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钢管混凝土提篮拱桥竖向转体施工控制仿真分析

作　者: 杨兴涛
导　师: 邬晓光
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 提篮拱桥 仿真分析 拱肋吊装 施工监控
分类号: U445.465
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


大跨度钢管混凝土拱桥的拱肋吊装过程是一个复杂的过程,为了保证最终的成桥线形和受力状态满足设计要求,需要采用施工控制仿真计算。本文以河北滹沱河钢管拱桥为工程背景,从介绍钢管混凝土展概况、结构特点和研究现状出发。对大桥施工过程进行了仿真分析。本文的主要内容如下：(1)详细阐述了钢管提篮拱桥施工控制的主要内容、原则、方法以及影响施工控制的因素。(2)根据实际施工情况建立施工过程模拟的空间有限元模型,进行钢管混凝土拱桥施工过程仿真分析,分析施工过程中结构的受力性能,预测施工过程中的应力和变形的发展情况,并给实际施工控制提供依据和理论指导。(3)为了保证最终的成桥线形和受力状态能满足设计要求,对滹沱河大桥建立了实时监控体系。通过对此钢管混凝土拱桥的整个施工过程的模拟分析,将计算结果与现场监测数据进行分析比较,其理论值与实测结果吻合较好。这表明本文所采用的有限元分析方法能够较好的反映了施工实际。施工控制仿真分析对滹沱河大桥施工监控能起到较好的指导作用。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 钢管混凝土拱桥  10-12
    1.2.1 钢管混凝土拱桥的现状  10-11
    1.2.2 钢管混凝土拱桥的特点  11-12
  1.3 钢管混凝土提篮拱桥  12-14
    1.3.1 钢管混凝土提篮拱桥的现状  12-13
    1.3.2 钢管混凝土提篮拱桥的特点  13-14
  1.4 本文主要研究工作  14-16
第二章 大跨径拱桥施工方法及方案优选  16-25
  2.1 引言  16
  2.2 支架法  16
  2.3 缆索吊装法  16-17
  2.4 转体施工法  17-20
    2.4.1 平面转体施工  18-19
    2.4.2 竖向转体施工  19-20
  2.5 依托工程及方案优选  20-24
    2.5.1 工程概况  20-21
    2.5.2 计算过程中的结构及材料  21-23
    2.5.3 施工方案比选  23-24
  2.6 小结  24-25
第三章 钢管混凝土提篮拱桥竖向转体的施工控制  25-31
  3.1 引言  25
  3.2 钢管混凝土提篮拱桥竖向转体施工控制  25-29
    3.2.1 施工监测的目的  25
    3.2.2 施工控制的目的  25-26
    3.2.3 施工控制主要内容  26
    3.2.4 施工控制方案  26-29
  3.3 本章小结  29-31
第四章 钢管混凝土提篮拱桥施工过程仿真计算  31-55
  4.1 桥梁结构有限元法  31-33
    4.1.1 概述  31
    4.1.2 桥梁结构有限元的一般性分析  31-33
  4.2 桥梁施工控制计算方法  33-35
    4.2.1 正装计算法  33-34
    4.2.2 倒装计算法  34
    4.2.3 正装计算法和倒装法联合应用  34-35
  4.3 拱肋竖转施工方案  35-37
  4.4 计算模型及优化分析  37-45
    4.4.1 拱肋提升初始状态  38-40
    4.4.2 拱肋被提升至合拢位置状态  40-45
  4.5 主拱肋竖向转体监控仿真计算  45-50
    4.5.1 主拱肋提升初始状态(转体前)  45-47
    4.5.2 拱肋被提升至合拢位置状态(转体后)  47-50
  4.6 钢管拱吊耳应力分析  50-53
    4.6.1 计算模型  50-51
    4.6.2 吊点下腹杆应力分析  51-53
    4.6.3 放大260倍的吊耳及部分壳单元拱肋位移图  53
    4.6.4 计算结论  53
  4.7 本章小结  53-55
第五章 仿真计算结果与实测结果分析  55-75
  5.1 施工中拱座处主拱空间坐标分析  56-58
  5.2 施工中拱座临时转动铰轴线坐标分析与拱座的水平位移  58-59
  5.3 施工中提升塔架线性分析  59-61
    5.3.1 竖向起吊AB段1m过程中的提升塔架顶部位移坐标点测量  59-60
    5.3.2 竖向起吊AB段30m过程提升塔架顶部位移坐标点测量  60-61
  5.4 施工中主拱肋线性分析  61-67
  5.5 施工中拱肋控制截面应力分析  67-73
    5.5.1 主墩系梁内应变计数据分析  68-69
    5.5.2 边拱肋内应变计数据分析  69-71
    5.5.3 主拱肋上应变计数据分析  71-72
    5.5.4 H撑上应变计数据分析  72
    5.5.5 提升塔架应变计数据分析  72-73
  5.6 本章小结  73-75
结论和建议  75-77
  1. 结论  75-76
  2. 对竖向转体过程的建议  76
  3. 竖向转体过程中吊耳的设计方案合理性的验算建议  76-77
参考文献  77-80
致谢  80

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 施工技术 > 架设方法 > 旋转架设
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