部分勁性骨架鋼筋混凝土拱橋懸臂施工索力優(yōu)化初步研究.pdf

1、鋼筋混凝土拱橋具有承載力大，受力狀態(tài)明確，經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點，是地質(zhì)條件良好地區(qū)的理想橋型之一。隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展，越來越多的大跨徑混凝土拱橋出現(xiàn)，橋梁施工方法也不斷向著適應(yīng)大跨徑拱橋修建的方向發(fā)展。目前國內(nèi)外修建大跨徑拱橋常用的施工方法有轉(zhuǎn)體施工、懸臂施工、勁性骨架施工等方法，近年來，大跨徑混凝土拱橋大多采用懸臂施工、勁性骨架法修建。拱橋懸臂澆筑施工是利用掛籃現(xiàn)場澆筑拱圈節(jié)段，待混凝土強度達(dá)到要求后用拉索扣掛拱圈節(jié)段并張拉，斜拉扣索另一

2、端錨固在臨時索塔上，索塔另一側(cè)用鋼絞線錨固于后錨固塊上。索塔斜拉扣掛體系可以降低拱圈施工過程中的負(fù)彎矩，保證施工過程中拱圈的安全，待拱圈合龍后拆除臨時扣索。所以確定臨時扣索的張拉索力值對拱橋懸臂施工過程的安全及達(dá)到合理成橋狀態(tài)都有重要意義。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先開展了關(guān)于懸臂施工混凝土拱橋發(fā)展現(xiàn)狀、索力優(yōu)化研究現(xiàn)狀及混凝土拱橋施工工藝的調(diào)研工作。詳細(xì)闡述了目前混凝土拱橋常用的施工方法，及索力優(yōu)化的計算方法，對這些

3、方法進(jìn)行了總結(jié)和討論。
　　(2)鋼筋混凝土拱橋懸臂施工拱圈的受力狀態(tài)決定索力以控制拱圈應(yīng)力為主，控制線形為輔，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法直接針對應(yīng)力水平進(jìn)行優(yōu)化并不能使拱圈結(jié)構(gòu)施工全過程受力最優(yōu)。因此，本文提出一種施工全過程的索力最優(yōu)理論，核心是求施工階段之間最大彎矩最小的平衡點，并介紹了其力學(xué)基礎(chǔ)，分析了扣索角度與吊點位置的影響。
　　(3)由于鋼筋混凝土拱橋主拱圈不需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，所以懸澆過程是拱圈受力的最不利狀態(tài)。故拱圈懸臂

4、施工階段可先不考慮成橋后拱圈的受力是否與1次成橋內(nèi)力一致，僅需滿足施工階段的內(nèi)力最優(yōu)，保證施工過程中拱圈的安全。采用midas索力優(yōu)化功能計算了滿足最大懸臂狀態(tài)內(nèi)力與線形要求的初始索力，然后采用改進(jìn)的應(yīng)力平衡法對所得的初始索力進(jìn)行優(yōu)化，使拱圈施工全過程中的應(yīng)力在理想范圍內(nèi)。
　　(4)采用空間梁單元模擬勁性骨架，板單元模擬外包混凝土。對勁性骨架吊裝與外包混凝土施工過程進(jìn)行計算分析。
　　(5)確定了烏江大橋復(fù)線橋的施工控制方