连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 16次 | 上传用户:zxhua2006
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桥梁施工时除了要考虑现有的施工技术设备和环境条件等因素的限制外,还要考虑到桥梁结构形式的影响,不同的施工方法对施工阶段的桥梁影响不同。有些桥梁的设计是由施工过程中产生的内力所决定的,由于施工方法的不同,施工过程中产生的内力与变形成为研究的焦点,因而对梁-拱组合桥梁进行施工阶段分析研究,利用数值分析方法和实时测量得到的数据来指导施工是非常有意义的。专家学者多对桥梁的成桥后的分析研究比较多,而对于施工过程中的力学性能变化研究相对较少,由于桥梁跨度比较大,施工设备也相应的比较复杂,施工设备及施工材料的重量对桥梁受力有较大影响,因此对施工过程中的关键施工阶段进行研究是非常必要的。本文主要针对大跨度连续梁-拱组合桥梁的研究现状以及存在的问题,结合西宝客运专线(63.4+136+63.4)m连续梁-拱组合桥梁工程实例,对连续梁拱组合桥梁施工关键阶段的力学性能、吊杆张拉力的优化和吊杆张拉次序对吊杆初张拉力的影响等方面进行了研究分析。采用数值分析方法,根据实际施工情况建立考虑桥梁施工过程的有限元模型,分析桥梁施工过程中的主梁及拱肋的力学性能,通过计算可知:桥梁跨中截面高度较小所以受内力影响较大,张拉吊杆阶段和二期荷载铺装阶段内力变化较大;拱肋在施工过程中进行吊杆初张拉和二期荷载铺装时变化较大;由于桥梁在施工工程中存在不对称施工的情况,为了保证桥梁的施工安全和受力合理在桥梁边跨施加了配重,经计算配重大小设置合适能够满足施工要求;由于拱肋支架架设在主梁上,对下部主梁造成了一定影响,经计算主梁未出现拉应力,满堂支架施工产生的荷载较大,建议采用少支架施工的方法进行架设,可以减小主梁变形改善主梁应力;在拱肋架设阶段,拱肋支架产生沉降时会使得拱肋拱脚处应力显著增大,应加强施工中的线形监测,严格控制拱肋线形,及时调整偏差;拱肋合拢温度的不同对成桥后桥梁拱肋受力也有很大影响,经计算采用年平均温度(即设计合拢温度)进行合拢可以保证拱肋应力在较小的范围内变化,有利于拱肋耐久性的发挥;结合最小弯曲能量法与影响矩阵理论对吊杆目标张拉力进行了优化,并结合影响矩阵对吊杆张拉顺序进行了比较计算,经计算采用对称间隔张拉方法进行张拉可以减小吊杆张拉时对主梁结构的影响。
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