大跨度钢管混凝土拱桥受力与施工控制分析研究

论文摘要

钢管混凝土拱桥是我国近二十年来桥梁建设发展的新技术,具有自重轻、强度大、跨越能力强等优点,它较好地解决了修建大跨度桥梁所需求的用料省、安装质量轻、施工简便、承载能力大等诸多矛盾,是大跨径拱桥一种比较理想的结构形式,在现代桥梁中占有重要地位。为了保证钢管混凝土拱桥的结构安全、提高施工质量,必须在整个施工过程中采用多种手段对桥梁结构进行受力分析和施工监控。桥梁施工监测控制作为桥梁施工技术的重要组成部分,它以设计成桥状态为实现目标,在整个施工过程中,通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境状况,获得桥梁结构实际状态与理想状态的差异,运用理论知识对误差进行调整,最终达到桥梁结构成桥状态满足设计和施工规范的要求。施工控制的前提是必须在大桥施工前,根据拟定的施工顺序开展详细的理论分析,分析结果是施工控制的监控目标。论文主要内容有：扼要介绍了钢管混凝土拱桥发展概况、施工方法与施工监控理论；着重分析了钢管混凝土拱桥施工、成桥阶段的内(应)力、变形和稳定,考虑到钢管混凝土拱桥目前多采用无支架缆索吊装法施工,为此,总结了目前计算扣索索力、吊杆立柱的下料长度等方法。最后,以新龙门大桥为工程依托,详细地开展了新龙门大桥受力分析和施工控制前期分析工作,论文所得结果为后期大桥的施工控制提供了控制目标和理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 拱桥发展概况
• 1.2 钢管混凝土拱桥发展现状
• 1.3 钢管混凝土拱桥施工方法与施工控制现状
• 1.3.1 钢管混凝土的施工方法
• 1.3.2 施工控制的发展现状
• 1.4 课题提出的背景和研究的意义
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 大跨度钢管混凝土拱桥受力分析
• 2.1 概述
• 2.2 钢管混凝土的材料性能
• 2.3 钢管混凝土拱桥施工阶段受力与变形分析
• 2.3.1 施工阶段应力分析
• 2.3.2 施工稳定性分析
• 2.3.3 施工过程局部受力问题
• 2.3.4 施工过程中温度的影响
• 2.4 钢管混凝土拱桥成桥阶段受力分析
• 2.4.1 单肢钢管混凝土构件承载力计算
• 2.4.2 格构式钢管混凝土构件承载力计算
• 2.4.3 缀条或缀板的计算
• 2.4.4 钢管混凝土拱桥的变形计算
• 2.4.5 钢管混凝土拱桥混凝土收缩、徐变分析
• 2.5 钢管混凝土拱桥稳定性分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 大跨度钢管混凝土拱桥施工控制内容与计算
• 3.1 钢管混凝土拱桥施工控制主要内容
• 3.1.1 施工控制前期计算
• 3.1.2 挠度观测
• 3.1.3 应力控制
• 3.1.4 温度控制
• 3.1.5 稳定控制
• 3.1.6 安全控制
• 3.2 钢管混凝土拱桥扣索索力计算方法
• 3.2.1 力矩平衡法
• 3.2.2 有限元—零位移法
• 3.2.3 基于优化理论的扣索索力计算方法
• 3.2.4 各种计算方法的优缺点分析
• 3.3 钢管混凝土拱桥拱上立柱或吊杆下料长度分析
• 3.3.1 吊杆理论长度的计算
• 3.3.2 实际下料长度
• 3.4 钢管混凝土拱桥预拱度计算
• 3.5 管内混凝土灌注顺序选择及对拱桥受力的影响
• 3.5.1 管内混凝土灌注顺序的确定
• 3.5.2 管内混凝土灌注顺序对拱桥受力的影响分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 新龙门大桥受力分析和施工控制
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 大桥概况
• 4.1.2 技术指标
• 4.2 新龙门大桥施工与成桥阶段受力分析
• 4.2.1 材料与截面特性
• 4.2.2 单元选择
• 4.2.3 上下弦杆之间的缀板受力分析
• 4.2.4 拱脚实心段受力分析
• 4.2.5 分析工况
• 4.2.6 空钢管成拱阶段钢管内力与变形
• 4.2.7 主拱预拱度的计算
• 4.2.8 钢管与混凝土应力分析
• 4.3 吊杆长度计算
• 4.3.1 吊杆理论长度
• 4.3.2 实际下料长度
• 4.4 新龙门大桥在施工及成桥后的稳定性分析
• 4.4.1 裸拱铰接状态下的稳定性分析
• 4.4.2 裸拱无铰状态下的稳定分析
• 4.4.3 混凝土灌注过程中的稳定分析
• 4.4.4 成桥后的稳定性分析
• 4.5 新龙门大桥索力计算
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文取得的主要成果
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果