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《浙江大学》 2003年
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预应力混凝土斜拉桥施工控制的关键技术研究

汪劲丰  
【摘要】: 现代斜拉桥属高次超静定结构,设计和施工的难度都较大。斜拉索是斜拉桥结构中重要的受力构件,索力合理与否直接关系到结构的安全和经济性。对于分段施工的P.C.斜拉桥,施工过程中由于受温差、收缩、徐变等因素影响,再加上混凝土的强度不高,成桥后内力和线形可调的范围都较小,对施工过程的严格控制是实现设计成桥目标的保证。本文以文晖大桥为背景,就恒载索力优化、悬浇过程控制及索塔和主梁分段施工过程的空间分析等问题进行研究。 用虚拟层合梁单元对结构进行计算,以梁和塔的最大应力最小为优化目标,采用有限元计算同优化分析相结合的方法来确定斜拉桥的合理成桥恒载索力,文晖大桥成桥恒载索力的优化结果表明该方法简单、高效、适用。根据挂篮前端牵索锚固点处的变形协调条件建立了挂篮上混凝土浇筑过程中牵索索力的增加量,并推导了挂篮上混凝土浇筑过程中的各主要工况下挂篮前端标高的计算公式,对文晖大桥挂篮上混凝土浇筑过程中的牵索索力和挂篮前端标高进行了细致地控制,确保了混凝土浇筑的顺利进行,为整个主梁线形和索力的双控打下了良好的基础。对预应力混凝土桥梁结构空间分析中的预应力效应模拟问题进行了研究,提出了用等效节点荷载来模拟预应力效应、将预应力损失分成两类来考虑,解决了空间分析预应力效应的模拟问题。 根据文晖大桥索塔的实际施工过程建立了空间分析模型,采用实体退化单元对索塔施工过程中结构的应力状态进行了研究。索塔应力理论值同测试值的比较分析表明:通过扣除初读数的方法,可大大减小应力测试值中非应力成份,能取得良好的应力测试效果。 建立了文晖大桥主梁施工过程的空间分析模型,采用实体退化单元对主梁分段施工过程中的变形、索力及应力进行了空间模拟分析,分析中考虑了纵横向预应力效应和混凝土徐变的影响。空间分析结果、平面分析结果与实测结果这三者的比较表明:在PC斜拉桥施工控制中,用平面杆系理论进行结构分析存在一定的模型误差,尤其在主梁的变形分析上;纵桥向正应力沿横向分布的不均匀性明显,用平面杆系理论没法很好地考虑此效应。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU455

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