贝雷拱架在大跨拱桥施工中的应用研究

论文摘要

在我国公路桥梁系列中,拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势,而成为历史最悠久、竞争力极强的桥梁形式之一。近年来,随着我国交通事业的快速发展,需要修建更多的大跨度桥梁以跨越江河海峡等。桥梁施工控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分,而且也是实施难度相对较大的部分。且大跨度桥梁的施工过程控制是确保施工质量和安全的重要环节,是确保成桥状态符合设计要求的重要措施。本文以贵州省通达大桥为工程背景,在总结多种施工方法的基础上,我们在大跨度钢筋混凝土拱桥主拱圈的施工中采用了贝雷钢桁拱架施工的新方法。具体开展了以下几个方面的工作:1.缆索吊装、斜拉扣挂悬拼法是拱架施工方法中的一种新方法,本文详细介绍了贝雷钢桁拱架采用该方法合拢的细节和注意事项,实践证明该施工方法安全、可靠、合拢精度高、悬拼施工时间短,能够较好地解决大跨度拱桥采用拱架施工中遇到的问题,为同类大跨度多节段拱桥的施工积累了经验,具有较高的推广应用价值。2.通过水箱荷载试验对拱架进行预压,消除拱架的非弹性变形,并将实测的挠度值和应力值与理论计算值进行分析比较。根据实测结果,对混凝土主拱圈浇筑过程中可能出现的问题具有预测和理论指导作用。根据拱圈荷载试验的数据表明,通达大桥贝雷钢桁拱架拼装精确,整体性较好,其承载能力可以满足箱形拱圈混凝土浇筑的需要。证明了本桥主拱圈浇筑采取贝雷钢桁拱架是安全可行的。3.采用弹性-刚性支承法对扣索索力进行计算。详细推导了弹性-刚性支承法的基本原理,最后应用这种方法与有限元法在通达大桥拱架施工中做对比分析,两种方法能得到相接近的结果,利用该方法可以解决桥梁控制中采用斜拉扣挂施工的索力计算问题,而且简单可靠。其特点是在计算索力的同时也给出了拱圈的预抬量,不但可以提高计算精度还可以避免反复计算节约时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 拱桥发展概述
• 1.2 拱桥施工方法概述
• 1.2.1 有支架施工
• 1.2.2 缆索吊装施工
• 1.2.3 劲性骨架施工
• 1.2.4 转体施工法
• 1.3 国内外施工控制研究概况
• 1.4 施工控制的意义
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 施工控制模型与现场监测系统
• 2.1 引言
• 2.2 课题背景
• 2.2.1 工程概况
• 2.2.2 拱架架拼装与吊装
• 2.2.3 卸扣
• 2.2.4 拱架预压
• 2.3 施工控制流程
• 2.4 控制计算模型的建立
• 2.5 现场监控系统
• 2.6 施工监测的目的
• 2.6.1 理论计算
• 2.6.2 拱架施工过程结构几何形态、应力、扣索索力观测
• 2.7 小结
• 第三章 钢桁拱架施工控制分析
• 3.1 引言
• 3.2 施工阶段划分
• 3.3 几何形态监测
• 3.4 应力监测
• 3.5 本章小结
• 第四章 扣索索力计算
• 4.1 引言
• 4.2 现有悬拼拱桥扣索力的确定方法
• 4.2.1 静力平衡法
• 4.2.2 定长扣索法
• 4.2.3 零位移法
• 4.2.4 弹性-刚性支承法
• 4.3 运用弹性-刚性支承法确定通达大桥的扣索索力和拱架的预抬高量
• 4.3.1 计算分析
• 4.3.2 有限元发和弹性-刚性支承法对比
• 4.4 小结
• 第五章 拱圈浇筑控制分析
• 5.1 概述
• 5.2 施工方案
• 5.3 施工工艺
• 5.3.1 钢筋制作和模板安装
• 5.3.2 混凝土浇筑
• 5.3.3 混凝土养护
• 5.4 施工工艺
• 5.5 主拱圈控制
• 5.5.1 挠度的控制
• 5.5.2 应力的控制
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢