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180米圆弧钢筋混凝土拱桥设计和施工技术研究

作　者: 景俊骏
导　师: 周水兴
学　校: 重庆交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 圆弧拱轴线优化方法缆吊系统设计斜拉扣挂法
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近20年来,我国大跨径拱桥迅速发展,先后建成了多座世界第一大跨度的钢管混凝土拱桥、钢拱桥和钢筋混凝土拱桥。这些拱桥中,除少数桥梁采用转体施工法和整体提升法施工外,绝大多数拱桥的主拱圈采用无支架缆索吊装斜拉扣挂法施工。此外,大跨度拱桥主拱圈通常采用悬链线作为拱轴线,圆弧拱轴线仅在小跨径拱桥中应用,极少在180m跨的混凝土拱桥中应用。本文以正在施工中的贵州海马大桥为工程背景,开展了180m圆弧钢筋混凝土拱桥设计和施工技术研究。主要内容如下：①基于拱轴线与自重压力线偏离最小的原则,应用优化方法,研究了海马大桥的合理拱轴系数,然后以得到的合理拱轴线,通过“五点重合法”推导对应计算跨径的圆弧拱轴线,应用有限元程序对两种拱轴线下的内力和变形进行分析比较。②针对海马大桥的地形和地质条件,开展了海马大桥缆索吊装总体设计和主拱圈预制方法的研究；针对岩锚锚索,计算了岩锚长度；③基于ANSYS的APDL语言,编制了大跨度钢筋混凝土拱桥施工控制专用程序,开展了海马大桥的扣索索力和节段预抬量的计算。理论计算表明,文中提出的方法和编制的程序是正确的,松扣后的拱轴线形与裸拱变形基本一致。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-24
  1.1 国内外大跨度钢筋混凝土拱桥发展概述  10-14
    1.1.1 拱桥的基本受力特点  10
    1.1.2 国外大跨度混凝土拱桥发展概况  10-12
    1.1.3 国内大跨度混凝土拱桥发展概况  12-14
  1.2 大跨度混凝土拱桥主拱构造与拱轴线形  14-16
    1.2.1 主拱构造  14
    1.2.2 拱轴线形  14-16
  1.3 大跨度混凝土拱桥主要施工方法  16-21
    1.3.1 拱架现浇法  16-17
    1.3.2 缆索吊装法  17-18
    1.3.3 劲性骨架法  18-19
    1.3.4 悬臂施工法  19-20
    1.3.5 转体施工法  20-21
  1.4 依托工程概况  21-23
    1.4.1 项目概况  21-22
    1.4.2 主要技术标准  22-23
  1.5 本文主要研究内容  23-24
第二章 180M钢筋混凝土圆弧拱桥结构内力计算  24-39
  2.1 基于五点重合法的圆弧拱轴线形确定  24-31
    2.1.1 圆弧拱轴线形确定方法  24-26
    2.1.2 悬链线与圆弧线拱轴线形比较  26-31
  2.2 180M圆弧线与悬链线钢筋拱桥内力计算  31-38
    2.2.1 圆弧线线钢筋混凝土拱桥内力计算  31-34
    2.2.2 悬链线线钢筋混凝土拱桥内力计算  34-36
    2.2.3 内力计算比较  36-38
  2.3 本章小结  38-39
第三章大跨度拱桥主拱缆索吊装施工控制理论  39-48
  3.1 控制目标  39
  3.2 扣索力和节段预抬量计算方法  39-46
    3.2.1 零弯矩法  39-42
    3.2.2 零位移法  42-43
    3.2.3 基于优化方法的扣索力与预抬量计算方法  43-46
  3.3 本章小结  46-48
第四章海马大桥主拱圈吊装施工技术研究  48-77
  4.1 缆索吊装系统设计  48-54
    4.1.1 缆索吊装系统总体布置  48-51
    4.1.2 地锚系统的布置  51
    4.1.3 岩锚锚索设计  51-54
  4.2 海马大桥主拱圈分段与吊装  54-58
    4.2.1 海马大桥主拱圈的分段  54-56
    4.2.2 海马大桥主拱圈的吊装方案  56-58
  4.3 主拱圈预制  58-63
    4.3.1 拱段预制方案  58-59
    4.3.2 预制台座布置  59-60
    4.3.3 拱肋预制  60-63
  4.4 海马大桥主拱圈吊装扣索力与预抬量计算  63-76
    4.4.1 ANSYS和Midas/Civi1程序简介  63
    4.4.2 ANSYS优化理论  63-64
    4.4.3 海马大桥主拱圈吊装计算模型  64-66
    4.4.4 海马大桥节段吊装扣索力与预抬量计算  66-76
  4.5 本章小结  76-77
第五章结论与展望  77-78
  5.1 本文的主要成果  77
  5.2 今后工作的展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
在学期间发表的论著及取得的科研成果  83

180米圆弧钢筋混凝土拱桥设计和施工技术研究

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