中承式系杆拱桥施工控制研究

作     者：尚晋 

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：2013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 顶推施工 拱肋 吊杆横梁 吊杆张拉 

摘      要：大跨系杆拱桥是一种拱梁结合的组合体系桥梁,充分发挥了拱受压梁受弯的各自特点。系杆拱桥的施工过程复杂而又漫长,因此桥梁施工过程中的精确控制是实现成桥目标的关键。本文以沈阳动漫桥为工程背景,对系杆拱桥施工控制中的模拟分析方法、施工监测内容、混凝土拱梁区顶推施工工艺、钢拱肋吊装误差分析、Ⅲ号拱合龙施工、吊杆横梁施工优化计算、吊杆横梁吊装顺序和吊装施工工艺以及吊杆张拉控制等问题展开研究。 介绍了系杆拱桥施工模拟的计算方法和结构监测的各项内容,本文采用正装计算法模拟了整个施工过程,对施工过程和成桥状态下钢拱肋和吊杆内力进行了计算,结果表明施工过程和成桥状态下均满足要求,结构安全可靠。 对混凝土拱梁区顶推施工工艺的特点、施工过程以及预顶过程施工控制进行了详细的研究及探讨。通过对不同施工工况进行有限元计算,最终确定了合理的顶推力和临时系杆对拉力,施工监测结果与理论计算数据吻合较好。这种适合于北方气候(季节温差大)条件下的框架结构预顶的施工工艺,为类似结构的安全施工提供参考及借鉴。 详细分析了系杆拱桥钢箱拱肋吊装过程中造成施工控制误差的原因,找出了减小误差的方法,并提出了吊装误差控制要求。 同时,由于Ⅲ号拱存在纵桥向和横桥向双向合龙,且拱顶处3道横撑间距小、长度短、线刚度大,横撑与拱肋焊接时产生的焊缝收缩会产生较大的附加应力,将对结构产生不利影响,文中对其合龙施工进行了介绍。 由于吊杆横梁自身侧向刚度小及横向稳定性差,根据施工阶段内力分析结果,对吊杆横梁预应力张拉顺序进行了调整,并采取了在横梁间设置平联等措施,优化了结构受力,使其在与桥面板固结前的施工应力大幅降低,提高了施工过程中的安全储备。 结合吊杆横梁施工特点,确定了吊杆横梁吊装顺序,介绍了吊杆横梁施工过程中的各项技术难点,并提出了相应的应对措施,最后对吊杆横梁施工相关问题进行了研究探讨,为类似的大跨度薄腹梁结构施工提供了借鉴参考。 为了消除恒载作用下导致的吊杆索力差,本文给出了采用绝对标高法进行标高控制的修正公式,使成桥阶段达到在恒载作用下内外侧吊杆力相同的控制要求。