高速铁路钢桁梁斜拉桥施工过程仿真分析与塔梁同步施工可行性研究

论文摘要

近年来,随着高强度材料的使用,结构分析方法的进步以及施工手段的改善,大跨度铁路斜拉桥得到了迅速发展和广泛应用,其施工及控制过程极其复杂,越来越收到学术界和工程界的广泛关注,也给斜拉桥施工控制带来了许多新的课题,其中斜拉桥施工控制过程的仿真分析计算是确定斜拉桥静力状态的主要手段,也是斜拉桥施工控制的主要工作之一。本文的主要工作如下：1、通过现有资料的广泛阅读和整理,论述了大跨度铁路斜拉桥的发展概况和趋势及性能特点,并介绍了施工控制的主要内容和仿真分析的方法；2、基于南广铁路郁江双线特大桥,阐述了两种不同的施工方案,并对两者的特点和区别进行了探讨；3、确定斜拉桥合理的成桥状态是施工控制仿真分析计算的关键,论文采用最小弯曲能量法和正装法确定了合理的成桥状态,并进行施工阶段分析计算,得到各个阶段下的主梁的内力、位移、应力、主塔偏移以及拉索的内力、应力；4、选择具有代表性的施工阶段进行研究,对仿真计算的结果进行了详细分析,总结了斜拉桥在施工过程中的一些变化规律,为实施施工控制提供一定的理论基础；在文章的最后,对塔梁同步施工方案和悬臂施工方案进行详细分析比较,验证了变更方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铁路斜拉桥的发展概况
• 1.1.1 斜拉桥的概况
• 1.1.2 铁路斜拉桥的性能特点
• 1.1.3 斜拉桥的发展
• 1.2 施工控制概述
• 1.2.1 斜拉桥施工特点
• 1.2.2 施工控制工作内容
• 1.2.3 施工控制原则
• 1.3 施工控制未来的发展趋势
• 1.4 本文研究的主要内容、目的和意义
• 第二章 斜拉桥施工过程仿真分析方法
• 2.1 施工过程分析方法
• 2.1.1 正装法
• 2.1.2 倒拆法
• 2.1.3 无应力状态控制法
• 2.2 施工控制结构分析方法
• 2.2.1 有限元法
• 2.2.2 解析法
• 第三章 南广铁路郁江双线特大桥施工过程仿真计算
• 3.1 工程背景
• 3.1.1 结构特点
• 3.1.2 主要技术标准
• 3.2 悬臂施工方案和塔梁同步施工方案的特点及区别
• 3.2.1 悬臂施工方案特点
• 3.2.2 塔梁同步施工方案特点
• 3.2.3 两种方案的区别
• 3.3 施工阶段计算模型的建立
• 3.3.1 主梁的模拟
• 3.3.2 主塔的模拟
• 3.3.3 拉索的模拟
• 3.3.4 边界条件的模拟
• 3.3.5 混凝土收缩与徐变的模拟
• 3.3.6 施工阶段计算模型的建立
• 3.4 塔梁同步施工方案下斜拉桥仿真计算结果分析
• 3.4.1 合理的成桥状态概述
• 3.4.2 确定合理成桥状态
• 3.4.3 确定全桥索力状态
• 3.4.4 合理成桥状态下仿真计算结果
• 3.4.5 施工阶段仿真计算结果
• 3.4.6 中跨合拢前的理论计算
• 3.4.7 中跨钢梁合拢调整措施
• 3.5 本章小结
• 第四章 悬臂施工与塔梁同步施工方案仿真计算结果对比
• 4.1 支反力比较
• 4.1.1 成桥状态下各墩支反力
• 4.1.2 运营状态下最小支反力
• 4.2 主塔塔顶顺桥向位移与弯矩比较
• 4.2.1 成桥状态下主塔塔顶顺桥向位移比较
• 4.2.2 成桥状态下主塔弯矩比较
• 4.3 钢桁梁应力对比
• 4.4 钢桁梁上下弦杆弯矩对比
• 4.5 下弦杆节点竖向位移比较
• 4.6 索力比较
• 4.7 拉索初张力及拉索应力比较
• 4.7.1 施工阶段拉索初张力比较
• 4.7.2 成桥状态下拉索应力比较
• 4.8 施工阶段应力比较
• 4.8.1 主塔浇筑阶段的应力
• 4.8.2 上二恒阶段钢梁应力
• 4.9 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 需要进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文及参加的科研项目