發(fā)布時間：2020-06-21 18:10

【摘要】：為滿足交通功能和人們對審美更高層次的追求,異形斜拉橋應(yīng)勢而生。本文以一座基于全4D BIM施工管理平臺的異面扭轉(zhuǎn)變截面傾斜鋼拱塔斜拉橋——永定河特大橋為背景,對橋塔-支架體系進(jìn)行仿真計算分析及施工控制研究。以合理成橋狀態(tài)為研究目的,結(jié)合切片法和拆分法,對異形斜拉橋的超靜定鋼拱塔合理施工狀態(tài)進(jìn)行研究,得出異形鋼拱塔施工控制方法及誤差解決方案。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)結(jié)合本項目橋塔的構(gòu)造和施工特點,闡述異形鋼拱塔的精準(zhǔn)仿真分析和高效施工控制方法對指導(dǎo)施工及制造的重要性;提出了BIM軟件到有限元軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法——切片法,快速建模的同時防止板殼單元劃分的奇異性。(2)采用切片法建立橋塔-支架體系有限元模型,并對支架進(jìn)行強度和穩(wěn)定性的計算,驗證了其安全性;針對施工過程仿真的重點和難點研究,得出懸臂施工轉(zhuǎn)角使橋塔懸拼位移結(jié)果更為準(zhǔn)確。(3)基于平面懸臂的線形基礎(chǔ)理論和位移累積法,推導(dǎo)空間扭轉(zhuǎn)傾斜橋塔制造和施工線形的關(guān)系、計算公式和長度調(diào)整量;采用正裝與倒拆法,對異形整體橋塔和無合龍段橋塔兩種模型進(jìn)行對比分析,得到只要控制合龍段的誤差影響,就可以保證橋塔線形精確。(4)提出異形橋塔施工控制新方法——拆分法,分析預(yù)變形和支架對橋塔施工的影響,得到預(yù)變形與支架的組合可保證橋塔順利合龍并滿足設(shè)計線形要求;驗證了拆分法的可行性和準(zhǔn)確性。(5)考慮預(yù)變形和支架的影響,采用拆分法計算橋塔-支架體系,得出橋塔體系的制造線形、施工線形和節(jié)段加工調(diào)整量,重新建立三維仿真,驗證橋塔線形和應(yīng)力均滿足規(guī)范精度要求,該結(jié)論能更好指導(dǎo)本工程制造和施工。(6)采用極值誤差法對橋塔截面及軸線變形進(jìn)行施工誤差分析,同時研究橋塔的質(zhì)量與剛度上下浮動引起的施工位移偏差,得到截面及軸線變形對施工線形影響較大,該體系對質(zhì)量和剛度不敏感,最后提出施工過程需要控制的特殊位置和解決措施。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U448.27;U445.4
【圖文】：

逡逑跨徑布置１１６ｍ＋２４６ｍ＋１１６ｍ，參見圖１－１邋ｂ），該橋的建造標(biāo)志著我國拱塔斜拉橋正逡逑朝更大跨度邁進(jìn)。逡逑１：：逡逑ａ）邋Ａｌａｍｉｌｌｏ邋Ｂｒｉｄｇｅ邐ｂ）之江大橋逡逑圖１－１國內(nèi)外異形斜拉橋逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｐｅｃｉａｌ－ｓｈａｐｅｄ邋ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ邋ｂｒｉｄｇｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｗｏｒｌｄ逡逑１．２．２異形鋼拱塔斜拉橋的發(fā)展逡逑拱形橋塔本身就是一種異形橋塔，可視為Ａ形、倒Ｖ形或門形橋塔的一種演變，逡逑結(jié)構(gòu)中將平面直線轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g曲線，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g扭轉(zhuǎn)曲線，使橋塔外觀形式逡逑變化更為優(yōu)美多樣化，受力更為復(fù)雜。在１９９７年，美籍華裔設(shè)計師貝律銘設(shè)計了逡逑拱塔斜拉橋——日本美好美術(shù)館人行橋，獲得國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會（ＩＡＢＳＥ）逡逑２００２年度的杰出結(jié)構(gòu)獎（Ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋Ａｗａｒｄｓ），使得這一結(jié)構(gòu)形式逐漸逡逑進(jìn)入橋梁工程師的視線［１１］。逡逑２００７年建成的意大利圣地亞哥卡拉特拉瓦大橋，為鋼箱拱塔形式的雙索面獨逡逑塔斜拉橋，其橋塔面呈現(xiàn)長橢圓形狀，區(qū)別于一般拋物線和橢圓形，開創(chuàng)了塔面逡逑形式豐富之路

（１）鋼拱塔的索面為空間曲形逡逑異形斜拉橋中的鋼拱塔索面與Ａ形塔空間斜索面不同，拱塔斜拉橋的索面基本逡逑不在一個平面上，是一種空間螺旋曲面的樣式，如圖１－３所示。逡逑ｍ邋ｍ逡逑ｆｔ逡逑ｔＨＨＨＲＲＲＲＷＨＢ逡逑ａ）三明臺江大橋邐ｂ）邋Ｍｉｈｏ邋Ｍｕｓｅｕｍ邋Ｆｏｏｔｂｒｉｄｇｅ逡逑圖１－３拱塔斜拉橋空間索面示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｐａｃｅ邋ｃａｂｌｅ邋ｐｌａｎｅ邋ｏｆ邋ａｒｃｈ邋ｔｏｗｅｒ邋ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ邋ｂｒｉｄｇｅｓ逡逑目前鋼拱塔的索力為空間分布，從受力角度看，不僅有縱向水平力、豎直力，逡逑還有橫問水平力。并且索間距、橋塔索傾角、拉索的空間位置及索力分布特征對逡逑結(jié)構(gòu)受力均有影響。目前國內(nèi)外拱塔斜拉橋布索模式如圖１－３所示，為空間螺旋曲逡逑面，不同于常規(guī)斜拉橋拉索平面布置，造型和受力更為復(fù)雜，另外索位在拱形塔逡逑頂部區(qū)域很少布置。由于我國目前對鋼拱塔空間曲面布索的基礎(chǔ)研宄較少，缺少逡逑５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳明翰;劉玉祥;;斜拉橋拉索輔助分段安裝鋼拱塔施工技術(shù)[J];市政技術(shù);2015年02期

2 王生武;項純夫;李騰騰;李星新;;異形獨塔斜拉橋參數(shù)敏感性分析[J];公路工程;2015年01期

3 李忠三;雷俊卿;林道錦;;嘉紹大橋鋼箱梁懸臂拼裝截面變形分析[J];橋梁建設(shè);2014年01期

4 于玲;鐘右鵬;包龍生;王占飛;;沈陽市三好橋鋼拱塔拉索施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年02期

5 王昕;;沈陽三好斜拉橋主橋鋼拱塔豎轉(zhuǎn)施工技術(shù)[J];公路;2009年02期

6 王國俊;包龍生;;沈陽三好橋鋼拱塔豎轉(zhuǎn)施工控制技術(shù)研究[J];北方交通;2008年11期

7 秦順全;;無應(yīng)力狀態(tài)控制法斜拉橋安裝計算的應(yīng)用[J];橋梁建設(shè);2008年02期

8 王輝;方興;白玲;史志強;曾志斌;史永吉;;斜拉橋和懸索橋鋼塔的架設(shè)[J];鐵道建筑;2007年07期

9 楊麗;王新敏;李義強;;施工過程分析在ANSYS中的實現(xiàn)[J];國防交通工程與技術(shù);2006年03期

10 周建林;吳沖;;大跨度斜拉橋扁平鋼箱梁懸臂拼裝截面變形分析[J];橋梁建設(shè);2006年01期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李喬;單德山;卜一之;趙雷;;大跨度橋梁施工控制倒拆分析法的閉合條件[A];第十七屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 張興標(biāo);多塔懸索橋中間鋼橋塔結(jié)構(gòu)靜動力穩(wěn)定性研究[D];西南交通大學(xué);2017年

2 郝聶冰;500m級鋼管混凝土拱橋施工控制研究[D];重慶交通大學(xué);2017年

3 付軍;預(yù)應(yīng)力混凝土子母斜拉橋索力及施工優(yōu)化研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 廖光輝;斜拉橋曲線花瓶形橋塔力學(xué)行為研究與優(yōu)化[D];重慶交通大學(xué);2018年

2 余文洋;斜拉橋拱形鋼橋塔受力分析與設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2018年

3 張忠偉;鋼拱塔斜拉橋結(jié)構(gòu)特點及施工控制研究[D];吉林大學(xué);2017年

4 項純夫;支架現(xiàn)澆異形獨塔斜拉橋施工控制技術(shù)研究[D];大連交通大學(xué);2014年

5 石豐祥;多塔斜拉橋施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

6 李曉龍;拱形鋼塔斜拉橋施工與運營一體化監(jiān)測方法研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

7 劉偉偉;異形獨塔斜拉橋結(jié)構(gòu)特性與施工控制研究[D];長安大學(xué);2013年

8 詹鎧臻;獨塔單索面鋼—砼混合梁斜塔斜拉橋施工監(jiān)控研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

9 李德;鋼桁梁斜拉橋施工控制及主塔錨固區(qū)仿真計算[D];中國鐵道科學(xué)研究院;2012年

10 宋亞洲;大跨度斜拉橋鋼主梁懸拼線形施工控制[D];長安大學(xué);2012年

本文編號：2724446