多段索异形塔斜拉桥索力计算探讨开题报告
2020-04-13 14:30:04
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 国内外斜拉桥发展概况
斜拉桥由于其跨越能力较大,受桥下净空和桥面标高的限制少,抗风稳定性好,在现代桥梁结构中运用广泛。但该类桥型结构复杂,高超静定次数以及施工工序复杂,施工过程的控制显得尤为重要,施工过程及其质量决定结构的成桥状态。随着世界范围内斜拉桥的高速建设,人们在追求力学性能及经济指标的同时,开始关注桥梁作为景观的美学功能,尤其是在一些城市景观桥的建设上,建筑美学及环境因素成为重要的评价指标。伴随着这一发展趋势,国内外出现了各种新颖的构思,结构类型及材料也不断创新。早期桥塔及索面形式较为单一,如今则逐渐涌现了出许多采用新颖桥塔样式,且具有复杂空间索面的斜拉桥。该类桥的特点是施工技术难度高,拉索为空间布置形式,空间定位及各阶段的受力体系尤为复杂。相关人员除了需要对施工过程进行优化分析,提出合理的施工方案外,还需对复杂索力情况进行计算。不仅如此,实际施工过程中,一旦施工工况变化,例如张拉顺序改变,针对桥梁施工阶段理想状态的索力调整将更为繁琐。
1.2桥梁施工阶段理想状态的索力确定方法
现有桥梁施工阶段理想状态的确定一般采用三种方法:倒拆计算法、正装计算法和无应力状态法。倒拆计算法以设计规定的成桥目标状态作为计算的起点,按桥梁建造过程的逆向顺序进行倒拆计算,以确定桥梁施工安装各阶段结构的内力状态、结构位移状态和斜拉索张拉的索力值。只要在倒拆计算中保证拆除单元是零应力,拆除支座在设计位置是零反力,在不考虑混凝土结构收缩、徐变影响的前提下,则按倒拆计算确定的顺序和斜拉桥张拉索力值进行正装,安装桥梁结构构件形成的成桥状态一定自动符合设计规定的目标状态。混凝土的收缩、徐变可以通过迭代计算来解决。
正装计算法是按照桥梁施工安装的顺序,分阶段分步骤模拟计算结构的实际形成过程,以确定施工各阶段结构的内力状态和线形。施工各阶段结构内力和构件单元的安装高程怎样确定才能满足桥梁建成后的状态满足设计要求是正装计算法的最大难点。倒拆计算法以结构的倒拆计算建立了施工状态与最后成桥状态之间的联系,正装计算法可以以试算的方法来建立结构施工的中间状态,并使结构施工的中间状态的内力和线形满足成桥目标的要求。
2. 研究的基本内容与方案
以湖北随州厥水一桥为工程背景,介绍无应力状态法理论在复杂空间索面斜拉桥施工中间状态索力的确定以及调索中的应用,通过计算证明该理论的可行性与优越性。
拟采用的技术方案及措施如下所示:
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调查搜集斜拉桥分析的相关资料与软件,归纳索力计算的有关方法,对斜拉桥施工控制的目的、内容和方法以及斜拉桥合理成桥状态、合理施工状态确定的计算方法进行阐述;
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第1周,调查收集斜拉桥分析的有关资料和软件;
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第2周,阅读背景项目设计文件,了解桥梁具体施工过程;
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第3周 对索力计算的有关方法进行初步归纳,编排研究进度,提出开题报告;
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秦顺全. 斜拉桥安装无应力状态控制法[j]. 桥梁建设, 2003(2).
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杨俊.基于影响矩阵的大跨桥梁合理成桥状态与施工控制研究[d]. 武汉理工大学,2008.
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肖汝诚;项海帆.斜拉桥索力优化的影响矩阵法[j]. 同济大学学报(自然科学版),
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