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大跨径系杆拱桥施工监控若干关键技术研究

王成树  
【摘要】:以南京至杭州高速公路南河特大桥的施工为工程背景,对大跨径钢管混凝土系杆拱桥施工监控的关键技术进行了研究。 为了现场监测大跨度系杆拱桥系杆混凝土的应力,采用对实测应变进行分离的方法,扣除了由于温度变化、混凝土收缩徐变产生的应变。结果表明所采用的方法是可行的,达到了合理的精度。当系杆采用分段现浇的方法时,由于很难保证预应力钢束孔道接头处平顺,可能导致实际的k值比规范取值偏大,应进行现场预应力钢束张拉的摩阻试验,实测k值用于预应力混凝土系杆的应力监测与张拉控制的应力修订。 以吊杆振动方程为基础,在深入研究了吊杆的边界条件、弯曲刚度等因素对系杆拱桥柔性吊杆索力测试的影响的基础上,建议了柔性吊杆索力测试实用计算方法。使用测量到的一阶振型的固有频率,便可由该实用方法很容易地计算出吊杆的索力。通过用实用方法算得的值与实测值和有限元算得结果的比较,证明了实用方法公式是可靠的。通过现场索力标定,以吊杆计算长度和弯曲刚度为参数,提出的拉索参数识别方法,有效地提高了索力测试的精度并大大减少了标定的工作量,同时解决了拉索弯曲刚度的取值问题。 对于吊杆初始张拉力的确定,将零位移法、刚性支承连续梁法和最小能量法用于南河特大桥吊杆初始张拉力研究,发现零位移法不宜用来确定刚性系杆刚性拱结构的吊杆张拉力,因为该法求解的索力不合理(出现压力)。当系杆抗弯刚度和拱肋抗弯刚度接近时,使用刚性支承连续梁法和不带约束方程的最小能量法能达到满意的结果,但是不带约束方程的最小能量法效果更好,结构内力分配更均匀。随着系杆刚度的减少,刚性支承连续梁法和不带约束方程的最小能量法也不再适用,建议采用带约束的最小能量法,否则系杆的变形太大,无法通过设置预拱度来消除。


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