飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋施工控制計算與控制措施研究.pdf

1、大跨徑飛燕式鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)形成過程復(fù)雜，工序繁多，作為一種自架設(shè)體系結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系在施工過程中不斷變化。施工監(jiān)控的研究對結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全、運行期間行車的舒適度以及結(jié)構(gòu)使用的耐久性都有重要影響。本文以正在建設(shè)中的主跨507m合江長江公路大橋為依托工程，對大跨徑飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋施工控制計算、控制措施以及施工方案的優(yōu)化展開研究。本文的主要工作如下:
　　(1)論述了橋梁施工控制的發(fā)展歷程，對鋼管混凝土拱橋施工控制技術(shù)

2、進(jìn)行了總結(jié)。明確了500m級飛燕式鋼管混凝土拱橋的施工控制思路，并指出對其開展施工監(jiān)控工作的內(nèi)容和難點所在。
　　(2)采用空鋼管一次落架再進(jìn)行后續(xù)加載的正裝分析方法，對拱肋的無應(yīng)力線形進(jìn)行了研究。并分析了其預(yù)拱度的設(shè)置規(guī)律和分配方式，對溫差效應(yīng)、管內(nèi)混凝土收縮徐變和幾何非線性效應(yīng)等撓度影響因素進(jìn)行了討論，指出各因素對其成橋線形影響權(quán)重，然后探討了制造線形偏差對成橋內(nèi)力分布的影響規(guī)律。以彎曲應(yīng)變能作為評判指標(biāo)，比較幾種不同預(yù)拱度設(shè)

3、置方法的特點和規(guī)律。
　　(3)以無應(yīng)力狀態(tài)法為理論基礎(chǔ)，對拱肋吊裝過程的索力控制計算展開研究。以一個簡單的斜拉扣掛結(jié)構(gòu)為算例，說明了無應(yīng)力狀態(tài)法在拱肋吊裝過程中的計算方法。指出在多節(jié)段拱肋吊裝施工中，對于同一拆索后的成拱目標(biāo)線形，其吊裝過程控制線形不唯一的原因。并采用優(yōu)化算法對吊裝過程扣背索索力進(jìn)行計算，提出了扣索一次張拉和體系轉(zhuǎn)換階段調(diào)索兩種不同的施工方案。對比了不同索力歷程下其成拱線形差異，指出扣索作為臨時結(jié)構(gòu)，不會影響永久

4、結(jié)構(gòu)合龍拆索后的線形。并通過調(diào)整無應(yīng)力狀態(tài)量參數(shù)的方法，分析拱肋吊裝過程中其有限元計算誤差產(chǎn)生的成因。
　　(4)飛燕式鋼管混凝土拱橋的施工中存在系桿分次張拉和邊跨混凝土分環(huán)分段澆筑的過程。為了對施工過程進(jìn)行方案優(yōu)化，討論了邊跨和主跨的加載過程受力性能。提出了系桿張拉力和張拉順序的優(yōu)化方案，其原理是以系桿張拉力作為施調(diào)向量，通過合理簡化施工過程中系桿張拉力對控制目標(biāo)的影響矩陣，將系桿張拉力控制在約束條件下的可行域內(nèi)。優(yōu)化后的系桿張