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无背索斜拉桥的施工监控分析研究

马健峰  
【摘要】:随着社会经济发展和城市建设水平的提高,桥梁设计和建设不仅仅要满足交通的需要,还应该与所建地的景观相协调,往往成为当地的地标性建筑。其中无背索斜拉桥是对传统斜拉桥造型的突破,是一种更为美观的桥型。无背索后倾的桥塔和纤细的桥面表现出强大稳固的力量感,给人一种醒目感受,像一艘扬帆远航的帆船。但因为仅有单侧索,要依靠斜塔的自重力矩来平衡斜拉索的倾覆力矩,受力变得较为复杂,施工监控难度大。为此,本文以林州迎宾大桥——塔梁墩固结无背索斜拉桥为依托工程,对无背索斜拉桥的施工监控问题进行了分析和研究,主要研究内容有:(1)利用有限元方法建立林州迎宾大桥的理论计算模型,采用正装倒拆迭代法进行施工过程模拟分析,达到一次张拉使成桥时索力和设计索力相一致的目标。并对施工过程进行分析,验证施工过程的合理性和安全性,为施工工序的调整和施工监控提供依据。(2)根据迎宾大桥的结构特点、施工工艺和有限元仿真分析结果,制定了迎宾大桥的施工监控方案,确定迎宾大桥倾斜桥塔的施工方案和施工顺序;并对迎宾大桥施工过程中主梁和桥塔的变形、应力以及斜拉索张拉索力进行监测分析,对施工过程进行全程控制。(3)考虑无背索斜拉桥主梁和桥塔线形的相互影响,以迎宾大桥主梁和桥塔的线形为控制目标,进行结构参数敏感性分析,确定结构自重和斜拉索张拉力是桥梁施工的主要敏感性参数,大钢管支架的刚度不属于本桥的敏感性参数。(4)对桥塔混凝土浇筑过程中水化热的温度、应力分布进行建模分析,并在塔内布置温度传感器监测温度高低和分布,根据温度变化规律,确定桥塔浇筑节段高度和浇筑后的拆模时间,为华北地区春季大体积混凝土施工提供参考。(5)在实际施工监控过程中,根据控制截面线形和应力实测值和理论值之间的对比分析。以线形控制为目标,应用最小二乘法对C1、C2张拉阶段斜拉索张拉力进行修正,降低了线形理论值与实测值的偏差,索力实测值与理论值基本吻合。成桥后,线形和索力符合规范要求,监控效果良好。


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