钢管混凝土提篮拱桥索力优化及线形控制研究

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1、分类号：U44，U4510710-2009121048硕士学位论文钢管混凝土提篮拱桥索力优化及线形控制研究孙松导师姓名职称邬晓光教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2012年4月25日论文答辩日期2012年5月3日学位授予单位长安大学Concrete-filledSteelTubularbasket-handlingarchbridgeCableForceOptimizationandLinearControlResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SunSongS

2、upervisor：Prof.WuXiaoguangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着科学技术进步以及国家经济建设的发展，为修建大跨度的钢管混凝土拱桥提供了良好的支撑条件，随着钢管混凝土提篮拱桥跨度进一步增大，也就增加了施工过程中的索力优化及线形控制的难度。可以说钢管混凝土提篮拱桥的最终成桥线形是与施工过程中的线形是分不开的。而随着钢管混凝土提篮拱桥横向跨度的增加，其钢横梁的横向跨度进而增大，钢横梁的线形会影响到其桥面标高，所以横向线形控制的研究也具有极其重要的意义。本文依托河北省境内某特大桥进行对钢管混凝土提篮拱桥索力优化及线形控

3、制研究，主要内容有：（1）钢管混凝土提篮拱桥的拱肋在竖向转体施工过程中，扣索索力优化对拱肋线形控制研究。基于未知荷载系数法以及影响矩阵法，对竖向转体施工过程中的拱肋、提升塔架的纵向偏位、索的内力进行设置约束条件，建立约束目标函数，进行索力优化对拱肋线形控制进行研究，优化结果确保竖向转体施工中拱肋的线形符合设计要求。（2）钢管混凝土提篮拱桥吊索索力确定对拱肋线形控制研究。运用有限元软件建立钢管混凝土提篮拱桥的施工阶段仿真计算模型，分别运用刚性吊杆法、刚性支承连续梁法、未知荷载系数法进行吊杆索力的优化，以及与采用直接吊装吊杆的方法来进行对比分析对施工阶段拱肋的线形造成的

4、影响，最后得出采用直接吊装吊杆的方法对拱肋的线形影响最小，最终采用直接吊装吊杆的方法来进行吊杆的安装。（3）钢管混凝土提篮拱桥的钢横梁线形控制研究。通过对钢横梁进行受力分析，得出在恒载下的位移、移动荷载下的位移，采用规范规定的方法、简化计算的方法以及本文提出的预拱度修正系数法来计算钢横梁的预拱度，进行对比分析最终采用本文提出的预拱度修正系数法来进行钢横梁预拱度的设置，从而进行钢横梁横向线形控制。本文的研究指导了依托工程在施工阶段索力优化及线形控制，且研究成果对同类桥梁具有一定的参考价值。关键词：钢管混凝土提篮拱桥；索力优化；线形控制；钢横梁预拱度；有限元仿真计算iA

5、BSTRACTWiththedevelopmentofscientificandtechnologicalprogressandnationaleconomicconstruction,theconstructionoflargespanconcretefilledsteeltubulararchbridgeprovidesagoodsupportconditions,styleCFSTbasket-handlingArchBridgespanfurtherincreases,theincreaseofcableforceintheconstructionproce

6、ssoptimizationandthedifficultyofthelinearcontrol.ItcanbesaidofConcreteFilledSteelTubularArchBridgefinalbridgelinearandlinearintheconstructionprocessisinseparablefrom.WiththeincreaseofthehorizontalspanstyleCFSTbasket-handlingArchBridge,thehorizontalspanofthesteelbeamsandthenincreasing,a

7、ndthelinewillaffectthesteelbeamstothedeckelevation,horizontalalignmentcontrolisalsoextremelyimportant.InthispaperrelyonaBridgeofHebeiProvincestyleCFSTbasket-handlingArchBridgecableforceoptimizationandlinearcontrol,Themaincontents:themaincontents:(1)RibofConcreteFilledSteelTubularbask