大跨混凝土箱型拱桥斜拉扣挂系统与施工工艺分析研究

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二十一世纪以来,钢筋混凝土拱桥由于取材方便、跨越能力强等特点而受到桥梁工程师的青睐,并在桥梁建设领域得到广泛应用。考虑到施工安全、经济等因素,施工方法的选择成为了工程师们首要思考的问题之一。斜拉扣挂法不仅在施工费用、施工周期以及环境保护等方面具备相对优势外,而且能很好应对那些不利因素,譬如险峻的峡谷以及湍急的河道等较为复杂的场地,因而在我国的桥梁工程领域具有广阔的发展前景。本文以牛路河特大桥(195m跨度上承式钢筋混凝土拱桥)为工程背景,鉴于该桥跨度大、场地复杂以及拱箱吊装重量大等现场实际情况,为保证其主拱圈安全顺利合龙,本文将对其采用的施工工艺展开具体研究,主要工作包括:(1)回顾国内外钢筋混凝土拱桥的发展历程,并结合桥梁建造典型工程实例分析各施工方法的发展现状及其优缺点。(2)总结目前常用扣索力模拟与计算方法,并在界定各自概念的基础上对其适用范围、优缺点进行对比分析。(3)采用有限元软件BRanalysis与Midas/Civil对拱箱吊装施工过程进行分析,利用改进零位移法和弹性-刚性支撑法对扣索索力展开计算与对比分析,继而运用Midas/Civil中的未知荷载系数法优化牛路河特大桥拱箱各吊装阶段中的扣索索力,使得优化后的扣索索力、施工阶段截面应力大小及松索后线形形状能够满足施工要求。(4)对于扣索数量、扣索角度以及拱脚封铰时机问题,本研究通过比较不同方案下主拱圈施工中的截面应力大小、稳定性高低以及松索后线形形状,由此确定合理的方案以指导实际施工。
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