飞鸟式钢管混凝土拱桥施工过程分析及施工控制

论文摘要

近年来,钢管混凝土拱桥以其优美的外观造型和独特的结构性能在我国得到了空前的发展,因其具有自重轻、强度大、承载能力大、抗变形能力强等优点,能综合满足修建桥梁所需要的用料省、安装简便、自重轻、承载能力大等诸多要求,是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。钢管混凝土拱桥在其施工过程中,结构受力变化比较大,并且拱肋线形对拱桥来讲十分重要,为了保证最终的成桥线形和受力满足要求,必须在施工过程中对钢管混凝土拱桥进行施工监控。本文以湖北省兴山县高阳大桥为背景,研究了钢管混凝土拱桥在施工和控制技术中的各种相关问题,包括钢管混凝土拱桥的施工工艺,施工阶段的仿真计算分析,及施工过程中结构变形、应力等的监测和控制。主要内容如下：(1)介绍了高阳大桥的施工工艺,并对高阳大桥架设过程中出现的拱脚铰接点上移问题进行了详细的计算分析,得出这种方法在高阳大桥施工过程中是可行的。(2)结合高阳大桥的具体施工过程,采用有限元软件建立模型进行施工全过程的受力仿真分析。首先对高阳大桥缆索吊的索塔偏位进行仿真分析,得出索塔的预偏值,并经过施工的实际操作验证了预偏值的正确性；接着对高阳大桥各个施工阶段拱肋钢管和管内混凝土的应力进行分析,预测出最大的受力位置,为施工监控提供理论依据和理论指导；最后对高阳大桥各个施工阶段的稳定性进行分析,验证了高阳桥设计的施工状态和施工工序是合理的,满足实际施工的要求；基于未知荷载系数的定长扣索法计算得到的扣索索力和预抬高值能满足设计和验收规范等的要求,且更方便施工,不需要反复的调索,减少施工风险,加快施工进度。(3)针对高阳大桥,具体分析了高阳大桥的施工监控内容及监控结果,对比实测值和理论值可以看出,高阳大桥在施工监控过程中的应力和线形是满足要求的,理论和实际吻合；详细阐述了钢管混凝土拱桥施工监控过程中造成施工误差的因素,并针对这些误差提出了相应的应对策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢管混凝土拱桥概况
• 1.1.1 钢管混凝土的结构特点
• 1.1.2 钢管混凝土结构的理论与研究现状
• 1.1.3 钢管混凝土拱桥的应用与发展
• 1.1.4 存在的问题
• 1.2 问题的提出
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 高阳大桥施工方案分析
• 2.1 钢管混凝土拱桥施工工艺概述
• 2.2 高阳大桥工程概况
• 2.3 高阳大桥钢管拱肋的架设
• 2.4 高阳大桥施工方案调整前后计算分析
• 2.5 小结
• 第三章 高阳大桥施工过程分析
• 3.1 高阳大桥缆索吊装系统分析
• 3.1.1 缆索系统简介
• 3.1.2 缆索吊装系统结构分析
• 3.2 高阳大桥施工阶段分析
• 3.2.1 施工阶段的计算方法
• 3.2.2 施工阶段的有限元模拟
• 3.2.3 施工阶段的受力分析
• 3.2.4 施工阶段的稳定性分析
• 3.3 高阳大桥拱肋吊装阶段扣索索力的计算
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 零弯矩法
• 3.3.3 零位移法
• 3.3.4 定长扣索法
• 3.3.5 高阳大桥扣索索力计算
• 3.4 小结
• 第四章 钢管混凝土拱桥施工控制
• 4.1 概述
• 4.2 施工控制的国内外研究现状
• 4.3 高阳大桥施工控制的目的和原则
• 4.4 施工过程中结构变位、应力、应变和温度观测
• 4.5 线形监控结果
• 4.6 应力监控结果
• 4.7 施工控制的影响因素
• 4.8 降低误差的方法
• 4.9 小结
• 结论与展望
• 研究结论
• 研究展望
• 参考文献
• 致谢