高墩大跨刚构桥合龙段几道关键工序的力学性能研究

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大跨度桥梁合龙段的施工是所有施工工序中最关键的工序之一,并且对于连续刚构桥这种多次超静定体系而言,一旦合龙就难以调整其线形及内力,所以合龙段施工需要严格把关,它的施工质量直接影响全桥的质量。本文针对大跨度连续刚构桥合龙段施工这个关键问题,以贵州余庆至湄潭二级公路改建工程大乌江特大桥为工程背景,采用大型有限元软件进行分析计算,研究探讨了不同温度对连续刚构内力的影响、合龙口水平预顶问题、型钢劲性骨架焊接的影响等关键性问题,介绍了连续刚构桥施工监控技术。本文主要做了如下几个方面的工作:(1)综述了连续刚构桥的的特点及近代的发展趋势;(2)针对目前桥梁在后期运营过程中间存在桥墩偏位及墩顶内力明显偏大的问题,可在中跨合龙之前实行预顶,用力法简化了连续刚构桥的理论计算模型,并理论推导了预顶力与桥墩偏位之间的关系表达式。为了简化上述表达式计算,利用最小二乘法将理论模型中的变刚度积分拟合成三次多项式曲线,该拟合曲线具有较高的计算精度。施加合理的预顶力能够有效地控制桥墩偏位,优化桥梁结构内力。(3)比对了连续刚构常见骨架的连接方式,理论计算了合龙段内锁定劲性骨架所需的最小截面积,比较分析了合龙段混凝土在劲性骨架参与受力前后的应力变化,论证了劲性骨架部分代替合龙段混凝土受力的结论,为防止混凝土开裂起到一定作用。(4)通过实例说明了目前连续刚构合龙最主要问题是温度的影响,从规范出发,理论分析了温度直接影响桥梁内力及成桥后的质量。以大乌江特大桥为实例,拟合了适合乌江桥的温度梯度曲线,并计算在温度梯度作用下合龙截面应力及位移的变化,研究表明,当温度梯度越大,结构内部产生的温度应力就越大。
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