普湾拱桥施工控制研究

作     者：李争华 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张哲

授予年度：2015年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：系杆拱桥 施工控制 仿真模拟 吊杆张拉 扣索索力 

摘      要：近年来,伴随着交通事业的大力建设,桥梁作为工程建设中的重要环节,其研究工作非常艰巨。目前,国内外的桥梁其结构趋近于大跨度,形式多样化的特点。提篮拱桥,结构比较美观,受力相对特殊,所以能获得设计人员的关注。但因其结构构造形式复杂,导致在实际工程建设中颇具困难。所以,对施工完成后的桥梁状态,若想结构状态达到设计目标,进行施工过程得控制就显得非常重要。本文,以在建工程…普湾拱桥为研究背景,通过Midas有限元程序对结构的整个建造过程进行了仿真模拟计算,模拟分析了建设过程中不可避免的重要问题,基本工作如下所述：(一)介绍了系杆拱桥及施工控制研究现状及趋势,并对目前工程中常用的拱桥施工方法做了简要介绍,阐述了各种方法的施工工序,并概括了各自的施工关键点。(二)对现代桥梁施工控制内容和方法进行了简要介绍,并对施工控制的目的和方法,以及对影响施工控制的因素和解决办法进行了具体阐述。(三)对于该桥采用悬臂拼装技术进行中跨拱肋的施工,介绍了拼装过程中需要注意的事项。对比介绍了目前计算扣索力的几种常用方法,详细阐述了弹性-刚性支撑法、有限元法计算理论。本文通过有限元分析方法及弹性-刚性支撑法,对本桥斜拉扣索进行了计算,制定了两种扣索张拉方案,结果都能使整个拱肋安装过程中结构应力及控制点位移满足要求,逼近于中拱肋一次落架线形。通过方案比选供施工单位根据现场施工条件进行选择。(四)主要对背景工程进行了吊杆力控制。通过差值迭代法计算吊杆张拉控制力,并对比分析了中跨吊杆在拟定的三种张拉方案下,其吊杆拉力、主梁和拱肋的应力变化,综合比较施工的方便性,从而对中跨吊杆选出相对较好的张拉方案。(五)通过正装法,利用Midas有限元程序进行仿真模拟分析。对整个施工过程中关键阶段的拱肋、主梁关键截面应力及控制点位移进行控制,并通过系杆的张拉控制,使桩基顶部水平位移在控制范围内。结果表明,在施工全过程中,结构受力及变形状态均能满足设计要求。