开口薄壁箱形拱桥平转施工监控技术研究

论文摘要

转体桥梁的优越性在于它可以适应桥位两岸的地形搭设支架浇注,然后转体就位,对所跨越的河流、湖泊和道路的通畅没有影响。由于其设计和施工相对简单,受力明确,施工工期短,一体化程度高,节约材料并且施工安全等诸多的优点,因而易于掌握、易于推广。本文以贵州小兴浪大桥这一采用开口薄壁箱技术转体拱桥为实际工程背景,运用有限元软件对桥梁结构进行二维和三维建模,对施工过程的不同阶段进行分析判断,得到了行之有效的施工处理办法,对桥梁的实际施工有着必要的指导意义。主要的工作如下:(1)根据国内已完成的转体桥梁工程,广泛查阅收集资料,对开口薄壁箱拱桥的平转施工方法进行深入的了解,对关键施工阶段着重考虑,最终选取拱圈张拉脱架阶段进行了重点的分析,得到了体系控制截面的位移与应力,对实际施工有着必要的参照意义。(2)对于施工中的拱圈,利用有限元理论,对施工阶段和运营阶段的拱圈静力和动力效应进行分析,得到了控制截面上下缘的应力,对其中出现的危险应力作了分析,并提出了解决的办法或注意事项。(3)考虑到扣索巨大的拉力,引起拱圈受压可能的失稳效应。通过计算分析,在不考虑到腹板之间的横向连接的条件下,体系的失稳模态为扭转失稳。(4)在体系成拱之后,二期混凝土的浇筑将会成为监控工作的重点。为了保证拱圈上下缘应力趋于安全,本文建议对二期混凝土浇筑采取分段、对称浇筑的方式。(5)对扣索张拉脱架的上盘进行了有限元分析。背墙、倒锥体的局部应力计算,得到了此关键施工阶段的体系应力状态,对安全监控有着十分关键的意义。通过以上工作本文做出了施工监控应该着重注意的问题,对正在施工的小兴浪大桥具有很好的指导意义。同时对今后我国西部山区同类型桥的设计施工有一定的理论价值和实用意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 我国拱桥发展过程和现状
• 1.1.2 我国拱桥的施工方法
• 1.1.3 我国拱桥的发展方向
• 1.2 转体拱桥的特点和施工方法
• 1.2.1 转体拱桥的特点
• 1.2.2 转体拱桥的施工方法
• 1.3 桥梁施工监控概论
• 1.3.1 桥梁施工监控的重要性
• 1.3.2 桥梁施工监控的现状和发展
• 1.4 问题的提出和本文的研究工作
• 2 贵州小兴浪大桥工程简介
• 2.1 工程概况
• 2.2 施工方案概述
• 2.2.1 施工方法
• 2.2.2 施工步骤
• 2.2.3 主要施工措施
• 3 贵州小兴浪大桥施工监控与监测内容
• 3.1 桥梁施工监控内容
• 3.1.1 几何监控
• 3.1.2 应力监控
• 3.1.3 稳定控制
• 3.1.4 扣索控制
• 3.2 施工监测系统
• 3.2.1 几何形态监测
• 3.2.2 应力监测
• 3.2.3 索力监测
• 3.2.4 温度监测
• 3.3 施工监测方案
• 3.3.1 位移测点布置方案
• 3.3.2 混凝土应力测点布置方案
• 3.3.3 扣索张拉布置方案
• 3.4 磨心、环道监测实施
• 3.4.1 磨心质量控制
• 3.4.2 环道质量控制
• 3.5 本章小节
• 4 贵州小兴浪大桥拱圈静动力分析
• 4.1 贵州小兴浪大桥有限元模型
• 4.1.1 PFR有限元模型的建立
• 4.1.2 MIDAS有限元模型的简介
• 4.1.3 ANSYS有限元模型的简介
• 4.2 施工拱圈应力计算结果
• 4.3 转体过程中动力效应对结构受力的影响
• 4.3.1 动力系数对拱圈应力的影响
• 4.3.2 动力系数对扣索索力的影响
• 4.4 转体体系结构偏心验算分析
• 4.5 运营阶段拱圈应力计算结果
• 4.5.1 应力验算组合
• 4.5.2 抗裂验算组合
• 4.6 施工阶段开口薄壁拱箱的稳定验算
• 4.7 半拱圈二期混凝土浇注控制
• 4.8 拱体脱架目标判断
• 4.9 本章小节
• 5 贵州小兴浪大桥上盘局部应力分析
• 5.1 分析计算
• 5.2 本章小节
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢