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PC斜拉桥合理成桥状态研究

作　者: 李熠
导　师: 颜东煌；李学文
学　校: 长沙理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜拉桥 合理成桥状态 索力优化 最小弯曲能量法 应力平衡法 最小二乘法
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 92次
引　用: 2次
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内容摘要


大跨度斜拉桥是由主梁、塔柱、拉索三种基本构件组成的高次超静定柔性结构体系。其成桥内力状态具有多样性,而成桥内力分布的好坏是衡量设计优劣的重要指标之一。一旦斜拉桥结构体系确定,总能找出一组斜拉索索力,使结构体系在确定荷载作用下,某种反应成桥受力状态的目标达到最优,这就是该目标下的合理成桥状态。关于如何确定PC斜拉桥的成桥状态,工程师们已总结出很多的方法,这些方法各有特点及条件,本文结合忠县长江大桥的设计,综合采用最小弯曲能量法和应力平衡法来确定其成桥状态。针对最小二乘法调索要求的主梁弯矩控制条件,以主梁恒载弯矩可行域作为约束,综合考虑主塔受力、边墩辅助墩反力及索力均匀性,以成桥索力作为变量,建立优化模型,求解优化问题,从而得到合理成桥状态。该方法是最小弯曲能量法和应力平衡法的结合点。最后,以忠县长江大桥为例,详细介绍了用综合法确定大跨度PC斜拉桥成桥状态的步骤,得到的结果为下一步确定施工状态等工作奠定了基础,对斜拉桥的建设具有一定的参考意义。并且对不同成桥状态下收缩徐变对主梁弯矩的影响进行了分析。本文还介绍了施工状态的确定方法、施工过程控制的内容以及忠县长江大桥的施工方案,并结合影响斜拉桥合理成桥状态的因素,提出为确保实现成桥状态对施工的主要技术指标要求。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 斜拉桥发展概述  11-15
    1.1.1 国外斜拉桥的发展  11-12
    1.1.2 我国斜拉桥的发展  12-13
    1.1.3 PC 斜拉桥的发展  13-14
    1.1.4 斜拉桥的发展趋势  14-15
  1.2 问题的提出  15-16
  1.3 研究现状  16-17
  1.4 本文的主要内容  17-19
第二章 PC 斜拉桥合理成桥状态确定原则与影响因素  19-39
  2.1 确定原则  19-20
  2.2 影响因素  20
  2.3 结构几何非线性影响  20-30
    2.3.1 斜拉索的垂度效应  20-23
    2.3.2 梁柱效应  23-28
    2.3.3 大变形效应  28-30
  2.4 斜拉桥几何非线性的数值解法  30-34
    2.4.1 增量法  30-31
    2.4.2 迭代法  31
    2.4.3 混合法  31-34
  2.5 混凝土收缩徐变的影响  34-36
    2.5.1 徐变  34-35
    2.5.2 收缩  35-36
  2.6 温度变化的影响  36-37
  2.7 本章小结  37-39
第三章 斜拉桥合理成桥状态的确定  39-63
  3.1 概述  39
  3.2 计算步骤  39-41
  3.3 最小弯曲能量法  41-43
  3.4 影响矩阵法  43-45
  3.5 应力平衡法  45-48
  3.6 成桥状态调整  48-50
    3.6.1 控制方程  48-49
    3.6.2 最小二乘法  49
    3.6.3 控制目标的选取  49-50
    3.6.4 加权系数取用  50
  3.7 工程算例  50-62
    3.7.1 工程概况  50-51
    3.7.2 计算模型  51-52
    3.7.3 初定成桥状态并调匀索力  52-53
    3.7.4 计算梁、塔应力包络图  53-56
    3.7.5 计算合理预加力  56
    3.7.6 计算主梁弯矩可行域  56
    3.7.7 主梁弯矩调整  56-58
    3.7.8 成桥状态检验  58-60
    3.7.9 不同成桥状态下收缩徐变对主梁弯矩的影响分析  60-62
  3.8 本章小结  62-63
第四章 实现合理成桥状态对施工的要求  63-71
  4.1 施工状态的确定  63-64
    4.1.1 张拉索力的确定  63
    4.1.2 立模标高的确定  63-64
  4.2 忠县长江大桥施工控制的主要技术要求  64-70
    4.2.1 施工方案  64-66
    4.2.2 施工控制的目的  66
    4.2.3 施工控制的原则  66-67
    4.2.4 施工控制的主要内容  67-69
    4.2.5 施工及施工控制过程中的注意事项  69-70
  4.3 本章小结  70-71
结论与展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
附录  78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 斜拉桥
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