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《天津大学》 2005年
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大跨度异型截面拱桥静动力分析与施工监测

张磊  
【摘要】:拱桥是现代大跨度桥梁具有竞争力的桥型之一。随着人们越来越重视桥梁的建筑美学,跨度和构件截面复杂性的增大,拱桥的施工监测对保证桥梁的顺利建成起着重要的作用。拱桥的施工监测的目的是了解在施工过程中结构的工作状态,特别是要了解关键构件的受力和变形情况,以便及时予以调整。因此,拱桥的施工监测是确保施工安全与成桥质量至关重要的一环。本文以天津开发区已建成的一座异型截面的钢筋混凝土拱桥——跨京津塘上承式两铰拱为背景,研究和解决施工中关键构件的内力和变形问题,为施工监测理论提供依据。 本文研究的一项内容旨在对大跨度异型截面拱桥施工中所遇到的主要问题进行探讨,应用有限元分析软件——ANSYS对该桥建立全桥空间模型,对该大跨度异型截面拱桥所具有的静力特征进行分析,提出各构件内力和挠度影响线,分析各构件在不同施工过程和成桥活载作用下的内力理论计算值,为确定测试传感器的安装截面和测点位置提供必要的依据;而且还要对该拱桥进行全桥结构的动力特性分析,得出全桥的自振频率和主要振型,并探讨了材料特性、拱肋刚度、横撑和支承条件对其动力特性的影响。 本文研究的另一项内容是对该大跨度异型截面拱桥进行施工监测和成桥荷载试验,利用先进的测试仪器,对施工过程和成桥后各主要承力构件的内力和变形进行实时跟踪监测和控制,得出施工各阶段和成桥后拱桥各构件的应力变化规律以及成桥后的动力特性,并且与理论分析得出的结果进行比较,及时对设计和施工提出合理的改进建议。 结果表明:运用该论文的计算模型对该大跨度异型截面拱桥进行结构分析是可行的,而且成功地解决了该大跨度异型截面拱桥施工监测中索力测试和混凝土内部应力测量的关键问题,验证了该桥的受力性能(包括刚度和承载能力)满足规范要求,为今后类似桥梁工程的建设提供较大的指导意义和推广应用价值。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U441.5

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