 4、从依托桥梁原有施工方案的预拱度计算过程中,寻找不合理的施工阶段,进行施工方案改进研究。通过计算和对比分析,提出方案改进措施,不仅改善了施工过程中钢管混凝土拱肋的受力和变形状态,而且有效减小依托桥梁主拱拱肋的预拱度。 通过本文研究,对钢管混凝土提篮拱桥进行有限元分析,对提升塔架和吊点处结构构造设计提出了一些有效措施以保证竖转施工安全,同时研究主拱预拱度设置问题,探索性地改进了施工方案以减小预拱度,有效地保障了依托桥梁安全顺利建成,进而为今后该类桥梁的竖转施工提供一定的指导和参考。 |
| 作者： | 高峰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王春生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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