独塔空间索面自锚式悬索桥施工关键技术研究

作     者：谢小龙 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谭红梅;张永水

授予年度：2016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：空间索面 自锚式悬索桥 有限元 空缆线形 吊杆张拉 

摘      要：空间索面自锚式悬索桥是一种比较新颖的桥型,与传统的平行索面自锚式悬索桥相比,它的造型更加优美,更具有立体感,而且在结构受力方面也得到了改善。空间索面自锚式悬索桥起步晚,较地锚式悬索桥而言,理论还不够成熟。本文以松原市天河大桥南汊桥(跨径100m+100m独塔空间自锚式悬索桥)为研究背景,研究独塔空间索面自锚式悬索桥的关键施工技术。本文采用有限元方法进行分析,运用有限元软件MIDAS Civil2012建模分析,重点探讨了独塔空间索面自锚式悬索桥的主缆线形计算及吊杆张拉方案的比选。主要的研究内容及成果如下:1.本文研究了独塔空间自锚式悬索桥的主缆线形。借助有限元软件,分析并得到成桥状态模型,得出了成桥状态下的主缆线形,并且可计算出了未修正的主缆和吊杆无应力长度。在主索鞍处对主缆无应力长度进行修正,最终得到精确的主缆无应力长度,即主缆的下料长度;在索夹位置对吊杆无应力长度进行修正,得到精确的吊杆无应力长度,即吊杆的下料长度。进行倒拆分析,得到本桥的空缆状态,可求出空缆状态下的主缆线形;对比成桥状态和空缆状态下的主缆线形,计算得出主索鞍的预偏量;考虑到实际施工和测量,根据索夹的尺寸和位置,确定了各个索夹的坐标。2.吊杆张拉的分析方法一般有倒拆分析法、正装分析法和无应力状态法。本文采用正装分析法,拟定出了四种吊杆张拉方案,并对四种吊杆张拉方案进行了详细地对比分析。在施工阶段分析中,详细比较了主塔塔底的应力大小、主梁的线形和设计线形的误差、主梁在每个施工阶段的内力大小、主缆的线形和设计线形的误差、主缆在每个施工阶段的最大内力、各个吊杆在不同施工阶段的内力大小以及主梁脱模状态的分析;还考虑了施工因素的影响,分析了四种吊杆张拉方案的千斤顶数量和张拉的次数以及施工过程接长杆的用量。通过对施工阶段和施工因素的分析,最终得出最优的吊杆张拉方案。