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单塔单索面混凝土斜拉桥施工控制研究

作　者: 张敬天
导　师: 许惟国
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土斜拉桥施工控制索力优化施工阶段稳定性
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 89次
引　用: 3次
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内容摘要

预应力混凝土斜拉桥在我国应用非常广泛。施工控制是其设计与施工中的一项关键技术,其主要目的是保证施工中结构安全、主梁线形合理、顺利合龙且成桥后结构内力合理。因此,对大跨度混凝土斜拉桥的施工控制分析进行研究是非常必要和有工程实用价值的。本文首先介绍了斜拉桥施工控制理论、方法。然后对桥梁施工中产生的误差进行分析。设计参数误差作为引起桥梁施工误差的主要因素之一,通过参数敏感性分析,得出对结构状态影响较大的主要参数。在此基础上,用卡尔曼(Kalman)滤波法和最小二乘法对斜拉桥各施工阶段进行状态预测。详细介绍的各种确定斜拉桥合理成桥状态索力优化的原理和方法。总结和归纳了斜拉桥初步设计中的经常采用的实用索力优化方法。并以刚性支撑连续梁法和以弯曲能量最小为目标的影响矩阵法对涪江四桥进行成桥索力优化。最后对优化后索力进行局部调整后作为涪江四桥的合理成桥索力。结合涪江四桥的施工特点,借助优秀的机构分析软件MIDAS/CIVIL,建立其施工阶段的有限元计算模型,用倒拆-正装法反复计算得到各施工阶段的斜拉索初拉力和最终成桥内力,以及各施工阶段的索塔和主梁的应力。最后对涪江四桥施工阶段最不利的最大悬臂状态和成桥后稳定性进行分析,得到不同模态下结构的失稳形式,并验证各工况下桥梁稳定性是否满足要求。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-21
  1.1 引言  10
  1.2 斜拉桥国内外发展现状  10-12
  1.3 施工控制理论的研究状况  12-13
  1.4 斜拉桥施工控制的任务和工作内容  13-18
    1.4.1 斜拉桥施工控制的任务  13
    1.4.2 斜拉桥施工控制工作内容  13-18
  1.5 工程背景概述  18-19
  1.6 本论文主要工作  19-21
第2章施工控制中误差分析、参数识别与状态预测  21-39
  2.1 施工控制误差分析  21-22
  2.2 参数识别的内容和方法  22-24
  2.3 涪江四桥主要参数敏感性分析  24-31
    2.3.1 梁段自重的影响  25-26
    2.3.2 主梁弹性模量的影响  26-27
    2.3.3 预应力的影响  27-28
    2.3.4 混凝土收缩徐变的影响  28-30
    2.3.5 温度的影响  30-31
  2.4 状态预测方法  31-38
    2.4.1 卡尔曼(Kalman)滤波法  31-35
    2.4.2 最小二乘法  35-38
  2.5 本章小解  38-39
第3章斜拉桥成桥恒载索力优化方法研究  39-58
  3.1 成桥索力优化的方法介绍  39-46
    3.1.1 刚性支撑连续梁法  40-41
    3.1.2 内力平衡法  41-43
    3.1.3 最小弯曲能量法  43-44
    3.1.4 影响矩阵法  44-46
  3.2 实用索力优化方法  46-49
    3.2.1 实用方法理论基础  47-48
    3.2.2 实用方法计算步骤  48-49
    3.2.3 特点和说明  49
  3.3 涪江四桥成桥恒载索力确定  49-57
    3.3.1 有限元分析模型的建立  49-53
    3.3.2 优化分析结果  53-57
  3.4 本章小解  57-58
第4章涪江四桥施工阶段分析  58-76
  4.1 斜拉桥施工过程的分析方法  58-63
    4.1.1 正装计算法  58-59
    4.1.2 倒装计算法  59-60
    4.1.3 无应力状态法  60-63
  4.2 涪江四桥施工要点  63-67
    4.2.1 主梁施工  63-64
    4.2.2 斜拉索施工  64-65
    4.2.3 主梁合拢段施工技术  65-67
  4.3 涪江四桥施工阶段的划分  67-68
  4.4 施工初始索力和最终成桥索力的确定  68-69
  4.5 涪江四桥施工阶段的分析结果  69-75
    4.5.1 施工阶段主梁内力  70-71
    4.5.2 施工阶段主梁应力  71-73
    4.5.3 施工阶段主梁挠度和预拱度设置  73-75
  4.6 本章小解  75-76
第5章混凝土斜拉桥稳定性分析  76-83
  5.1 斜拉桥弹性稳定性分析  76-78
  5.2 斜拉桥非线性稳定性分析  78-80
  5.3 涪江四桥稳定性分析  80-82
    5.3.1 施工阶段稳定性分析结果  80-82
    5.3.2 成桥后稳定性分析结果  82
  5.4 本章小解  82-83
结论与展望  83-85
致谢  85-86
参考文献  86-89
攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的论文  89-90

单塔单索面混凝土斜拉桥施工控制研究

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