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独塔单索面混凝土斜拉桥换索技术研究

作　者: 唐峰
导　师: 向中富；张雪松
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜拉桥 索力优化 换索工程 换索设计
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


近年来,斜拉桥在全世界得到了迅速的发展,过去50年内,全世界修建了300余座斜拉桥。由于斜拉索的防护技术不尽完善,在运营若干年后,不可避免地会出现斜拉索腐蚀问题,国内外很多斜拉桥都已经或者即将面临换索的问题。如何安全有效地对斜拉桥进行换索施工,成为迫在眉睫需要解决的问题。通过换索对原桥的线形与内力进行改善,是换索设计主要目标,但换索设计如果未能准确地模拟换索前结构的线形与索力(内力)状态,就会导致换索完工后结构的线形与索力与设计目标值相差较远。本文首先以索力优化理论为基础,利用最小余能原理,建立了通过换索改善结构线形与内力的理论和方法。然后以重庆石门大桥换索工程为背景,以换索前实测的索力和线形为换索设计基准,应用桥梁结构分析软件MIDAS建立换索分析模型,通过调索等技术手段使模型索力与换索前实测索力逼近,以此为换索的出发点,按换索设计的方案与工序,对换索进行全过程分析,得到换索后的计算索力和线形。换索后,对结构内力状态进行评估。最后,对换索工程的施工技术、工艺进行了总结与探讨,并且对工程重点、难点进行详细的分析并提出解决方案,以及对关键施工技术、工艺的应用。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 斜拉桥的发展概况  7-10
  1.2 斜拉桥的使用现状及出现的问题  10-12
  1.3 换索设计常规做法及其不足  12-14
  1.4 本文的主要研究内容  14-15
第二章 斜拉桥换索问题的提出  15-26
  2.1 斜拉索的防护方法  15-20
    2.1.1 柔性索防护  15-17
    2.1.2 半刚性索防护  17
    2.1.3 刚性索防护  17
    2.1.4 当今拉索防护主流技术  17-20
  2.2 斜拉索损伤原因  20-22
    2.2.1 斜拉索的腐蚀、疲劳影响  20-21
    2.2.2 施工质量不好及养护不当  21
    2.2.3 索梁、索塔锚固点处的损伤及其疲劳抗力的降低  21-22
    2.2.4 其它原因造成的拉索损伤  22
  2.3 斜拉桥实际状态与理想状态产生偏差的原因  22-23
  2.4 改进换索设计的思路  23-25
  2.5 小结  25-26
第三章 换索理论分析与优化设计  26-37
  3.1 斜拉桥结构分析特点  26-28
  3.2 换索、调索的控制原则  28
  3.3 换索结构分析  28-32
    3.3.1 换索计算图式  29-31
    3.3.2 换索过程内力分析及目标函数的确定  31-32
  3.4 换索目标优化分析  32-34
  3.5 换索、调索优化的计算机实现过程  34
  3.6 换索、调索优化目标的确定  34
  3.7 换索、调索施工顺序  34-35
  3.8 小结  35-37
第四章 换索实例分析  37-65
  4.1 工程概况  37-38
  4.2 结构计算分析  38-40
    4.2.1 结构模型建立  38-39
    4.2.2 结构模型中技术问题的处理  39-40
  4.3 结构计算结果  40-45
  4.4 换索监控方案  45-49
    4.4.1 施工监控监测目的  45
    4.4.2 施工监控监测的主要内容  45-46
    4.4.3 施工监控监测方法  46-48
    4.4.4 施工监控监测质量保证体系  48-49
  4.5 换索过程监控  49-63
    4.5.1 确定斜拉索更换顺序  49-50
    4.5.2 桥面标高变化  50-58
    4.5.3 塔顶偏位  58
    4.5.4 索力  58-63
    4.5.5 主梁应力  63
  4.6 小结  63-65
第五章 换索施工  65-81
  5.1 全桥换索前的技术检测  65-69
    5.1.1 索塔塔项位移的检测  65-66
    5.1.2 主梁线形(高程)检测  66-67
    5.1.3 斜拉索索力的检测  67-68
    5.1.4 主梁各控制部位应力的检测  68
    5.1.5 桥梁自振特性及振动水平检测  68
    5.1.6 斜拉索保护层、钢拉索锈蚀情况及拉索锚头锈蚀情况的检测  68
    5.1.7 混凝土裂缝和钢筋锈蚀情况的检测  68
    5.1.8 桥梁附属设施的检测  68-69
  5.2 施工工艺流程及简介  69-74
    5.2.1 施工总体安排  69
    5.2.2 旧索拆除  69-72
    5.2.3 新索安装  72-74
  5.3 对工程重点的分析及解决方案及关键施工措施、工艺的应用  74-79
    5.3.1 旧斜拉索拆除  74-76
    5.3.2 新拉索挂索  76-78
    5.3.3 张拉控制  78-79
    5.3.4 斜拉索防护  79
    5.3.5 换索顺序  79
  5.4 小结  79-81
第六章 总结与展望  81-83
  6.1 结论  81-82
  6.2 展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-86
附录A 上游换索编号及换索顺序示意图  86-87
附录B 下游换索编号及换索顺序示意图  87-88
在学期间发表的论著及取得的科研成果  88

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 斜拉桥
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