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钢管混凝土系杆拱桥施工过程关键技术分析研究

作　者: 张连海
导　师: 刘凡
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: 钢管混凝土 系杆拱桥 中横梁 最优序列矩阵法 顺序优化 叠加原理 半刚性吊杆 张拉力 索力测量
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁建筑发展的新技术,具有自重轻、强度高、抗变形能力强等优点。它较好地综合满足了修建桥梁所需要的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大等诸多要求,是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。大跨度钢管混凝土拱桥是一种自架设体系结构,结构的刚度是分阶段逐渐组合而成的,整个施工过程复杂而又漫长,因此施工过程的仿真计算分析及相应施工阶段结构的位移、内力实时监测是十分必要的。本文以苏州市浒墅关镇兴贤大桥施工监控为工程背景,对钢管混凝土系杆拱桥施工过程中的两个关键问题进行了一定的分析与研究,主要内容如下:系杆拱桥中横梁施工安装过程中,不同的安装顺序对拱肋内力的影响也不同,若顺序选择不当,会造成施工过程中拱肋内力为安装结束状态的数倍。本文提出最优序列矩阵法,同时编制出中横梁安装顺序优化分析程序,并应用于苏州市兴贤大桥横梁安装顺序优化,确保了桥梁施工的安全顺利进行。最优序列矩阵法原理简单、方便实用,在符合或近似符合叠加原理并涉及顺序选择方面的工程问题中,都可以采用该方法进行优化,如:吊杆的张拉顺序、中横梁的安装顺序、桥面板的安装顺序、桥面铺装的施工顺序等,可见,该方法实用性较强,具有广泛的应用前景。在系杆拱桥吊杆张拉施工过程中,由于不同吊杆存在前后张拉顺序,从而使后批张拉的吊杆对先批张拉的吊杆索力产生影响。若直接按照设计规定的索力进行张拉,则吊杆最终索力不可能满足设计要求。因此,吊杆初始张拉力的确定是系杆拱桥施工过程中的关键问题。而在吊索外增加一定厚度的钢套管保护,则会给施工过程中索力的测量造成一定困难。本文结合具有半刚性吊杆结构的兴贤大桥,对外带钢套管的半刚性吊杆初始张拉力进行了优化分析和计算,并提出一种半刚性吊杆索力测量方法。通过在苏州市兴贤大桥施工监控过程中的应用,证明该测量方法方便、适用,可为同类工程提供一定的借鉴。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 钢管混凝土拱桥的应用和发展概况  10-14
    1.1.1 钢管混凝土结构的优越性  10-11
    1.1.2 钢管混凝土拱桥的应用和发展  11-13
    1.1.3 钢管混凝土拱桥在我国迅速发展的原因  13-14
  1.2 钢管混凝土拱桥施工方法及施工控制中存在的问题  14-19
    1.2.1 钢管混凝土拱桥施工方法概述  14-18
    1.2.2 钢管混凝土拱桥施工控制中存在的问题  18-19
  1.3 本文研究的主要内容  19-22
    1.3.1 课题来源及工程背景  19-21
    1.3.2 课题研究的主要内容  21-22
第二章 钢管混凝土拱桥横梁安装顺序的优化分析  22-34
  2.1 概述  22-25
    2.1.1 横梁施工工艺介绍  22-24
    2.1.2 横梁施工安装顺序对结构受力的影响  24-25
  2.2 最优序列矩阵法基本原理  25-27
    2.2.1 影响矩阵法的基本原理  25
    2.2.2 最优序列矩阵法的基本过程  25-27
  2.3 横梁安装顺序的优化分析  27-33
    2.3.1 横梁安装顺序优化分析程序  27
    2.3.2 优化分析结果与评价  27-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 系杆拱桥半刚性吊杆初始张拉力分析与测定  34-52
  3.1 吊杆分类  34-35
    3.1.1 刚性吊杆  34
    3.1.2 柔性吊杆  34
    3.1.3 半刚性吊杆  34-35
  3.2 吊杆初始张拉力计算方法  35-38
    3.2.1 影响矩阵法  35-36
    3.2.2 倒拆法  36
    3.2.3 迭代法  36-38
  3.3 半刚性吊杆初始张拉力分析  38-44
    3.3.1 半刚性吊杆构造  38-40
    3.3.2 吊杆张拉力学模型  40
    3.3.3 吊杆初始张拉力计算  40-44
  3.4 吊杆索力的测量方法  44-47
    3.4.1 索力测量方法概述  44-45
    3.4.2 压力表测定法  45
    3.4.3 压力传感器测定法  45-46
    3.4.4 频率法  46-47
  3.5 半刚性吊杆索力测量  47-50
    3.5.1 半刚性吊杆索力测量的基本原理  47-50
    3.5.2 索力测量结果的数据分析  50
  3.6 本章小结  50-52
第四章 结论与展望  52-54
  4.1 本文工作总结  52
  4.2 进一步工作设想  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
作者简历  58
攻读硕士学位期间所发表的论文  58

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 施工技术
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