斜拉桥的合理成桥索力和施工阶段索力控制

论文摘要

斜拉桥的主要组成部分是主梁、斜拉索和索塔,是一种桥面体系主要受压,索体系受拉的桥式。其桥面体系由加劲梁构成,其支承体系由钢索组成。斜拉桥主梁、主塔受力对索力大小很敏感,而斜拉索索力可以调节,故斜拉桥的设计存在一个通过优化成桥索力来优化斜拉桥成桥内力的合理成桥受力状态确定问题。成桥受力状态确定可以不考虑施工过程,以成桥状态的受力体系为分析对象,通过对成桥索力的调整来获得一个合理的成桥状态。而本文正是需要解决这两个方面的问题:其一为什么样的成桥状态是合理的;其二为如何调整成桥索力来获得已定好的合理成桥状态。在斜拉桥的结构计算中,确定成桥目标状态和施工目标状态是两项至关重要的工作,通常是先确定成桥目标状态,然后以成桥目标状态为基础根据施工工序确定各施工目标状态。本文通过对重庆忠县长江大桥斜拉桥施工模拟计算,对斜拉桥在设计优化阶段对斜拉桥索力进行了优化,使其对桥塔,主梁,索等桥的各个方面(包括弯矩,挠度,应力,位移等等)的受力情况更合理,并对施工过程中出现的个方面问题进行的分析解决。主要开展了一下几个方面的工作:(1)对各种合理成桥的方法的对比,通过一种方法使斜拉桥更好的受力,使其得到最大的优化。通过对主梁的应力,位移,弯矩等各方面进行对比,来得到结果。(2)确定合理施工状态的计算方法有:倒拆法,正装迭代法,无应力状态法。通过这三种方法的对比,可以知道彼此的优点和存在的不足。并对正装迭代法计算中的问题进行了分析和考虑,如混凝土收缩、徐变问题和结构几何非线性问题。(3)对斜拉桥施工过程的节段索力和全桥索力进行了特别的研究。并对施工实测值和设计值进行对比,对施工中出现的问题进行解决。以保证施工过程中结构的安全。(4)如何减少索力在设计过程中和施工过程中的误差,是今后考虑的一个主要问题,至于索力优化问题,相信随着科学技术的发展,会得到一种更好的方法,会使结构受力更合理。通过以上问题的分析考虑,能为今后斜拉桥的建设提供一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 斜拉桥的发展概述
• 1.1.1 斜拉桥的特点
• 1.1.2 斜拉桥的结构体系
• 1.2 问题的提出
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 合理的成桥状态目标的确定
• 2.1 索力优化的基本思想
• 2.2 斜拉桥索力优化的方法
• 2.3 合理成桥受力状态的方法
• 2.3.1 最小弯曲能量法
• 2.3.2 影响矩阵法
• 2.4 工程实例
• 2.4.1 桥梁概况
• 2.4.2 结构特点
• 2.4.3 分步算法
• 2.4.4 计算结果
• 2.5 结论
• 第3章 确定合理施工状态的计算方法及需考虑的问题
• 3.1 确定合理施工状态的计算方法
• 3.1.1 倒拆法
• 3.1.2 正装迭代法
• 3.1.3 无应力状态法
• 3.2 正装法计算中需考虑的问题
• 3.2.1 正装计算法中混凝土收缩、徐变问题
• 3.2.2 正装法计算中结构几何非线性问题
• 3.3 结论
• 第4章 施工过程中索力的确定
• 4.1 斜拉桥张拉次数的理论
• 4.2 索力的测量原理
• 4.3 主梁预拱度的设置
• 4.4 工程实例
• 4.4.1 桥梁概况
• 4.4.2 施工概述
• 4.4.3 索力张拉方案的确定
• 4.4.4 牵索挂篮的模拟计算
• 4.4.5 计算模型
• 4.4.6 施工过程的索力确定
• 4.5 结论
• 第5章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文