劲性骨架混凝土拱桥转体施工关键技术分析

论文摘要

桥梁转体施工技术是利用两岸地形采用简单支架顺着岸边预制拼装庞大的桥梁结构,然后采用磨擦系数很小的转铰和滑道组成的转盘结构,以简单的设备将桥梁整体旋转到位安装的施工方法。转体施工和钢管混凝土劲性骨架相结合具有减少结构自重,增加结构强度等优点,扩大了转体施工的应用范围,到目前为止我国已经兴建了一百多座各种形式的转体施工桥梁。但转体施工仍旧有很多关键问题没有得到很好解决,如磨心磨盖的制作费工费时,合理的扣索力难以确定,转体阶段结构容易整体失稳等,为了转体施工的进一步发展,有必要对它们进行分析研究。首先,本文在对磨心、磨盖、平衡重制作和钢骨架加工以及架设工艺进行阐述的基础上,就转体施工中至关重要的磨心、磨盖制作方法进行了研究。结合大岩洞大桥的实际情况,从施工工艺和受力角度对磨心、磨盖的制作方法提出了改进措施。第二,利用有限元程序MIDAS分析计算了劲性骨架张拉转体阶段的结构内力、变形以及转体所需的扣索总拉力。同时总结出内力和位移的变化规律,以对大岩洞大桥关键截面的应力和位移变化做出预测。第三,针对转体施工在张拉和合龙阶段很容易出现结构整体失稳的情况,通过大岩洞大桥空间整体稳定性分析,得出了结构的临界荷载值和稳定安全系数,可见张拉转体阶段劲性骨架在整体稳定方面是较为安全可靠的。最后,结构转体合龙以后,劲性骨架后续施工中要经历三个阶段:骨架形成阶段、部分劲性骨架被混凝土包裹阶段、全部劲性骨架被混凝土包裹形成完整拱圈阶段。这个施工过程劲性骨架整体刚度还很小,需要对结构的应力、应变和位移进行监测。以大岩洞大桥为例,对施工控制的方法及误差分析理论进行了阐述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外转体施工现状
• 1.2 转体施工的基本方法
• 1.2.1 平转法
• 1.2.2 竖转法
• 1.3 转体施工的特点和适用条件
• 1.3.1 转体施工特点
• 1.3.2 转体施工适用条件
• 1.4 转体施工的关键技术
• 1.5 本文主要研究的内容和意义
• 第2章 大岩洞大桥转体施工工艺
• 2.1 大岩洞大桥工程概况
• 2.2 转体施工工艺
• 2.2.1 施工前准备和基坑开挖
• 2.2.2 下盘基础施工
• 2.2.3 磨心、磨盖的制作
• 2.2.4 上转盘和交界墩施工
• 2.2.5 带部分底板的主拱箱劲性骨架施工
• 2.2.6 张拉脱架、形成转动体系
• 2.2.7 转体到位合龙成拱
• 2.2.8 主拱箱的浇注
• 2.3 磨心、磨盖制作方法的思考
• 2.4 本章小结
• 第3章 大岩洞大桥拱肋转体施工建模计算
• 3.1 有限元基本知识
• 3.1.1 有限元基本原理
• 3.1.2 有限元法的一般步骤
• 3.2 大岩洞大桥拱肋建模分析
• 3.2.1 扣索力的确定
• 3.2.2 应力与应变分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 拱肋转体施工稳定性分析
• 4.1 平面屈曲
• 4.2 侧倾失稳
• 4.2.1 单拱的侧倾
• 4.2.2 组拼拱的侧倾
• 4.3 国内外规范的计算方法
• 4.4 大岩洞大桥拱肋稳定性分析
• 4.4.1 张拉阶段的稳定性分析
• 4.4.2 合龙阶段的稳定性分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 大岩洞大桥转体施工监控
• 5.1 桥梁施工监控技术的发展概况
• 5.1.1 国外发展概况
• 5.1.2 国内发展概况
• 5.2 转体施工数据监测
• 5.3 转体施工控制
• 5.3.1 施工控制的原则
• 5.3.2 施工控制的基本要求
• 5.3.3 施工控制的内容
• 5.4 桥梁施工控制结构分析方法
• 5.5 桥梁施工控制中的误差分析、参数识别与状态预测
• 5.6 钢管混凝土拱桥施工控制影响因素
• 5.6.1 设计参数误差
• 5.6.2 施工误差
• 5.6.3 测量误差
• 5.6.4 结构分析模型误差
• 5.7 本章小结
• 第6章 结语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践