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高墩大跨连续刚构桥施工与控制技术

作　者: 边旭辉
导　师: 徐岳；马保林
学　校: 长安大学
专　业: 交通运输工程
关键词: 高墩大跨连续刚构桥施工控制日照温差效应稳定分析
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文结合陕西省黄陵一延安高速公路洛河特大桥的施工进行的。洛河特大桥是一座特大型预应力混凝土连续刚构桥,跨径布置为90+3×160+90m,最高墩143.5m,主梁采用悬灌浇注,挂篮施工。该桥集高墩大跨于一体,施工要求高、技术难度大,因此有必要对高墩施工质量控制、悬臂施工线形控制和应力监控进行系统研究总结,以便为同类桥梁的设计与施工积累建设经验。以洛河特大桥为工程实例,本文主要做了以下六个方面的工作：1、介绍洛河特大桥的关键施工工艺,包括高墩施工的内滑外翻模板技术、轻型挂蓝技术、主梁混凝土施工技术、预应力技术及病害防治、钢筋连接等,为同类桥的施工积累了经验并提供参考。2、结合高墩大跨连续刚构的特点,论述施工控制的目的、内容、方法和误差调整理论,为洛河特大桥施工控制提供理论依据。3、以洛河特大桥为例,分析高墩大跨连续刚构桥的高墩及主梁施工线形、应力、温度的监测内容、方法、仪器及测点布置,尽量做到在满足工程要求的前提下,降低对仪器设备的要求和减少观测工作量。4、结合洛河特大桥线形控制实践,介绍了高墩大跨连续刚构桥悬臂施工线形控制理论在工程实践中的具体实现。通过对主梁理论计算值与实测变形值的对比分析,总结出主梁挠度变形规律。5、详细阐述洛河特大桥施工控制流程、分析模型、立模标高的确定及洛河特大桥线形控制结果。洛河特大桥合龙后标高控制结果表明,本文所依据的结构计算方法及参数识别方法合理。6、日照温差分析表明,高墩大跨桥梁具有明显的“背日葵”效应,日照温差对墩顶水平位移和最大悬臂主梁端点竖向位移影响最大接近100mm；稳定性分析表明,合龙前的最大悬臂阶段结构稳定性系数最低,只有4.8,成桥后提高到10.3。由于低阶失稳都是面外侧向失稳,故增加桥墩横撑数量对提高结构稳定性没有效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 预应力混凝土连续刚构桥的发展和趋势  10-12
    1.1.1 预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工的历史  10
    1.1.2 我国预应力混凝土连续刚构桥的发展现状  10-11
    1.1.3 预应力混凝土连续刚构桥的发展趋势  11-12
  1.2 预应力混凝土连续刚构桥的特点  12-13
    1.2.1 预应力混凝土连续刚构桥的结构特点  12-13
    1.2.2 预应力混凝土连续刚构桥的施工特点  13
  1.3 预应力混凝土连续刚构桥施工控制的重要性  13-15
  1.4 我国预应力混凝土连续刚构桥出现的问题  15-16
  1.5 施工控制中需要解决的主要问题  16-17
  1.6 本文的主要研究内容  17-19
第二章洛河特大桥施工关键技术  19-45
  2.1 洛河特大桥简介  19-20
  2.2 高墩施工技术  20-23
    2.2.1 高墩施工模板  20-21
    2.2.2 高墩施工中钢筋接长技术  21-23
  2.3 挂篮形式和洛河特大桥挂篮选择  23-31
    2.3.1 常见挂篮的形式及分析  24-27
    2.3.2 挂篮托架静力荷载试验  27-28
    2.3.3 挂篮施工要点  28
    2.3.4 洛河特大桥的挂篮选择  28-31
  2.4 主梁混凝土施工技术  31-39
    2.4.1 混凝土施工的前期准备  31-32
    2.4.2 O~#块施工  32-33
    2.4.3 悬臂段施工  33-34
    2.4.4 边跨现浇段的施工  34-36
    2.4.5 合龙段施工  36-38
    2.4.6 悬浇施工注意事项  38-39
  2.5 纵向预应力施工工艺  39-42
    2.5.1 预应力布置  39
    2.5.2 预应力管道定位  39
    2.5.3 钢绞线的张拉  39-40
    2.5.4 张拉引伸量  40
    2.5.5 情况分析及处理  40-41
    2.5.6 孔道真空压浆  41-42
  2.6 竖向预应力工工艺  42-44
    2.6.1 竖向预应力粗钢筋的特点  42
    2.6.2 竖向预应力损失的分析  42-43
    2.6.3 洛河特大桥竖向预应力施工  43-44
  2.7 本章小结  44-45
第三章悬臂施工控制理论  45-55
  3.1 施工控制的目的  45-46
  3.2 施工控制的内容  46-48
    3.2.1 结构线形控制  47-48
    3.2.2 结构应力控制  48
    3.2.3 结构稳定控制  48
  3.3 施工控制结构计算分析方法  48-51
    3.3.1 正装计算分析法  48-49
    3.3.2 倒装计算分析法  49-50
    3.3.3 无应力状态法  50-51
    3.3.4 各种计算分析法比较  51
  3.4 施工误差调整理论  51-54
    3.4.1 灰色控制理论  51-52
    3.4.2 卡尔曼滤波法  52-53
    3.4.3 最小二乘法  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第四章悬臂施工监测系统  55-63
  4.1 高桥墩施工监测  55-58
    4.1.1 承台沉降观测  55
    4.1.2 桥墩标高、位移及倾斜度检测  55-56
    4.1.3 墩身温度观测  56-57
    4.1.4 墩身截面应力观测  57-58
  4.2 主梁线形观测  58-60
    4.2.1 测点的布置  58-59
    4.2.2 观测时间与项目  59-60
    4.2.3 观测频率  60
  4.3 主梁温度观测  60-61
    4.3.1 测试仪器  60
    4.3.2 测点布置  60-61
  4.4 主梁应力观测  61-62
    4.4.1 测试仪器  61
    4.4.2 测试断面  61-62
    4.4.3 测点布置  62
  4.5 本章小结  62-63
第五章洛河特大桥施工控制  63-83
  5.1 施工控制流程  63-65
  5.2 施工控制分析模型  65-66
  5.3 悬臂段施工各阶立模标高的确定  66-68
  5.4 洛河特大桥线形控制结果  68-71
  5.5 日照温差效应计算  71-76
    5.5.1 墩身日照温差效应计算的假定  71-72
    5.5.2 竖向温差效应计算  72-75
    5.5.3 温度影响应对措施  75-76
  5.6 高墩稳定分析  76-81
    5.6.1 基本原理  76-77
    5.6.2 裸墩{P_a}=恒载  77-78
    5.6.3 最大悬臂阶段{P_a}=恒载+两侧挂篮  78-79
    5.6.4 最大悬臂阶段,一侧挂篮坠落{P_a}=恒载+单侧挂篮  79-80
    5.6.5 使用阶段,集中力只作用在中跨跨中{P_a}=恒载+汽车  80
    5.6.6 使用阶段,集中力只作用在高墩墩顶{P_a}=恒载+汽车  80-81
    5.6.7 横撑对高墩稳定系数λ_(cr)的影响  81
  5.7 本章小结  81-83
第六章结论与展望  83-85
  6.1 结论  83-84
  6.2 展望  84-85
参考文献  85-87
致谢  87

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