【摘要】：由于斜拉索的防護(hù)技術(shù)不盡完善,拉索施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng),在橋梁運(yùn)營(yíng)若干年后,不可避免地會(huì)出現(xiàn)斜拉索腐蝕問(wèn)題,使得一些斜拉橋不得不換索,以保證橋梁安全和繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。換索工程的關(guān)鍵在于對(duì)索力、撓度、應(yīng)力等參數(shù)進(jìn)行同步控制,目前對(duì)于換索的研究相對(duì)較少。本文以地錨式混凝土斜拉橋——鄖縣漢江大橋的換索及維修工程為背景,圍繞換索結(jié)構(gòu)分析以及施工工藝展開深入研究,為今后類似橋型的換索施工提供了一定的參考和依據(jù)。本文具體工作如下:(1)對(duì)換索優(yōu)化理論進(jìn)行分析,以此為基礎(chǔ),結(jié)合地錨式斜拉橋的特點(diǎn),采用最小余能原理,提出了通過(guò)換索改善橋面和主塔線形以及主梁內(nèi)力的理論與方法。(2)考慮斜拉橋的非線性因素,利用有限元軟件MIDAS/CIVIL建立地錨式斜拉橋的全橋模型,并通過(guò)調(diào)索、施加荷載等技術(shù)手段調(diào)整模型,使模型中橋面線形與索力接近實(shí)際結(jié)構(gòu)的線形與索力。結(jié)合施工環(huán)境,考慮溫度的影響,對(duì)不同的換索工況進(jìn)行模擬計(jì)算,研究換索時(shí)索力重分配及主梁線形、應(yīng)力變化情況,分析各工況下結(jié)構(gòu)的安全性,得出合理的換索順序。(3)跨中無(wú)軸力鉸作為在地錨式斜拉橋中使用的新技術(shù),其受力非常復(fù)雜,采用有限元軟件ABAQUS建立無(wú)軸力鉸實(shí)體模型,在MIDAS/CIVIL全橋模型的基礎(chǔ)上,考慮換索時(shí)的實(shí)際工況,分析換索過(guò)程中無(wú)軸力鉸受力性能以及安全性。(4)以鄖縣漢江大橋的換索施工實(shí)踐、施工監(jiān)控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果為依據(jù),對(duì)地錨式斜拉橋換索工程的施工工藝進(jìn)行了總結(jié)和探討。本文分析表明:鄖縣漢江大橋換索施工應(yīng)以先長(zhǎng)索后短索的順序進(jìn)行,在卸長(zhǎng)索時(shí)采用單塔對(duì)稱、雙塔先后反對(duì)稱一次更換兩根斜拉索的施工順序進(jìn)行換索,卸除短索和中長(zhǎng)索時(shí)可以單塔對(duì)稱、雙塔反對(duì)稱一次更換四根斜拉索。整個(gè)換索過(guò)程中無(wú)軸力鉸結(jié)構(gòu)都處于安全狀態(tài),但溫度的作用對(duì)跨中無(wú)軸力鉸結(jié)構(gòu)受力的影響不容忽視。全橋換索后結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)得到改善,滿足安全運(yùn)營(yíng)要求。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U445.4;U448.27
【圖文】：

圖 1-1 蘇通大橋由于混凝土廉價(jià)且便于取材，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的提高，20 世紀(jì)70 年代末，預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋迅速發(fā)展，其中比較典型的有 1977 年修建的跨度為 320m 的法國(guó) Brotonne 橋；西班牙的 Barriors de Luna 橋修建于 1983 年，其跨度超過(guò)當(dāng)時(shí)最大跨度 404m 的法國(guó)圣·納澤爾鋼斜拉橋，主跨達(dá)到 440m；1991年修建于挪威的斯卡恩圣特橋，主跨達(dá) 530m，跨度超過(guò)了同時(shí)期所有種類的斜拉橋。除以上這些橋外，還有一些預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋也是比較有特色的世界名橋，如加拿大的 ALRT 橋，阿根廷的 P-E 橋，美國(guó)的 Sunshine Skyway 橋，P-K橋，East Huntington 橋，Dames Point 橋，墨西哥的 Coatzacoalcos 橋以及挪威的Helgeland 橋等。國(guó)內(nèi)已建的斜拉橋大多數(shù)以混凝土斜拉橋?yàn)橹鳎?975 年建成通車的四川省云陽(yáng)橋是我國(guó)的第一座斜拉橋，該橋的修建成為我國(guó)建造斜拉橋的開端。安徽銅陵長(zhǎng)江大橋修建于 1995 年，跨徑達(dá) 432m，是當(dāng)時(shí)建成的全球跨徑最大的混凝土斜拉橋，該橋的建成表明我國(guó)混凝土斜拉橋的修建技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)

圖 1-2 鄖縣漢江大橋總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)對(duì)地錨式斜拉橋的研究與國(guó)外還有較大差距，而且國(guó)內(nèi)尚無(wú)學(xué)者對(duì)地錨式斜拉橋的換索過(guò)程進(jìn)行分析，因此研究地錨式斜拉橋換索過(guò)程中結(jié)構(gòu)的受力及施工工藝是非常有必要和意義的。1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容斜拉橋在近幾十年中得到了飛速發(fā)展，斜拉索的腐蝕使得一些斜拉橋不得不進(jìn)行換索，本文結(jié)合地錨式斜拉橋換索工程主要開展的工作如下：（1）對(duì)現(xiàn)有換索優(yōu)化理論進(jìn)行整理，將索力優(yōu)化理論作為基礎(chǔ)，結(jié)合地錨式斜拉橋的特點(diǎn)，采用最小余能原理，建立了通過(guò)換索改善地錨式斜拉橋橋面線形以及主梁內(nèi)力的理論與方法。（2）考慮斜拉橋的非線性因素，利用有限元軟件 MIDAS/CIVIL 建立鄖縣漢江大橋的全橋模型，以斜拉橋換索前實(shí)測(cè)的橋面線形和索力為基準(zhǔn)，通過(guò)調(diào)

以最常見的雙塔三跨斜拉橋?yàn)槔�，假設(shè)橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其橋跨結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易圖如圖 2-1 所示。該橋在運(yùn)營(yíng)若干年后，由于多種因素的影響，主梁實(shí)際內(nèi)力為彎矩 Ma，軸力 Na，剪力 Qa，其設(shè)計(jì)內(nèi)力為彎矩 Md，軸力 Nd，剪力 Qd，實(shí)際結(jié)構(gòu)的主梁標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高存在的偏差值為 g(i)。索力調(diào)整的控制條件是使調(diào)索后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力盡可能接近理想狀態(tài)，最終目標(biāo)是使主梁線形得到改善。

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本文編號(hào)：2772635