混凝土开口薄壁截面拱桥平转施工控制技术研究

论文摘要

开口薄壁截面拱桥转体施工是一种新的施工工艺,转体的技术难度、施工风险与桥梁跨径和半跨转动体系重量有重大关系,除精心设计、施工外,合理完善的监测监控系统是转体顺利实施的重要保障。同时对此种工艺进行分析研究更能促进转体施工技术发展和完善。本文以贵州花江大桥为工程背景,基于施工监控的关键阶段进行计算分析与判断,根据计算分析结果指导现场施工监控,通过现场监测,提供了大量有效而准确的数据,为同类型桥梁的施工控制提供了有利的参考。研究的主要内容如下:(1)根据开口薄壁截面拱桥的施工特点阐述了该桥的施工工艺流程,并结合工程实例对该桥监控的重点和难点内容进行了分析。(2)根据平转桥设计原理,本文提出结构重心计算的“弹性支撑法”,运用该方法对转动体系的重心进行了建模计算与参数分析,以及对该桥转动体系进行了配重调整重心,并将转动体系的重心基本调整到位。(3)运用MIDAS和ANSYS分别对该桥进行静力分析和稳定性分析。在转体结构张拉脱架阶段,分析了索力的计算方法,并得到其索力值;以及对拱圈、背墙的受力、变形规律、主要影响因素和上转盘的局部应力进行了分析,并研究了动力效应对拱圈受力特性的影响和脱架阶段拱圈的稳定性,为现场施工提供了有利的理论指导。(4)在理论计算指导下,对各工况下索力和拱圈、背墙等的关键截面应力、线形进行重点监测,实测数据分析表明,转体过程平稳,实测、理论线形偏差小、关键截面应力分布合理,进而表明本文对花江大桥采用的监控方法是合理科学的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁转体施工概述
• 1.2 桥梁施工监控概述
• 1.3 国内外转体施工的发展现状
• 1.4 砼开口薄壁截面拱桥施工工艺特点及发展现状
• 1.5 问题的提出
• 1.6 本文主要研究内容
• 第二章 砼开口薄壁截面拱桥平转施工流程及监控要点
• 2.1 工程慨述
• 2.2 施工工艺流程
• 2.2.1 施工技术方案简介
• 2.2.2 主要施工步骤
• 2.2.3 主要施工措施
• 2.3 施工监控的要点
• 2.3.1 转动体系重心位置计算
• 2.3.2 索力的确定
• 2.3.3 背墙的受力安全
• 2.3.4 上转盘的受力安全
• 2.3.5 开口薄壁拱肋的受力及变形
• 2.3.6 开口薄壁拱肋的稳定
• 2.3.7 现场监测监控的实施
• 2.3.8 磨心、磨盖的制作与监测
• 2.4 本章小结
• 第三章 砼开口薄壁截面平转拱桥的重心计算方法及应用研究
• 3.1 引言
• 3.2 配平衡重平转桥的设计原理
• 3.3 模型的建立与计算
• 3.4 计算结果与实测对比及参数分析
• 3.4.1 计算结果
• 3.4.2 现场实测检验
• 3.4.3 参数影响分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 平转施工阶段的静力及稳定性分析
• 4.1 引言
• 4.2 施工过程模拟计算方法简介
• 4.3 稳定理论
• 4.3.1 稳定性概念
• 4.3.2 稳定问题计算方法
• 4.4 有限元模型的建立与计算
• 4.4.1 花江大桥静力模型的建立
• 4.4.2 花江大桥稳定性研究模型的建立
• 4.5 索力的计算分析
• 4.6 拱圈受力及变形分析
• 4.6.1 理想状态受力及变形结果分析
• 4.6.2 温度、扣索对拱圈的影响分析
• 4.7 背墙受力及变形分析
• 4.7.1 理想状态受力及变形结果分析
• 4.7.2 考虑索力对背墙受力的影响
• 4.7.3 背墙受力分析结果汇总
• 4.8 上转盘受力分析
• 4.8.1 上转盘受力分析结果汇总
• 4.9 转体施工过程动力效应对拱圈受力的影响
• 4.10 结构稳定性分析
• 4.10.1 计算结果
• 4.10.2 影响因素分析
• 4.11 本章小结
• 第五章 平转施工的监测实施
• 5.1 转体合龙前的施工监测
• 5.1.1 位移监测
• 5.1.2 应力监测
• 5.1.3 索力监测
• 5.2 二期砼浇筑过程的施工监测
• 5.2.1 二期混凝土浇筑顺序
• 5.2.2 位移监测
• 5.2.3 应力监测
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录