對于下承式鋼筋混凝土系桿拱橋,吊桿是一個起傳遞力作用且非常關(guān)鍵的受拉構(gòu)件。吊桿索力是否合理對于橋梁的內(nèi)力狀態(tài)與線形狀態(tài)有非常大的影響,若不合理會縮短橋梁的使用壽命。因此,如何確定系桿拱橋的成橋吊桿索力和施工吊桿索力,在施工階段中怎樣才能實現(xiàn)實際狀態(tài)與目標狀態(tài)的高度擬合,以及從設計-施工及運維過程中某些參數(shù)發(fā)生變化是否影響橋梁結(jié)構(gòu)安全性。本文以某大橋為依托就求解系桿拱橋合理成橋吊桿索力、合理施工吊桿索力、施工階段控制分析以及針對某些參數(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)的影響分析展開研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)首先建立橋梁的成橋有限元模型,采用剛性支承連續(xù)梁法、剛性吊桿法、零位移法,彎曲能量法四種方法,確定出合理成橋狀態(tài)下吊桿索力值,并依據(jù)四種方法,橋梁的受力狀態(tài),總結(jié)出四種方法優(yōu)缺點,同時對合理成橋狀態(tài)吊桿索力進行優(yōu)化。采用剛性支承連續(xù)梁法、剛性吊桿法、零位移法得到的索力相差較小,索力較為均勻,方法的本質(zhì)是相同的,對于彎曲能量法以控制拱肋系梁最小彎曲能為目標得到的索力合理均勻,方法簡單。得出的索力值,為成橋狀態(tài)提供一個目標值。(2)其次對于合理施工階段吊桿索力值的確定,本文分別采用正裝迭代法、倒退分析法、倒退分析-正裝迭代綜合法、無應力狀態(tài)分析法以上面章節(jié)得到的合理成橋狀態(tài)為目標。求解出合理施工吊桿索力值,總結(jié)這幾種方法的優(yōu)缺點:對于采用正裝迭代,方法原理簡單,意義明確,適用于大部分橋梁,能夠考慮混凝土的收縮徐變與吊桿的垂度效應,但是一次計算的結(jié)果與目標值偏差較大,需要多次迭代,工作量較大。倒拆-正裝迭代這種計算方法,首先提出一組較為接近的初始索力進行迭代計算,有效減小迭代次數(shù)。無應力狀態(tài)法只要保證其無應力長度與無應力曲率不變,對不同張拉方案得到的結(jié)果都是一致的。同時用無應力狀態(tài)法對比分析三種張拉方案下橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),對比分析出方案3:拱肋的1/4、3/4處分別向中部與端部間隔張拉時,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力處于最優(yōu)狀態(tài)。(3)對于橋梁的施工控制,本文主要對混凝土水化熱、支架變形與承載力、吊桿索力、拱肋與系梁應力以及線形進行監(jiān)控,保證橋梁的安全施工。通過上述計算可得到水化熱控制值、支架變形值、吊桿的初張拉力與鋪裝完成后的終張吊桿力的理論值以及吊桿張拉的每個階段拱肋與系梁的應力及變形值。并且得出以下結(jié)論:水化熱控制主要是溫度的記錄,主要包括:進、出水口的溫度;混凝土內(nèi)部溫度傳感器的溫度;大氣溫度;混凝土表面的溫度,因此施工階段應該嚴格控制。對于支架的控制,主要包括消除彈性變形,調(diào)整立模標高,同時保證支架有足夠的支撐力。對于吊桿索力、應力與線形的控制主要是針對關(guān)鍵施工階段理論控制值,施工時需注意實測值與理論值的對比,若有偏差及時調(diào)整。我們能將理論計算得到的理論值應用于實踐,指導橋梁施工,同時希望能為同類型橋梁的施工提供技術(shù)參考。(4)由于設計思路的不同、施工的誤差、或者由于橋梁運營階段造成的橋梁損傷等因素。本章主要探究拱肋剛度、橫撐類型、拱肋側(cè)傾、自重誤差、吊桿剛度折減、吊桿破壞等參數(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響,得出以下結(jié)論:拱肋的剛度與材料的特性和截面尺寸有關(guān),設計階段選擇不同材料與截面對拱肋的應力、自振頻率、橋梁的穩(wěn)定性有非常大的影響,而對吊桿索力基本無影響。橫撐類型不同,本質(zhì)上也是橫撐剛度的不同,橋梁的屈曲系數(shù)與自振頻率對橫撐剛度的變化很敏感,橫撐剛度變化對拱肋的應力和吊桿索力基本無影響;由于施工誤差會導致生拱軸線的側(cè)傾,研究發(fā)現(xiàn),拱肋側(cè)傾5°雖然會對拱肋、吊桿的內(nèi)力造成影響,但影響相對較小,而且對比向外側(cè)傾與不發(fā)生側(cè)傾兩種狀態(tài),向內(nèi)側(cè)傾更加安全�；炷脸脚c少方對吊桿索力的影響最為明顯;運營期間,吊桿發(fā)生銹蝕、損傷會影響吊桿自身的受力,同時也會影響橋梁其他構(gòu)件的受力,從而影響橋梁的安全。研究發(fā)現(xiàn),隨著時間的推移,吊桿剛度降低后,對拱肋的影響并不大,在拱腳、1/4、跨中、3/4位置影響相對突出:對吊桿影響明顯,特別是邊吊桿的變化最大。最后希望可以為同類型橋梁的設計與施工提供一些參考。
【學位單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U448.225
【部分圖文】：

1.1 引言拱結(jié)構(gòu)的應用從古代就已經(jīng)開始了，對于拱式結(jié)構(gòu)外部構(gòu)型美觀，優(yōu)美的橋梁線形，同時也符合當代大眾的審美習慣和需求。因此在我國拱式建筑的應用案例非常多，我國著名結(jié)構(gòu)專家林同彥先生曾經(jīng)說過：“拱是結(jié)構(gòu)和建筑物�！庇捎诠笆浇Y(jié)構(gòu)的特點是抗壓承載能力高，受力較為明確，而且對空間能夠充分利用，對于選擇不同結(jié)構(gòu)形式的拱橋，可以適用于有標高要求的地段，因此在現(xiàn)實中，這種橋梁被廣泛應用。在建筑歷史上建造有許多著名的橋梁，在古羅馬許多石拱橋被應用于交通運輸與一些其他功能性的應用，比如加爾輸水橋(圖 1-1)還保存至今。同樣對于中國早期，建造拱橋也非常流行并且成果碩碩，其中最為人知的是河北趙縣安濟橋(圖 1-2)，至今都廣為流傳，趙州橋是由當時非常有名的工程師-李春修建的，這個橋歷史悠久，經(jīng)歷過幾百年，橋梁至今還在，可見是多么令人贊嘆。

1.1 引言拱結(jié)構(gòu)的應用從古代就已經(jīng)開始了，對于拱式結(jié)構(gòu)外部構(gòu)型美觀，優(yōu)美的橋梁線形，同時也符合當代大眾的審美習慣和需求。因此在我國拱式建筑的應用案例非常多，我國著名結(jié)構(gòu)專家林同彥先生曾經(jīng)說過：“拱是結(jié)構(gòu)和建筑物�！庇捎诠笆浇Y(jié)構(gòu)的特點是抗壓承載能力高，受力較為明確，而且對空間能夠充分利用，對于選擇不同結(jié)構(gòu)形式的拱橋，可以適用于有標高要求的地段，因此在現(xiàn)實中，這種橋梁被廣泛應用。在建筑歷史上建造有許多著名的橋梁，在古羅馬許多石拱橋被應用于交通運輸與一些其他功能性的應用，比如加爾輸水橋(圖 1-1)還保存至今。同樣對于中國早期，建造拱橋也非常流行并且成果碩碩，其中最為人知的是河北趙縣安濟橋(圖 1-2)，至今都廣為流傳，趙州橋是由當時非常有名的工程師-李春修建的，這個橋歷史悠久，經(jīng)歷過幾百年，橋梁至今還在，可見是多么令人贊嘆。

共同承受荷載[1]，主梁以主要承受彎矩為主、拱肋主要以承受壓力為主的組合結(jié)構(gòu)形式，在拱腳產(chǎn)生的水平作用力依靠拱腳兩端的構(gòu)件連接承受，使拱腳的支座受豎向力作用[2]。從拱的結(jié)構(gòu)形式上可分為有推力拱橋與無推力拱橋兩種結(jié)構(gòu)形式，針對無推力的結(jié)構(gòu)形式常見的就是系桿拱橋。我國系桿拱橋的發(fā)展相對其他國家起步較晚些，在其他國家早在 19 世紀就開始系桿拱橋的建造。比如在 1858 年奧地利人蘭格爾(Josef Langer)申請了剛性系桿柔性拱的專利，后來人們以他的名字來命名這種結(jié)構(gòu)形式，稱為蘭格爾拱[3]。1.2.2 系桿拱橋的分類對于拱橋按橋面位置的不同分為上承式（圖 1-3）、中承式（圖 1-4）和下承式（圖 1-5）。系桿拱橋常見的兩種結(jié)構(gòu)形式為:中承式和下承式[4]。系桿拱橋可按照連接方式分類，對于不同連接可以分為剛架系桿拱和桁架系桿拱。對于剛架系桿拱結(jié)構(gòu)其拱與橋墩是連接在一起的，共同受力，而桁架系桿拱是拱與梁連接在一起。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張謝東;王金枝;郭俊峰;;混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)確定方法研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2015年05期

2 黃慶祥;;某斜拉橋合理成橋狀態(tài)模擬分析[J];山西交通科技;2013年05期

3 歐陽錦;曾天寶;;大跨度混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定[J];城市道橋與防洪;2011年07期

4 張立敏;;某鋼管混凝土拱橋合理成橋狀態(tài)的確定[J];低溫建筑技術(shù);2013年11期

5 劉豐洲;王露劍;;三塔協(xié)作橋合理成橋狀態(tài)的確定在ANSYS中的實現(xiàn)[J];上海公路;2013年02期

6 張永濤;游新鵬;彭成明;;基于多目標法的多塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)確定[J];中外公路;2011年02期

7 伍云;鄒化明;;矮塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)分析研究[J];四川建筑;2011年02期

8 劉釗;戴瑋;賀志啟;吉林;李準華;趙君黎;;大跨度混凝土梁橋的合理成橋狀態(tài)設計方法[J];橋梁建設;2010年01期

9 杜光乾;喬永進;劉永建;趙勝利;劉京紅;;確定斜拉橋合理成橋狀態(tài)的分步施工法[J];施工技術(shù);2007年S1期

10 顏東煌,李學文,劉光棟,易偉建;混凝土斜拉橋合理成橋狀態(tài)確定的分步算法[J];中國公路學報;2003年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 廖建宏;胡建華;向建軍;顏東煌;;確定斜拉橋合理成橋狀態(tài)的最優(yōu)化方法[A];中國公路學會2002年學術(shù)交流論文集[C];2002年

2 李國平;;最優(yōu)成橋狀態(tài)的施工優(yōu)化分析[A];中國土木工程學會橋梁及結(jié)構(gòu)工程學會第十三屆年會論文集（下冊）[C];1998年

3 顏東煌;李學文;劉光棟;易偉建;;確定混凝土斜拉橋合理成橋狀態(tài)的分步算法[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設計與施工卷[C];2002年

4 李傳習;左新黛;楊美良;張玉平;;湖南株洲建寧大橋主橋合理成橋狀態(tài)的確定[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會2004年全國橋梁學術(shù)會議論文集[C];2004年

5 呂忠達;周緒紅;侯健;狄謹;戴鵬;;大跨徑連續(xù)梁橋的合理成橋狀態(tài)研究[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會2005年全國橋梁學術(shù)會議論文集[C];2005年

6 張琪峰;王景全;李運喜;;剛構(gòu)體系斜拉橋合理成橋狀態(tài)及合理施工狀態(tài)計算研究[A];第十九屆全國橋梁學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

7 藺鵬臻;劉鳳奎;;基于合理成橋狀態(tài)的部分斜拉橋初張力優(yōu)化[A];第十九屆全國橋梁學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

8 薛雄;;矮塔斜拉橋施工監(jiān)控策略研究[A];2012年7月建筑科技與管理學術(shù)交流會論文集[C];2012年

9 王航;;鋼-混凝土組合梁無支架施工的模擬計算和處理[A];2006鋼橋科技論壇全國學術(shù)會議論文集[C];2006年

10 詹建輝;顏東煌;;用綜合方法確定PC斜拉橋的成橋狀態(tài)[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學會2002年全國橋梁學術(shù)會議論文集[C];2002年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 陶玉祥 本報記者 盛利;兩個世界之最的“巔峰碰撞”[N];科技日報;2018年

相關(guān)博士學位論文 前9條

1 楊俊;基于影響矩陣的大跨橋梁合理成橋狀態(tài)與施工控制研究[D];武漢理工大學;2008年

2 戴杰;鋼箱梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)優(yōu)化方法研究[D];長安大學;2016年

3 顏東煌;斜拉橋合理設計狀態(tài)確定與施工控制[D];湖南大學;2001年

4 孫勝江;超大跨CFRP纜索懸索橋力學性能研究[D];長安大學;2013年

5 宋旭明;大跨度自錨式懸索橋受力特性與極限承載力研究[D];中南大學;2009年

6 逄煥平;大跨度懸索橋計算理論及其車橋耦合振動分析[D];合肥工業(yè)大學;2010年

7 張鳴祥;大跨度橋梁的風致振動分析與被動控制研究[D];合肥工業(yè)大學;2011年

8 朱巍志;自錨式斜拉—懸索協(xié)作體系橋合理成橋狀態(tài)確定與若干問題研究[D];大連理工大學;2009年

9 鄒存俊;自錨式懸索—斜拉組合結(jié)構(gòu)體系橋梁靜力學性能與施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長安大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 車小林;鋼筋混凝土系桿拱橋合理成橋狀態(tài)與吊桿索力優(yōu)化研究[D];貴州大學;2019年

2 李豪;蘇嶺山大橋施工階段與成橋狀態(tài)吊桿力優(yōu)化研究[D];武漢理工大學;2018年

3 蔣志豪;五象大橋合理狀態(tài)研究及其成橋狀態(tài)參數(shù)敏感性分析[D];長沙理工大學;2014年

4 陳方;矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)合理成橋狀態(tài)索力優(yōu)化及參數(shù)研究[D];長安大學;2011年

5 曹文龍;獨塔混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)研究[D];武漢理工大學;2010年

6 高劍;斜拉橋理想成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)研究[D];長安大學;2003年

7 申成岳;鋼管混凝土系桿拱橋合理成橋狀態(tài)確定方法研究[D];長安大學;2015年

8 王達;高新二路斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)研究[D];武漢理工大學;2013年

9 鄧翔;考慮施工過程斜拉橋合理成橋狀態(tài)研究[D];長安大學;2014年

10 駱佐龍;大跨度混凝土連續(xù)梁橋時變效應及合理成橋狀態(tài)分析[D];長安大學;2013年

本文編號：2831857