负角度竖转法拱桥转动铰的性能分析及施工方法研究

论文摘要

在修建大跨度拱桥中,施工技术是关键。过去长期采用拱架施工法,随着无支架施工技术的发展,扩大了拱桥的使用范围,提高了它在大跨度桥梁中的竞争能力。近年来世界上所采用的拱桥无支架施工方法有缆索吊装法、悬臂施工法、劲性骨架法、转体施工法等。由于自身的优点,转体施工法越来越多的被应用到桥梁建设中来,转体施工的技术也越来越成熟,给我国的桥梁建设带来了很好的经济和社会效益。本文以万盛藻渡大桥为依托工程,系统研究和探讨了负角度竖转钢-砼组合拱桥转动铰的构造、受力和制作安装工艺及其特点。对施工阶段转动铰建立了局部有限元模型,并对其受力性能进行较深入的理论分析,提出一套比较完善的适合于负角度竖转施工下拱桥转动铰的计算方法,在依托工程转动铰的实践中得到了验证。系统地研究了转动铰的制作与安装系列问题,对制作与安装过程中易产生的偏差提出有效的控制方法,可供类似工程参考。深入研究了转动轴的定位误差分析,推导出转动轴定位偏差产生跨中合拢偏差的计算公式。通过平面有限元模型和结构力学方法相结合分析了合拢误差对钢箱拱肋的力学性能影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 几种常见的大跨径拱桥结构形式
• 1.2 拱桥施工工艺简介
• 1.2.1 有支架施工法
• 1.2.2 悬臂施工法
• 1.2.3 劲性骨架施工法
• 1.2.4 缆索吊装施工法
• 1.2.5 转体施工法
• 1.4 负角度竖转施工工艺简介
• 1.5 研究负角度竖转施工工艺下转动铰的现实意义
• 1.6 本文的工程背景
• 1.6.1 技术标准
• 1.6.2 结构特点
• 1.6.3 主要材料
• 1.6.4 施工特点
• 1.7 本文所做的主要工作
• 第二章 转动铰的计算理论
• 2.1 转动铰上座的构造与计算分析
• 2.1.1 直角角焊缝的构造要求
• 2.1.2 直角角焊缝强度计算的基本公式
• 2.1.3 上座耳板尺寸的确定
• 1及轴孔同心圆直径d₂ 的确定'>2.1.4 转动轴轴孔直径d₁及轴孔同心圆直径d₂的确定
• 2.2 转动铰下座的构造与计算分析
• 2.2.1 下座耳板与底边直角角焊缝强度的验算
• 2.2.2 转动铰下座底板尺寸的确定
• 第三章 转动铰接触应力有限元分析
• 3.1 非线性有限元分析的基本理论概述
• 3.1.1 结构非线性概述
• 3.1.2 转动铰接触面问题
• 3.2 有限元分析计算基本步骤
• 3.3 有限元非线性问题求解的基本方法
• 3.4 转动铰有限元模型的建立
• 3.4.1 有限元模型简化
• 3.4.2. 计算及结果分析
• 3.5 局部应力分析——圆孔周边的应力分布
• 第四章 转动铰的制作与安装
• 4.1 转动铰的制作工艺
• 4.1.1 钢构件加工工艺及其方法
• 4.1.2 钢构件加工过程中的质量要求
• 4.1.3 转动铰制作过程中的问题研究
• 4.2 转动铰的安装
• 4.2.1 转动铰下座的安装
• 4.2.2 转动铰上座的安装
• 第五章 转动铰的定位误差及影响分析
• 5.1 转动轴的定位误差对合拢精度的影响
• 5.1.1 平移变位对拱肋跨中合拢精度的影响
• 5.1.2 转角变位对拱肋跨中合拢精度的影响
• 5.1.3 平移变位及转角变位对拱肋合拢精度总的影响
• 5.2 合拢误差对钢箱拱肋受力的影响
• 第六章 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果