大跨度混合梁斜拉桥无应力构形的应用研究

论文摘要

当混合梁式斜拉桥进入大跨度后,研究无应力构形的计算理论与方法及其应用对于桥梁的合理设计、结构的安全以及现场的施工控制有着重要意义。本文以荆岳长江公路大桥为工程背景,基于无应力构形控制的计算理论,运用非线性正装迭代法对大跨度混合梁斜拉桥施工控制中索、塔、梁的施工控制理论和分析方法进行了较为深入进行了较为深入的研究。主要的研究内容如下:(1)阐述了无应力构形的计算理论;介绍了无应力索长,梁、塔单元无应力曲率的计算方法;针对无应力构形控制法中的几何非线性问题,介绍了大跨度斜拉桥几何非线性理论及无应力构形中的几何非线性问题。(2)介绍了确定斜拉桥合理施工状态的各种方法,重点介绍了无应力构形法的基本思想,研究了计算斜拉桥无应力构形的非线性正装迭代法。(3)研究了塔、梁、索单元各自的无应力计算方法,并结合荆岳长江公路大桥的施工过程进行BDCMS计算分析程序正装计算,求解了塔、梁、索的无应力线形。(4)研究了自适应无应力构形控制法误差控制中的误差处理流程,并应用到荆岳长江大桥施工过程中。(5)研究了钢箱梁和斜拉索制作过程中的制作尺寸和制作控制方法,对无应力计算结果转换成为制作尺寸进行了公式推导。(6)对无应力构形法的应用进行了现场研究,提出了主塔、钢箱梁、混凝土梁、斜拉索在现场安装过程中应作的准备和注意事项,并采用各自相应的施工控制方法来解决安装过程中对无应力线形的精确控制,对同类型桥梁的施工具有重要的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥发展概述
• 1.2 本文的研究现状
• 1.2.1 大跨度斜拉桥的施工控制
• 1.2.2 大跨度斜拉桥施工控制理论与方法的研究
• 1.2.3 无应力构形控制的发展及研究现状
• 1.3 问题的提出及研究背景
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 大跨度混合梁斜拉桥无应力构形计算理论
• 2.1 概述
• 2.2 无应力构形控制法
• 2.2.1 无应力构形控制法基本原理
• 2.2.2 无应力构形控制系统
• 2.2.3 大跨度斜拉桥的无应力索长
• 2.2.4 大跨度斜拉桥梁、塔单元的无应力曲率
• 2.3 无应力构形控制法中的几何非线性问题
• 2.3.1 大跨度斜拉桥几何非线性理论
• 2.3.2 大变形效应及其处理方法
• 2.3.3 斜拉索的垂度效应及其处理方法
• 2.3.4 弯矩与轴向力组合效应及其处理方法
• 2.4 无应力构形的计算方法
• 2.4.1 主梁、主塔无应力构形的计算方法
• 2.4.2 控制参数的求解
• 2.4.3 几何非线性正装迭代法
• 2.5 本章小结
• 第三章 荆岳长江公路大桥的计算实例
• 3.1 概述
• 3.2 荆岳长江公路大桥基本控制参数
• 3.2.1 BDCMS 计算分析程序介绍
• 3.2.2 主塔的控制参数
• 3.2.3 主梁的控制参数
• 3.2.4 斜拉索的控制参数
• 3.3 荆岳长江公路大桥的计算及结果
• 3.3.1 计算工况
• 3.3.2 主塔的计算结果
• 3.3.3 主梁的计算结果
• 3.3.4 斜拉索的计算结果
• 3.4 荆岳长江公路大桥钢箱梁、索的制作
• 3.4.1 钢箱梁的工厂制作尺寸
• 3.4.2 斜拉索的工厂制作长度
• 3.5 本章小结
• 第四章 无应力构形法的应用研究
• 4.1 概述
• 4.2 主塔标高线形的控制
• 4.2.1 主塔施工过程中的变形观测
• 4.2.2 温度对主塔定位的影响
• 4.2.3 拉索坐标的处理
• 4.3 钢箱梁无应力线形现场拼装
• 4.3.1 钢箱梁节段安装前的准备工作
• 4.3.2 梁段预拼安装要点
• 4.3.3 梁段预拼控制方法
• 4.4 混凝土梁线形的现场预制拼装
• 4.4.1 预制拼装混凝土梁段控制重点以及注意事项
• 4.4.2 混凝土支架预制拼装梁段施工控制工况
• 4.5 斜拉索无应力索长的现场安装
• 4.5.1 斜拉索无应力长度的修正
• 4.5.2 斜拉索安装控制
• 4.5.3 斜拉索张拉及索力测试注意事项
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录