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采用悬臂浇筑与劲性骨架法施工的大跨径混凝土拱桥施工稳定性研究

采用悬臂浇筑与劲性骨架法施工的大跨径混凝土拱桥施工稳定性研究

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作者：杨昌龙重庆交通大学

学位级别：硕士

国内建造大跨径钢筋混凝土拱桥通常采用缆索吊装法,为满足吊装承载力要求,需要将拱圈人为分段以减轻吊重,这样显著降低了拱圈的整体性,容易在后期运营期间产生裂缝。国外往往采用悬臂浇筑法,而对于更大跨径的拱桥,为减小扣塔及扣锚索用... 详细信息

国内建造大跨径钢筋混凝土拱桥通常采用缆索吊装法,为满足吊装承载力要求,需要将拱圈人为分段以减轻吊重,这样显著降低了拱圈的整体性,容易在后期运营期间产生裂缝。国外往往采用悬臂浇筑法,而对于更大跨径的拱桥,为减小扣塔及扣锚索用钢量和悬臂浇筑拱圈的施工风险,又发展使用悬臂浇筑法和劲性骨架组合法,后文简称为组合法。为丰富我国混凝土拱桥施工方法,促进混凝土拱桥事业的发展,有必要研究和借鉴国外组合施工法。研究的内容包含广泛,而稳定性是整个施工过程安全性的基本保证,本文以此为出发点,研究组合法施工阶段的稳定性,给出了考虑几何材料双重非线性的计算结果,并对比了不同施工方案的稳定性计算结果,最后进行施工阶段稳定性影响参数分析。具体开展了工作如下：①针对采用悬臂浇筑与劲性骨架施工的钢筋混凝土拱桥建立板梁联合模型。分析研究各施工方案的稳定系数变化规律,以此对施工过程提出建议。②研究了考虑几何和材料的双重非线性对稳定安全系数影响程度。③对比分段悬拼与整体提升两种施工劲性骨架方案的稳定性。④拟定了四种外包混凝土浇筑方案,分别计算了稳定安全系数,并进行了对比评价。⑤进一步对拱圈混凝土强度等级,主弦杆,平联的刚度进行稳定参数分析,以确定各设计参数对施工阶段稳定的影响大小。

关键词：悬臂浇筑劲性骨架外包混凝土浇筑非线性稳定

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钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈施工过程受力分析

钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈施工过程受力分析

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作者：任泓锦长沙理工大学

学位级别：硕士

钢管混凝土劲性骨架拱桥外包混凝土施工中,第一环外包混凝土浇筑过程是操作难度最大、风险性最高、耗时较长的一道工序。本文以某在建200m劲性骨架混凝土拱桥为研究对象,为提高空中混凝土浇筑过程安全性、缩短施工周期,提出劲性骨架带... 详细信息

钢管混凝土劲性骨架拱桥外包混凝土施工中,第一环外包混凝土浇筑过程是操作难度最大、风险性最高、耗时较长的一道工序。本文以某在建200m劲性骨架混凝土拱桥为研究对象,为提高空中混凝土浇筑过程安全性、缩短施工周期,提出劲性骨架带底板吊装的改进施工工艺,并对施工过程中主拱圈受力状况进行相关研究,主要研究内容与结论如下:(1)对劲性骨架带底板吊装过程中主拱圈的受力状况进行研究,研究结果表明:带底板吊装施工方法具有可行性,施工过程中弦管受力比较安全,底板混凝土拉应力水平较高,存在一定风险。(2)针对双扣点方法吊装带底板劲性骨架节段时,各节段预制底板前端截面的底板混凝土底面拉应力水平都比较大的问题,提出采用三扣点方法吊装拱圈节段。对三扣点作用下拱圈的受力状况进行分析,研究结果表明:采用三扣点方法施工时,内、外侧上弦管受力更加均匀合理,各节段底板混凝土底面最大拉应力明显改善。(3)对带底板劲性骨架的后续外包混凝土浇筑过程进行研究,对比分析腹板浇筑过程中采用多工作面同步浇筑方法及单工作面浇筑方法时拱圈结构应力及拱顶挠度的差异。结果表明:采用工作面1-3拱脚至拱顶依次浇筑的单工作面浇筑方法施工腹板混凝土,拱顶、拱脚截面上弦管管内混凝土拉应力会超出规范限值。根据拱顶挠度影响线及拱脚上弦管应力影响线,对单工作面浇筑工序进行优化,优化后拱圈结构应力状况良好,均满足规范要求,拱圈变形均匀合理。(4)对成桥阶段主拱圈受力状况进行研究,对比分析拱圈关键截面弯曲应力状况。结果表明:主拱圈各构件应力均满足规范要求,带底板劲性骨架外包混凝土施工采用多点均衡浇筑法可以得到比较理想弯曲应力状况。

关键词：劲性骨架混凝土拱桥带底板劲性骨架吊装三扣点吊装外包混凝土浇筑优化单工作面浇筑方法

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600 m混凝土拱桥主拱圈组合法施工研究

600 m混凝土拱桥主拱圈组合法施工研究

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作者：肖周强广西大学

学位级别：硕士

混凝土拱桥以其承载能力高、刚度大、稳定性好等特点,成为中国高铁建设的首选桥型。目前,悬臂施工法与劲性骨架法是国内外建造大跨径混凝土拱桥的主要施工方法,施工技术是混凝土拱桥向大跨径发展面临的关键问题之一,进行悬臂浇筑与劲性... 详细信息

混凝土拱桥以其承载能力高、刚度大、稳定性好等特点,成为中国高铁建设的首选桥型。目前,悬臂施工法与劲性骨架法是国内外建造大跨径混凝土拱桥的主要施工方法,施工技术是混凝土拱桥向大跨径发展面临的关键问题之一,进行悬臂浇筑与劲性骨架组合法施工研究对完善拱桥施工技术,推动混凝土拱桥往大跨径发展具有深远意义。本文参照某在建600 m跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥,综合运用文献调查、理论分析、数值模拟等方法对600m混凝土拱桥主拱圈组合法的施工工艺进行研究,主要研究结果如下:(1)以一座在建600 m跨径的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为研究对象,按照现有设计参数,参考同类桥梁的方法,拟定本文组合法施工主拱圈的施工方案:从两拱脚到0.25L处进行悬臂浇筑施工,在0.25L处到拱顶使用劲性骨架法施工。(2)在悬臂浇筑施工过程中,斜拉扣索对调整主拱圈结构受力与变形具有重要作用,以施工过程中拱圈截面拉应力为控制条件,基于扣索一次张拉,混凝土一次浇筑,采用改进的应力平衡法进行索力求解,求出扣索可行域,选择1组扣索初拉力对模型进行正装分析,使得各控制截面上、下缘应力都在容许范围内,主拱圈最终趋于全截面受压。(3)在吊装劲性骨架过程中,以劲性骨架节段的线形为约束条件,利用未知荷载系数法求解的索力值,能较好的控制拱圈线形,同时拱圈截面应力也在容许范围内,实现了拱圈线形和应力双控。(4)针对劲性骨架段的外包混凝土连续浇筑中拱圈下挠过大及应力超标的问题,根据弯矩影响线原理确定的扣索调载方案,能够有效调节拱圈的受力与变形,说明弯矩影响线是斜拉扣索调载组合法施工混凝土拱桥中外包混凝土连续浇筑的有效工具。(5)对外包混凝土分四、六、八工作面进行多工作面均衡浇筑研究,各工作面在浇筑过程中都出现拱圈应力超标情况,依据挠度影响线积分原理在组合法施工的混凝土拱桥中进行多工作面浇筑不能有效调节拱圈应力,根据弯矩影响线原理,利用扣索对结构受力与变形相对较好的六工作面进行调载,具有良好效果。

关键词： 600m混凝土拱桥组合法施工索力求解外包混凝土浇筑扣索调载

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