勁性骨架拱橋混凝土澆筑最優(yōu)方案的分析和設計
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【摘要】:鋼管混凝土勁性骨架拱橋因為既擁有杰出的力學性能,并且有美學性,近些年,受到很對工程師的青睞。隨著橋梁技術的飛躍發(fā)展,以及誕生了新的施工工藝和新型材料,讓勁性骨架拱橋在跨徑上有了很大程度的飛躍。施工鋼管混凝土勁性骨架拱橋,施工方法不僅具有安裝的特性,也兼具混凝土的特性,從而致使此類拱橋施工具有繁瑣性,雖然目前采用了自架設系統(tǒng)進行施工,仍然有很多難關亟待突破。特別是在勁性鋼骨架外包混凝土澆筑的施工過程中,拱肋在施工上方案的選擇尤為關鍵,這篇論文對于這方面做了一些分析討論。這篇論文以建成的廣元昭化嘉陵江特大橋為工程實例,采用有限元空間分析軟件Midas/civil建立相應的模型,進行研究討論,并分析了外包混凝土的澆筑施工,主要開展了以下工作:(1)總結了鋼管混凝土的力學性能,以及這種新型材料獨特的優(yōu)越性,然后回顧了勁性骨架拱橋的目前的施工技術,并對現(xiàn)階段勁性骨架拱橋的研究現(xiàn)狀和主要具有的問題進行簡單介紹。(2)歸納總結了勁性骨架拱橋拱肋的安裝施工技術,以及現(xiàn)階段常用的施工方法。其次闡述了了勁性骨架管內混凝土的灌注施工技術。最后說明了外包混凝土澆筑的連續(xù)澆筑施工法和多點均衡澆筑施工法。(3)對外包混凝土施工階段進行有限元的仿真分析,包括建立模型的思路方法,簡化模型等。以及外包混凝土施工階段仿真分析的影響因素。(4)對全截面連續(xù)澆筑外包混凝土和分環(huán)連續(xù)澆筑外包混凝土方案進行研究分析,主要進行了斜拉扣索索力的計算分析,也分析研究了連續(xù)澆筑對勁性骨架應力、撓度和穩(wěn)定性產生的影響。(5)簡單介紹廣元昭化嘉陵江特大橋外包混凝土澆筑實際施工的方案,對多點均衡澆筑法和連續(xù)澆筑法從多個方面進行對比分析,擬選出一種混凝土澆筑的最優(yōu)方案。通過本文的分析討論,用有限元軟件分析混凝土的澆筑施工階段,雖然廣元昭化嘉陵江特大橋現(xiàn)已竣工,但連續(xù)澆筑法對相同橋型的施工仍然具有價值的指導作用。
【關鍵詞】:大跨度拱橋 勁性骨架混凝土拱橋 仿真分析 連續(xù)澆筑 多點均衡澆筑 方案優(yōu)化
【學位授予單位】:重慶交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U445.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 鋼管混凝土勁性骨架拱橋研究綜述10-14
- 1.1.1 鋼管混凝土的結構力學性能及應用10-13
- 1.1.2 鋼管混凝土勁性骨架拱橋的優(yōu)越性和發(fā)展前景13-14
- 1.2 鋼管混凝土勁性骨架拱橋施工技術的概述14-15
- 1.3 鋼管混凝土勁性骨架拱橋的研究現(xiàn)狀與主要存在的問題15-17
- 1.3.1 鋼管混凝土勁性骨架拱橋的研究現(xiàn)狀15-16
- 1.3.2 鋼管混凝土勁性骨架拱橋的存在的問題16-17
- 1.4 本文研究背景及主要工作內容17-19
- 1.4.1 本文的研究背景17
- 1.4.2 主要工作內容17-19
- 第二章 鋼管混凝土勁性骨架拱橋施工技術19-26
- 2.1 橋梁施工方法的簡介19
- 2.2 勁性骨架拱肋的安裝技術19-22
- 2.2.1 支架施工法20
- 2.2.2 纜索吊裝施工法20
- 2.2.3 轉體施工法20-21
- 2.2.4 混合施工法21-22
- 2.3 管內混凝土的灌注技術22-23
- 2.3.1 人工逐段澆筑法22
- 2.3.2 泵送頂升澆筑法22-23
- 2.3.3 高位拋落免振搗法23
- 2.4 外包混凝土的施工技術23-25
- 2.5 本章小結25-26
- 第三章 外包混凝土施工階段仿真分析26-38
- 3.1 昭化嘉陵江特大橋的模型分析26-31
- 3.1.1 建模方法與思路26-28
- 3.1.2 主要材料及其參數(shù)28
- 3.1.3 主要結構截面特性28-30
- 3.1.4 邊界條件和主要的施工荷載工況30
- 3.1.5 模型簡化采用的假定30-31
- 3.1.6 施工順序31
- 3.1.7 有限元模型中的“激活”與“鈍化”功能的應用介紹31
- 3.2 外包混凝土施工階段仿真分析的影響因素31-36
- 3.2.1 材料非線性的影響31-32
- 3.2.2 鋼管初應力的影響32-34
- 3.2.3 鋼管混凝土脫空值的影響34-35
- 3.2.4 內力疊加法和應力疊加法的選取35-36
- 3.2.5 鋼管混凝土勁性骨架拱橋施工階段的驗算方法36
- 3.3 本章小結36-38
- 第四章 全截面連續(xù)澆筑外包混凝土方案研究38-62
- 4.1 連續(xù)澆筑外包混凝土原理38-39
- 4.2 外包混凝土連續(xù)澆筑的實現(xiàn)機構39-42
- 4.2.1 斜拉扣索的設置39-41
- 4.2.2 斜拉扣索的機構41-42
- 4.3 斜拉扣索的分析計算42-47
- 4.3.1 斜拉扣索的布置和索力42-44
- 4.3.2 斜拉扣索的調載效果44-47
- 4.4 連續(xù)澆筑對勁性骨架的影響分析47-61
- 4.4.1 連續(xù)澆筑對勁性骨架應力的影響47-58
- 4.4.2 連續(xù)澆筑對勁性骨架撓度的影響58-60
- 4.4.3 連續(xù)澆筑對勁性骨架穩(wěn)定性的影響60-61
- 4.5 本章小結61-62
- 第五章 分環(huán)連續(xù)澆筑外包混凝土方案研究62-83
- 5.1 斜拉扣索索力的分析計算62-66
- 5.1.1 拱肋混凝土澆筑程序62-63
- 5.1.2 斜拉扣索在分環(huán)連續(xù)澆筑混凝土中的調載效果63-66
- 5.2 分環(huán)連續(xù)澆筑對勁性骨架的影響分析66-82
- 5.2.1 分環(huán)連續(xù)澆筑對勁性骨架應力的影響66-78
- 5.2.2 分環(huán)連續(xù)澆筑對勁性骨架撓度的影響78-81
- 5.2.3 分環(huán)連續(xù)澆筑對勁性骨架穩(wěn)定性的影響81-82
- 5.3 本章小結82-83
- 第六章 多點均衡澆筑外包混凝土的方案研究83-92
- 6.1 廣元昭化嘉陵江特大橋混凝土澆筑方案介紹83-84
- 6.2 多點均衡澆筑的最不利受力狀態(tài)84-90
- 6.3 多點均衡澆筑對勁性骨架撓度的影響90
- 6.4 多點均衡澆筑對勁性骨架穩(wěn)定性影響90-91
- 6.5 本章小結91-92
- 第七章 外包混凝土澆筑最優(yōu)方案的分析92-94
- 7.1 概述92
- 7.2 最優(yōu)方案的分析討論92-93
- 7.3 本章小結93-94
- 第八章 結論與展望94-96
- 8.1 結論94-95
- 8.2 展望95-96
- 致謝96-97
- 參考文獻97-99
- 在校期間發(fā)表的論著及參與的科研項目99
- 一、攻讀研究生期間發(fā)表的學術論文99
- 二、攻讀研究生期間參與的科研項目99
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