朝天门大桥关键施工技术的时变力学分析

作     者：张锋 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王福敏

授予年度：2008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：时变力学 桥梁施工力学 合理扣索力 切线刚度分配法 压重 倒拆分析法 施工控制节点 

摘      要：重庆朝天门长江大桥为世界第一跨公轨两用拱桥,其设计、施工的复杂程度与技术难度非常大。本文以该桥为依托,对该桥的扣索力、压重等关键施工技术以及A10节点,展开了一系列研究。 本文归纳了时变力学与施工力学的关系,并依据桥梁施工力学的时间冻结法的基本理论,确定了该桥的设计控制原则,提出了合理扣索力和切线刚度分配法的基本概念。采用切线刚度分配法计算了该桥施工主要工况下的合理扣索力,并计算了各主要工况下的压重。利用空间有限元程序,对该桥进行了倒拆法应力分析,列举了主要施工工况的计算结果,选择了朝天门长江大桥施工阶段控制节点—A10节点,并在工况“安装至E22下对A10节点进行了仿真分析研究。 通过对扣索力和压重计算结果与实桥数据进行了比对分析表明,计算结果与实桥数据基本相近,说明采用切线刚度分配法计算扣索力,不仅仅计算方便快捷准确,而且兼顾了目标控制应力和控制位移,同时说明压重的计算理念和分析方法是正确的。采用计算的扣索力及压重,对该桥倒拆法应力分析表明,该桥杆件应力均未超标,结构是安全的。 通过本文的研究,解决超大跨径钢桁拱桥结构在施工过程的部分设计难点;为超大跨径钢桁拱桥经济、合理的节点构造设计方案提供参考;全文贯穿了施工力学的基本理念,为时变力学的工程应用做了一些初步的探索研究。