混凝土斜拉桥前进与倒退分析不闭合问题研究

发布时间：2020-06-09 02:45

【摘要】：混凝土斜拉桥因跨度大、美观实用等优点,在大跨桥梁中应用广泛。由于混凝土斜拉桥属于复杂高次超静定结构体系,其设计和施工均较为复杂,尤其是合理成桥状态与施工合理索力的确定。首先,本文基于国内外既有研究成果,调研并分析比较了合理成桥状态及合理施工状态确定的方法。其次,为解决采用前进分析与倒退分析法确定施工状态过程中存在的不闭合问题,开展了不闭合问题因素分析及提出对应的解决措施。基于此,利用有限元软件Midas Civil建立三维模型,对依托工程金南大桥进行了不闭合因素分析,并进一步分析了各因素的影响程度。最后,基于无应力状态法解决不闭合问题,求得各施工阶段控制参数,为斜拉桥施工控制提供了理论依据。本文主要工作如下:1、以金南大桥为背景,分析了合理成桥状态的各个优化方法,比较了各自方法的优缺点;2、建立一套倒退分析模型与前进分析模型,分析可知,采用前进分析与倒退分析方法确定施工阶段索力时,按倒退分析得到的结果进行前进分析计算,最终结果与设计理想状态不闭合;影响前进分析与倒退分析不闭合的因素主要包括结构体系转换因素、几何非线性因素、收缩徐变因素、结构预应力因素;3、针对各自因素引起的不闭合问题,对不闭合因素进行原因分析,提出了解决各自因素引起的不闭合问题的措施:对于体系转换因素引起的不闭合,可采用调索方法、在前进分析中安装支座前施加反力、倒退分析时将临时固结边界定为结构变形前使两方法对应阶段状态一致;采用均考虑几何非线性的倒退-前进分析方法且提高收敛精度,可将几何非线引起的不闭合影响降到最低;收缩徐变因素与预应力因素引起的不闭合可采用倒拆-正装迭代法,使成桥索力与目标索力闭合,成桥状态向目标状态靠近;4、在实际工程金南大桥基础上进行了不闭合因素影响程度分析,分析可知:由收缩徐变因素导致的不闭合影响最大,其次为体系转换因素,最后为几何非线性因素;5、介绍了无应力状态法基本原理,探讨了收缩徐变对主梁线形的影响;最后,采用无应力状态正装迭代法解决收缩徐变引起的不闭合问题,并在此基础提取施工控制参数,为斜拉桥施工提供理论依据。
【图文】：

辅助墩,索塔,前支点挂篮,悬臂施工

第一章绪论图1.4-4 金南大桥实桥1.4.2 施工工艺主桥采用前支点挂篮工法悬臂浇筑施工，由索塔朝两侧对称施工。主桥施工顺序为：首先完成下部结构施工，然后进行索塔上部结构施工；主梁 0#~2#节段采用搭设支架平台现浇方式施工；主梁从 3#（3'#）节段开始采用前支点挂篮悬臂施工，直至悬臂施工结束；先进行边跨合龙，再进行中跨合龙；合龙完成后进行全桥二次索力调整；进行辅助墩剩余结构施工，安装辅助墩支座；进行桥面二期铺装、安装桥面附属设施。1.4.3 施工阶段划分表1.4.1 金南大桥施工阶段划分Step1：施工桩基、承台、索塔、交界墩和辅助墩；辅助墩留顶部 5 米待全桥合龙后施工；完成索塔所有预应力张拉和锚固。Step2：设置临时固结，，托架浇筑主梁 0#~2#（0#~2'#）块件，张拉纵横向预应力钢束，安装并测试挂篮。5

弯矩图,梁单元,弯矩图,主塔

9 张拉 4#索 / /采用综合法求解一组成桥状态，其弯矩、轴力、位移图如图所示。图3.2-2 合理成桥状态梁单元弯矩图图3.2-3 合理成桥状态梁单元轴力图图3.2-4 合理成桥状态全桥位移等值线主梁弯矩分布较为均匀，主塔水平变位移基本控制在 10-3范围内，主塔承受轴向压力，符合“塔直梁平”的合理成桥原则。22
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.4;U448.27

【参考文献】