鋼管混凝土拱橋施工監(jiān)控與拱肋吊裝計(jì)算

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1、鋼管混凝土拱橋施工監(jiān)控與拱肋吊裝計(jì)算摘要鋼管混凝土拱橋拱肋節(jié)段吊裝施工過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,為了保證最終的成橋線型和受力狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求,對(duì)其采取施工階段的監(jiān)控是十分必要的。本文以在建的江西省吉安市白鷺?shù)摴芑炷凉皹驗(yàn)槭┕け尘?,制定施工監(jiān)控方案。在穩(wěn)定性滿足要求的前提下,對(duì)變形、應(yīng)力(變)進(jìn)行雙控,且以變形控制為主,嚴(yán)格控制各個(gè)控制截面的撓度和拱軸線的偏移,同時(shí)兼顧考慮應(yīng)力(變)的發(fā)展情況。目前,鋼管混凝土拱橋斜拉扣掛施工方法存在索力調(diào)整次數(shù)過(guò)多、施工工期較長(zhǎng)等一些不足。拱肋吊裝施工中扣索一次性張拉的施工方法能夠克服這些不足,具有顯

2、著的優(yōu)點(diǎn)。而該施工方法的關(guān)鍵所在是準(zhǔn)確計(jì)算拱肋吊裝階段各拱段控制點(diǎn)的預(yù)抬高值和扣索索力值。本文首先建立了吊裝節(jié)段拱肋控制點(diǎn)預(yù)抬高值和扣索索力值計(jì)算的三維有限元優(yōu)化算法,該法采用有限元方法進(jìn)行仿真計(jì)算,將優(yōu)化理論引入鋼管混凝土吊裝施工中,采用一階分析方法進(jìn)行反復(fù)迭代計(jì)算,最終得到各吊裝節(jié)段拱肋控制點(diǎn)預(yù)抬高值和扣索索力值。為便于工程應(yīng)用,考慮施工拱肋為彈性體,本文建立了拱肋各吊裝節(jié)段控制點(diǎn)的預(yù)抬高值和扣索索力值計(jì)算的簡(jiǎn)化工程算法,該法將拱段控制點(diǎn)的預(yù)抬高值分為兩部分進(jìn)行力學(xué)分析:拱段剛體位移引起的控制點(diǎn)預(yù)抬高值和拱段彈性變形產(chǎn)生的控制點(diǎn)

3、預(yù)抬高值,最終的拱段控制點(diǎn)預(yù)抬高值為這兩部分之和。簡(jiǎn)化工程算法與三維有限元優(yōu)化算法結(jié)果比較表明,簡(jiǎn)化工程算法是可行的。計(jì)算結(jié)果還表明,拱肋彈性變形引起的拱肋控制點(diǎn)的預(yù)抬高值達(dá)到剛體產(chǎn)生的預(yù)抬高值的量級(jí),且這種差別勢(shì)必隨著拱橋跨度的增大而增大,所以拱肋為剛體的假定將會(huì)帶來(lái)一定不可忽略的誤差。具體應(yīng)用時(shí),簡(jiǎn)化工程算法和三維有限元優(yōu)化算法可互為補(bǔ)充:可先用簡(jiǎn)化工程算法進(jìn)行拱段控制點(diǎn)預(yù)抬高值和索力的初步計(jì)算,條件許可時(shí),再用三維有限元優(yōu)化算法進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算,互為驗(yàn)證,確保拱段控制點(diǎn)預(yù)抬高值和索力的計(jì)算的正確性。關(guān)鍵詞:鋼管混凝土拱橋,一次

4、性張拉,優(yōu)化,預(yù)抬高值,施工監(jiān)控ConstructionMonitoringofCFSTArchBridgesandCalculationduringErectingSteelTubularArchRibABSTRACTSincerib-hoistingofconcrete-filledsteeltubular(CFST)archbridgesisaverycomplexprocess,constructionmonitoringisnecessarytosatisfytherequirementsofdesignstrengtha

5、ndfinalbridgealignment.BasedontherealsituationoftheBailubridgethatisunderconstructioninJianCity,JiangxiProvince,thedetailedconstructionschemeispresented.isimplementedtodeterminetherationalconstructionstateofaconcrete-filledsteeltubearchbridge.Ontheconditionthatthestabi

6、litymeettherequirement,bothdeformationandstresses(strains)aremonitoredwherethesectiondeflectionsofsteeltubulararchribsandthedeviationofthearchaxislinearekeyissues.Atthesametime,thedevelopmentofstresses(strains)ismonitored.Thereareseveralshortagesontheconstructionmethod

7、ofcableerectionwithdiagonalfasteningandconnecting,forexample,itrequirestoadjustthecableforcesoverandoveragain,whichincreasestheconstructiontime.Theone-offtensionmethod,however,canavoidthosetroublesandhasmanyadvantages.About,thecrucialissueofthisconstructionmethodistoac

8、curatelydeterminethecableforcesandtheprearrangedheightsineachphaseoferectingarchribs.Inthisthesis,a3-Dfiniteelementba

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