文档介绍：长安大学
硕士学位论文
斜拉桥理想成桥状态与合理施工状态研究
姓名:高剑
申请学位级别:硕士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:黄平明
20030501
要摘本文通过对目前斜拉桥结构分析中理想成桥状态和合理施工状态确定方面研究成果和工程实践进行分析和总结,发现在其具体实际应用中缺乏一套系统的理论和方法。本文以仙桃汉江公路大桥为工程背景在斜拉桥设计计算方面进行了的研究,建立了斜拉桥索力优化模型,一方面解决了能综合考虑结构恒载、活载及预应力等多方面因素的理想成桥状态确定问题;另一方面在确定合理施工受力状态问题上提出了一套以索力优化模型为基础的正装计算法。同时对斜拉桥旖工中关键参数斜拉索中间索力和主梁立模标高的确定和调整做了进一步的分析,提供了相应的计算方法,并应用于仙桃汉江公路大桥施工控制过程中,取得了良好关键词:斜拉桥索力优化正装计算法控制参数的效果。
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第一章绪论§斜拉桥发展概述早在世纪,当时的工程师便已提出了斜拉桥的概念,但由于当时缺乏对斜拉桥这样高次超静定结构的理论分析方法,和科学技术的落后无法生产出理想的材料,导致往往结构建成不久便因为整个体系的松驰,而出现很大的变形,甚高强度材料及预应力技术的广泛应用,结构分析理论的不断进步,施工方法的改进和多样,以及电子计算机技术的普遍提高,使得这一古老的桥型唤发了新的活力。在这短短的年间,斜拉桥有了飞速的发展,其跨径记录被不断刷新,成为~跨径范围内最有竞争力的桥型之一,特别是叠合梁斜拉桥更是向缇锻我国斜拉桥的发展紧跟世界潮流,设计和施工技术不断提高。从年四川省云阳县的第一座跨径为母纸罨炷列崩趴J迹甏巯纸届工的济南黄河大桥,年代具有代表性的上海南浦、杨浦大桥叠合梁斜拉桥的出现,特别是进入世纪后一批更大跨径斜拉桥的诞生,将我带入到世界斜拉桥的先进行列。随着技术的进步、时代的发展,今后斜拉桥的发展将主要表现在以下几个方近年来,钢材料造价的降低,使得桥面结构轻型化成为可能,设计者可以根据桥址的地形、环境等条件选择更加合理的桥面系。在大跨径的跨江、跨海斜拉桥设计中更多地采用叠合梁和混合梁,从而有效地减轻了桥面系重量,提高了跨峁沟亩嘌早期斜拉桥桥塔多采用单柱式,现在则更多的采用魏偷筜形塔,以更好的抵抗索塔所承受的弯矩,同时也提高了抗振能力;材料上也从先前的钢结构桥塔,进一步发展到混凝土塔结构。至破坏,从而造成斜拉桥的发展长期停滞不前。进入世纪后半叶以来,随着琶媲嵝突越能力。面:
§问题的提出和研究目的目前斜拉桥施工通常采用悬臂法——以主塔为中心,主梁与斜拉索对称逐段斜拉索作为斜拉桥最重要的承重构件,抗腐蚀性和耐久性技术将进~步提高;同时,抑制风雨振的阻尼器会更加广泛地被应用于斜拉桥上。随着斜拉桥跨径的不断增加,其结构非线性和抗风抗震性将更加突出,需要对其在施工阶段和运营阶段的动、静力性能进行更为细致、准确的分析,确保桥梁结构的安全性。斜拉桥是由梁、塔和索三个基本的承载构件所组成的组合体系桥梁。由桥塔引出的斜拉索作为梁跨的多点弹性支承,使主梁受力类似于连续梁,从而大大降低了主梁截面弯矩,有效地提高了主梁的跨越能力。斜拉索的存在使得斜拉桥成为高次超静定结构,拉索承受巨大的拉力,将主梁荷载传至主塔,使主塔受到很大的压力;主梁一方面承受斜拉索提供的竖向支承反力,另一方面还受到斜拉索水平分力产生的轴向压力;所以斜拉索索力的大小对整个结构的影响很大,而且最终索力是通过在施工过程中进行的有限次张拉后确定的。因此,索力成为影响斜拉桥受力的一个核心因素。悬臂簏工,直至合龙成桥。在整个旌工过程中,斜拉索逐根、逐段分次张拉,结构体系受力状态不断变化,索、梁、塔间相互影响,从而决定了拉索索力的确定与施工状态以及成桥状态都密切相关。由此,斜拉桥设计计算的难点与重点就在于如何进行索力优化来确定理想成桥状态和合理旌工状态。通常将斜拉桥的设计计算工作分两步进行:理想成桥状态的确定和合理施工预期的理想受力状态:而且有了既定的理想成桥状态,又怎么样确定相应的台理施工状态,一方面保证施工过程中结构的受力安全,另一方面成桥时又满足设计的理想成桥目标。由于斜拉桥结构的特殊性以及施工过程的复杂性,使得以上二类问题的解决成为关键。当根据设计要求确定了理想成桥状态,明确了施工步骤中的合理施工状态,那么就得到了整个斜拉桥在各个旋工阶段和正常运营阶段下峁狗治龅慕状态的确定。这样就首先提出了何为理想成桥状态,又如何确定斜拉索索力达到餍滦突
§国内外的研究现状结构的内力应力、变形的理论轨迹,保证了设计计算的完整性,同时也为斜拉桥的施工监控建立了理论依据和实现目标。斜拉桥成桥恒载内力分布好坏是衡量结构设计优劣的重要标准之一。对于混凝土斜拉桥,由于混凝土收缩、徐变的影响