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大跨度拱桥的施工优化分析

罗波  
【摘要】: 大跨径钢筋混凝土拱桥以其优美的造型和经济的跨径,在我国得到了广泛的应用。目前大部分钢筋混凝土拱桥采用无支架缆索吊装法施工。为更加经济安全,对大跨度拱桥施工阶段各状况进行优化是十分必要的。 在广泛研究国内外已有相关文献的基础上,本文以湖南吊井岩大桥(净跨130m的钢筋混凝土箱型拱桥)为工程背景,对大跨度拱桥的拱肋安装技术进行了研究,阐述了几种常用的大跨度拱桥施工方法的优缺点,采用优化计算方法,以确定最佳的施工方案;总结和比较了目前几种常用的合理扣索索力计算方法;运用一种基于优化理论的确定合理扣索扣点位置的计算方法,以更好地保证施工阶段拱肋最大拉应力不超过抗拉强度;编制了大跨度钢筋混凝土拱桥的立柱加载顺序优化的命令流程序,对拱上立柱加载顺序进行优化。本文的主要研究工作如下: (1)在仔细研究国内外相关文献的基础上,对目前几种常用的拱桥施工方法及施工工序进行了综合阐述,并对各种施工方法的优缺点进行了分析和总结; (2)对缆索吊装、斜拉扣挂施工方法的扣索索力的几种计算方法的优缺点进行了分析比较,结合实际工程,采用不同的计算方法对扣索索力进行了计算和分析; (3)利用大型通用有限元软件ANSYS,建立拱肋安装的有限元模型,采用优化计算方法,分别以扣索索力和拱肋最大拉应力为优化目标,对扣索合理扣点的确定进行了详细计算分析; (4)以各个工况下拱圈变形最小为优化目标,利用ANSYS编程语言APDL编制了对大跨度拱桥的加载顺序进行优化计算的命令流,有效地对拱上立柱的加载顺序进行了优化计算。


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