钢管混凝土提篮拱桥竖向转体施工控制仿真分析

论文摘要

大跨度钢管混凝土拱桥的拱肋吊装过程是一个复杂的过程,为了保证最终的成桥线形和受力状态满足设计要求,需要采用施工控制仿真计算。本文以河北滹沱河钢管拱桥为工程背景,从介绍钢管混凝土展概况、结构特点和研究现状出发。对大桥施工过程进行了仿真分析。本文的主要内容如下：(1)详细阐述了钢管提篮拱桥施工控制的主要内容、原则、方法以及影响施工控制的因素。(2)根据实际施工情况建立施工过程模拟的空间有限元模型,进行钢管混凝土拱桥施工过程仿真分析,分析施工过程中结构的受力性能,预测施工过程中的应力和变形的发展情况,并给实际施工控制提供依据和理论指导。(3)为了保证最终的成桥线形和受力状态能满足设计要求,对滹沱河大桥建立了实时监控体系。通过对此钢管混凝土拱桥的整个施工过程的模拟分析,将计算结果与现场监测数据进行分析比较,其理论值与实测结果吻合较好。这表明本文所采用的有限元分析方法能够较好的反映了施工实际。施工控制仿真分析对滹沱河大桥施工监控能起到较好的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢管混凝土拱桥
• 1.2.1 钢管混凝土拱桥的现状
• 1.2.2 钢管混凝土拱桥的特点
• 1.3 钢管混凝土提篮拱桥
• 1.3.1 钢管混凝土提篮拱桥的现状
• 1.3.2 钢管混凝土提篮拱桥的特点
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 大跨径拱桥施工方法及方案优选
• 2.1 引言
• 2.2 支架法
• 2.3 缆索吊装法
• 2.4 转体施工法
• 2.4.1 平面转体施工
• 2.4.2 竖向转体施工
• 2.5 依托工程及方案优选
• 2.5.1 工程概况
• 2.5.2 计算过程中的结构及材料
• 2.5.3 施工方案比选
• 2.6 小结
• 第三章 钢管混凝土提篮拱桥竖向转体的施工控制
• 3.1 引言
• 3.2 钢管混凝土提篮拱桥竖向转体施工控制
• 3.2.1 施工监测的目的
• 3.2.2 施工控制的目的
• 3.2.3 施工控制主要内容
• 3.2.4 施工控制方案
• 3.3 本章小结
• 第四章 钢管混凝土提篮拱桥施工过程仿真计算
• 4.1 桥梁结构有限元法
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 桥梁结构有限元的一般性分析
• 4.2 桥梁施工控制计算方法
• 4.2.1 正装计算法
• 4.2.2 倒装计算法
• 4.2.3 正装计算法和倒装法联合应用
• 4.3 拱肋竖转施工方案
• 4.4 计算模型及优化分析
• 4.4.1 拱肋提升初始状态
• 4.4.2 拱肋被提升至合拢位置状态
• 4.5 主拱肋竖向转体监控仿真计算
• 4.5.1 主拱肋提升初始状态（转体前）
• 4.5.2 拱肋被提升至合拢位置状态（转体后）
• 4.6 钢管拱吊耳应力分析
• 4.6.1 计算模型
• 4.6.2 吊点下腹杆应力分析
• 4.6.3 放大260倍的吊耳及部分壳单元拱肋位移图
• 4.6.4 计算结论
• 4.7 本章小结
• 第五章 仿真计算结果与实测结果分析
• 5.1 施工中拱座处主拱空间坐标分析
• 5.2 施工中拱座临时转动铰轴线坐标分析与拱座的水平位移
• 5.3 施工中提升塔架线性分析
• 5.3.1 竖向起吊AB段1m过程中的提升塔架顶部位移坐标点测量
• 5.3.2 竖向起吊AB段30m过程提升塔架顶部位移坐标点测量
• 5.4 施工中主拱肋线性分析
• 5.5 施工中拱肋控制截面应力分析
• 5.5.1 主墩系梁内应变计数据分析
• 5.5.2 边拱肋内应变计数据分析
• 5.5.3 主拱肋上应变计数据分析
• 5.5.4 H撑上应变计数据分析
• 5.5.5 提升塔架应变计数据分析
• 5.6 本章小结
• 结论和建议
• 1. 结论
• 2. 对竖向转体过程的建议
• 3. 竖向转体过程中吊耳的设计方案合理性的验算建议
• 参考文献
• 致谢