斜拉桥换索技术研究

论文摘要

随着斜拉桥建设技术的日趋成熟,结构的跨度在不断的增大的同时结构柔性也在逐渐变大,加之各种外界因素对斜拉桥拉索的腐蚀,结构的使用寿命和安全性能都面临巨大挑战,对于过去已经建成的斜拉桥,斜拉索的破坏对结构产生的安全隐患只能通过更换拉索来得到解决,因此对于斜拉桥换索工程的研究成为近年来工程领域广泛关注的课题。对斜拉桥进行斜拉索的更换,是消除斜拉桥内在安全隐患的主要方法,同时也是改善结构线性和内力的途径之一,斜拉桥换索工程应当合理的选择目标优化状态,以最小余能法为例,该方法通过控制换索后结构产生的弯曲应变能最小为目标,确定合理的优化索力,而拉索张拉控制力可以通过影响矩阵法计算得出,本文结合实际工程,进行换索设计计算,通过设定合理的优化目标,将斜拉桥施工分析中的索力调整影响矩阵法灵活运用于斜拉桥换索设计计算中,并进行模拟换索施工,对比以往换索工程普遍采用的全桥对称换索,提出交替更换拉索的方式,对换索过程中内力标高等变化情况做出研究分析,给出2种不同的换索工况下各自的利弊,并结合大量斜拉桥换索实例,对换索工程的施工监控技术进行了介绍与研讨,归纳总结出斜拉桥换索工艺总体流程,对工程重点、难点提出解决方案。最后,以重庆石门大桥换索工程实例做对照,说明该换索工艺流程的研制是合理的可行的,可为类似工程提供一定的参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥的起源发展状况
• 1.2 斜拉桥分类及特点
• 1.3 斜拉桥使用现状及换索桥例
• 1.4 斜拉桥的发展趋势及思考
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 斜拉桥换索原因及目的
• 2.1 斜拉索的腐蚀损伤机理
• 2.2 斜拉索的防护对策
• 2.2.1 拉索本身的防护
• 2.2.2 锚具的防护
• 2.2.3 针对各种拉索振动的防护
• 2.3 斜拉索的安全评定
• 2.3.1 评定的目的
• 2.3.2 斜拉索的评定方法
• 2.4 小结
• 第三章 换索过程分析理论及优化原理
• 3.1 斜拉桥换索理论概述
• 3.2 斜拉桥结构受力分析
• 3.3 索力优化的基本原理
• 3.4 现有的索力优化方法途径
• 3.4.1 内力平衡法
• 3.4.2 指定应力法
• 3.4.3 零位移法
• 3.4.4 弯曲能量最小法
• 3.4.5 索力优化的影响矩阵法
• 3.4.6 应力平衡法
• 3.4.7 用索量最小法
• 3.5 基于索力优化原理的增量求解法
• 3.6 影响矩阵调索法在换索工程中的应用
• 3.7 换索过程控制原则
• 3.8 换索中的调索设计计算示例
• 3.8.1 工程概况
• 3.8.2 结构模型的建立
• 3.8.3 换索后目标状态的拟定
• 3.8.4 换索调索索力增量的求解方法
• 3.8.5 拉索更换控制分析
• 3.9 小结
• 第四章 斜拉桥换索工艺流程设计
• 4.1 斜拉桥状态评估及换索必要性分析
• 4.2 斜拉桥换索前技术指标检测
• 4.2.1 斜拉索索力的测试
• 4.2.2 斜拉桥桥面标高测试
• 4.3 换索目标确定及索力优化
• 4.3.1 斜拉桥合理成桥状态的确定
• 4.3.2 索力优化设计与分析
• 4.4 换索施工方案的制定
• 4.5 换索施工组织设计
• 4.5.1 换索施工原则
• 4.5.2 换索施工总体流程
• 4.5.3 换索预备工作
• 4.5.4 换索施工的监控
• 4.6 施工过程数据的反馈与修正
• 4.7 索力调整的回归分析法
• 4.8 换索完成后技术指标评定
• 4.9 小结
• 第五章 斜拉桥换索实施技术要点及实例
• 5.1 斜拉桥换索实施技术要点
• 5.2 重庆石门大桥换索实例
• 5.3 换索分析的模型建立原则和假设
• 5.4 换索施工方案的设计
• 5.4.1 施工总体安排
• 5.4.2 拉索更换顺序的确定
• 5.4.3 换索施工测量方案
• 5.4.4 施工工艺流程介绍
• 5.5 换索过程各项技术指标监测控制
• 5.5.1 监测控制的要求
• 5.5.2 换索过程索力变化的监控分析
• 5.5.3 换索过程桥面控制点标高的监测
• 5.5.4 各控制截面应力监测
• 5.5.5 塔顶顺桥向水平位移测定
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果