【摘要】：采用懸澆法修建鋼筋混凝土拱橋因其不受地形限制、拱圈整體性好、外型美觀而受到橋梁建設(shè)者的親睞,國外采用此法修建的大跨徑鋼筋混凝土拱橋不在少數(shù)。我國目前采用懸澆法施工工藝修建的拱橋僅有5座,跨度最大者也僅有200m(四川溼魚大橋)。隨著超靜定結(jié)構(gòu)分析理論的發(fā)展,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的提高,高強(qiáng)材料在拱橋修建中的運(yùn)用,國內(nèi)懸澆拱橋跨度會(huì)進(jìn)一步加大,拱橋?qū)⒊蔀樯絽^(qū)大跨徑橋梁的有利競爭者。因此,開展大跨度鋼筋混凝土拱橋懸澆技術(shù)研究對(duì)促進(jìn)我國橋梁事業(yè)的發(fā)展具有切實(shí)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用基礎(chǔ)。本文依托國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目基于多目標(biāo)優(yōu)化的懸澆施工混凝土拱橋構(gòu)形與安全控制的理論與方法,在充分研究國內(nèi)外鋼筋混凝土拱橋設(shè)計(jì)及施工工藝的基礎(chǔ)上,針對(duì)目前國內(nèi)斜拉扣掛懸臂澆筑鋼筋混凝土拱橋的不段涌現(xiàn),對(duì)跨徑300m的斜拉扣掛懸臂澆筑鋼筋混凝土拱橋進(jìn)行試設(shè)計(jì)研究。具體研究工作有:1.針對(duì)目前大跨度鋼筋混凝土拱橋設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)狀,提出了實(shí)現(xiàn)300m懸澆拱橋的合理結(jié)構(gòu)參數(shù)。在進(jìn)行參數(shù)選擇時(shí)考慮了懸澆拱橋橋型選擇特點(diǎn),并通過對(duì)國內(nèi)外大量已建大跨徑鋼筋混凝土拱橋數(shù)理統(tǒng)計(jì)及計(jì)算,初步擬定該橋合理矢跨比為1/6;采用懸鏈線作為其合理拱軸線,并通過窮舉法試算拱軸系數(shù),取m=1.988;主拱截面采用目前常用的單箱雙室截面。2.闡述了適合確定懸澆拱橋合理成橋狀態(tài)的相關(guān)理論,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用Midas-civil對(duì)該設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一次成拱(橋)和考慮施工過程正裝迭代分析,以拱橋截面拉壓應(yīng)力為控制目標(biāo),對(duì)該橋設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。結(jié)果表明:該橋設(shè)計(jì)參數(shù)能夠滿足結(jié)構(gòu)受力安全的要求,拱橋主拱上下緣截面應(yīng)力均在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。3.對(duì)懸澆拱橋施工工藝進(jìn)行了研究,并結(jié)合該設(shè)計(jì)方案實(shí)際情況,提出了符合工程實(shí)際的施工步驟。在此基礎(chǔ)上,在Midas-civil中利用應(yīng)力平衡法對(duì)拱橋施工過程進(jìn)行正裝分析,分析結(jié)果表明:對(duì)該300m懸澆拱橋施工過程擬定合理,在施工過程中各工況下拱圈截面上下緣截面應(yīng)力均在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),結(jié)構(gòu)受力安全。
[Abstract]:The construction of reinforced concrete arch bridge by suspension pouring method is favored by the bridge builders for its no limitation of topography, good integrity of arch ring and beautiful appearance. The large span reinforced concrete arch bridge built by this method is not uncommon in foreign countries. At present, there are only 5 arch bridges constructed by suspension casting method in China, and the longest span is only 200m (Sichuan Wet Fish Bridge). With the development of statically indeterminate structure analysis theory, the improvement of computer simulation technology and the application of high-strength materials in the construction of arch bridge, the span of overcast arch bridge in China will be further enlarged, and the arch bridge will become a favorable competitor for long-span bridges in mountainous areas. Therefore, it is of practical significance and application foundation to carry out the research on suspension casting technology of long span reinforced concrete arch bridge to promote the development of bridge cause in our country. Based on the theory and method of configuration and safety control of cantilever concrete arch bridge based on multi-objective optimization supported by National Natural Science Foundation, this paper studies the design and construction technology of reinforced concrete arch bridge at home and abroad. In view of the emergence of reinforced concrete arch bridge constructed with cantilever of cable-stayed buckle and suspension in China at present, the experimental design of 300m span reinforced concrete arch bridge with cable-stayed buckle-hanging cantilever is studied. The specific research work is 1: 1. In view of the present situation of design and construction of large-span reinforced concrete arch bridge, the reasonable structural parameters of 300m cantilever concrete arch bridge are put forward. In the process of parameter selection, the characteristics of type selection of suspension arch bridge are considered, and the mathematical statistics and calculation of a large number of long-span reinforced concrete arch bridges built at home and abroad are carried out. The reasonable rise-span ratio of the bridge is 1 / 6, the catenary line is used as its reasonable arch axis, and the coefficient of arch axis is calculated by exhaustive method. This paper expounds the relevant theories suitable for determining the reasonable completion state of the cantilever arch bridge. On the basis of this theory, Midas-civil is used to analyze the design scheme once, and to take the tension and compression stress of the section of the arch bridge as the control objective, considering the construction process. The limit state of bearing capacity of the bridge is checked and calculated. The results show that the design parameters of the bridge can meet the requirements of structural safety, and the stress of the upper and lower edge section of the arch is within the allowable range of the code. In this paper, the construction technology of suspension arch bridge is studied, and combined with the actual situation of the design scheme, the construction steps in accordance with the engineering practice are put forward. On this basis, the stress balance method is used to analyze the construction process of the arch bridge in Midas-civil. The analysis results show that the construction process of the 300m cantilever cast-in-place arch bridge is reasonable. In the construction process, the stress of the upper and lower edge section of the arch ring section is within the allowable range of the code, and the structure is safe.
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U448.22

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本文編號(hào)：2133444