宽幅矮塔斜拉桥主梁悬臂施工关键技术的研究

论文摘要

近年来,随着高等级公路建设的迅猛发展,公路桥梁建设规模不断扩大。斜拉桥凭借其自身在经济上优越性的特点发展迅速,不到半个世纪,已普及世界各地。作为近30年来新兴的一种桥梁型式,矮塔斜拉桥凭借自身主塔简单化、轻型化等优点在跨径介于100m-200m之间的桥型中被普遍采用,其出现填补了连续钢构与斜拉桥跨径空白区。而其主梁的施工技术方法是整个桥梁施工的关键控制点。本文以西江特大桥——典型的矮塔斜拉桥为工程实例,重点研究了悬臂施工技术的2个关键点。文章首先介绍了悬臂施工的发展概况并简要介绍了西江特大桥的工程概况。简要介绍了几种典型挂篮的构造及特点,通过对整个工程施工方案进行精心的设计,针对本工程具体特点设计了菱形悬臂施工挂篮。介绍了菱形挂篮的工作原理及传力机理并对整个结构进行了验算,同时利用Ansys建立有限元模型对结构进行了计算。针对设计的菱形挂篮进行了静载实验来试验主桁的承重能力、验证结构受力的合理性、检验挂篮的质量以及试验铰座的抗破坏能力。按拼装程序分行走系统-承重系统-提升系统-底篮系统-模板系统详细讲述了挂篮的加工拼装步骤。在悬臂施工中另一个重要的关键点就是0#块大体积混凝土的浇筑。西江特大桥0#块混凝土方量大,梁宽,悬臂长,宽幅箱梁受混凝土收缩、徐变等因素影响,容易产生裂缝。本文针对具体实际情况提出了0#块支架现浇方案。详细设计了水平托架、模板、钢筋及预应力管道的施工安装,并在文中提出了混凝土浇筑时应采取的防裂措施以防止产生裂缝。在悬臂施工中采用挂篮施工仍是主要趋势。但我国目前生产定型系列化挂篮尚不具备条件,这就为工程师们对挂篮进行改进提供了空间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章绪论
• 1.1 概述
• 1.2 悬臂施工概况
• 1.2.1 悬臂施工在国内、外发展现状
• 1.2.2 悬臂施工的发展趋势
• 1.2.3 悬臂施工工艺的研究
• 1.3 矮塔斜拉桥的发展概况及特点
• 1.3.1 矮塔斜拉桥的起源
• 1.3.2 国内外发展概况
• 1.3.3 矮塔斜拉桥特点
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 西江特大桥工程简介
• 2.1 工程概况
• 2.2 主要技术标准
• 2.3 沿线自然地理概况
• 2.3.1 地形、地貌
• 2.3.2 气候
• 2.3.3 水文
• 2.3.4 地质情况
• 2.4 桥型结构
• 2.4.1 主桥桥型及桥跨布置
• 2.4.2 结构体系
• 2.4.3 主桥上部结构
• 2.4.4 主桥下部结构
• 2.5 主梁合理合拢工艺
• 2.5.1 先次边跨后中跨合拢
• 2.5.2 先中跨后次边跨合拢
• 2.5.3 不同合拢工艺对比
• 2.5.4 总结
• 2.6 本章小结
• 第三章 西江特大桥挂篮的设计
• 3.1 几种典型挂篮的构造和特点
• 3.1.1 挂篮的构造及特点
• 3.1.2 优缺点分析
• 3.2 挂篮型式的思考与展望
• 3.3 本工程挂篮设计及特点
• 3.3.1 本工程挂篮构造
• 3.3.2 菱形挂篮的主要技术特点
• 3.3.3 挂篮主要设计参数
• 3.3.4 挂篮工作原理及各构件传力机理
• 3.3.5 挂篮设计计算
• 3.4 挂篮结构有限元计算与分析
• 3.4.1 计算内容
• 3.4.2 计算模型
• 3.4.3 计算参数取值
• 3.4.4 载荷情况
• 3.4.5 内力计算结果
• 3.4.6 变形计算结果
• 3.4.7 计算结果分析与结论
• 3.5 本章小结
• 第四章 挂篮试验及施工拼装
• 4.1 挂篮试验
• 4.1.1 挂篮静载试验对象
• 4.1.2 挂篮静载试验目的
• 4.1.3 挂篮静载试验原理
• 4.1.4 菱形桁架对拉试验
• 4.1.5 挂篮整体试验
• 4.1.6 铰座抗破坏试验
• 4.2 挂篮的拼装
• 4.2.1 加工制作
• 4.2.2 组装试拼
• 4.2.3 现场拼装
• 4.3 钢筋、混凝土及预应力施工
• 4.3.1 钢筋安装的顺序
• 4.3.2 预应力管道
• 4.3.3 混凝土施工
• 4.4 本章小结
• 第五章 0#段支架施工技术的研究
• 5.1 0#段工程概况
• 5.1.1 0#段概况
• 5.1.2 施工方案简述
• 5.1.3 重点、难点
• 5.2 0#段悬臂托架构造及演算
• 5.2.1 水平悬臂托架构造
• 5.2.2 水平托架检算
• 5.3 0#段施工
• 5.3.1 支架施工
• 5.3.2 水平托架的安装
• 5.3.3 安装底模及侧模
• 5.3.4 绑扎底板、腹板钢筋及布置预应力筋管道
• 5.3.5 安装腹板内模、横隔板模板及底板、腹板端模
• 5.3.6 绑扎顶板钢筋及顶板预应力管道
• 5.3.7 安装端模及翼板侧模
• 5.4 混凝土施工
• 5.5 预应力张拉
• 5.5.1 张拉流程
• 5.5.2 张拉施工注意事项
• 5.5.3 封锚及压浆
• 5.6 混凝土防裂措施
• 5.7 本章小结
• 第六章结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录