钢砼叠合梁斜拉桥施工过程受力分析

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斜拉桥由塔、梁、索为主要承重结构,桥型轻柔美观,具有较大的跨径选择区间以及受力合理的优点,越来越多的斜拉桥在全世界范围被设计修建。近年来,由于叠合梁的独特结构特性,主梁具有重量轻,延展性高,承载能力强等明显的优点,从而使得叠合梁在斜拉桥中的使用逐渐增多。但是,由于叠合梁斜拉桥受力复杂,施工过程中存在诸多可变因素,因此,研究叠合梁斜拉桥的施工过程受力状况显得尤为重要。本文以鄱阳湖二桥为依托工程,采用有限元软件Midas/Civil作为研究工具,结合叠合梁斜拉桥施工过程出现的施工工序调整开展了钢砼叠合梁斜拉桥受力分析研究。本论文针对下列技术问题进行研究与分析:(1)叠合梁施工工序的更改对斜拉桥受力影响分析鄱阳湖二桥叠合梁施工工序原定为拼装钢主梁→斜拉索一张→安装桥面板→浇筑湿接缝→斜拉索二张,以此进行每个梁段的循环,之后对施工工序进行了优化,更改后的施工顺序如下:拼装钢主梁→斜拉索一张→安装桥面板→斜拉索二张→拼装下一段钢主梁→斜拉索一张→安装桥面板→浇筑相邻两段湿接缝→斜拉索二张,对比两个工序,不难发现优化后的工序每两个节段减少了一次湿接缝的浇筑,节省了大量工期。上述施工工序的改变,必将影响斜拉桥的拉索初张力、成桥线形和内力,本文利用线性规划法调整施工索力,以满足成桥后达到设计线形和索力的目标,取得了较好的效果。(2)鄱阳湖二桥钢砼叠合梁应力分析利用弹性分析理论和有限元计算方法对钢砼叠合梁进行应力分析,得到主梁钢梁的最大拉应力和最大压应力、混凝土桥面板的最大压应力。考虑剪力滞效应影响时,建立钢砼叠合梁斜拉桥的主梁局部模型,其截取长度应大于或等于主梁宽度的2.75倍,才可以保证端部约束条件和荷载形式对特征截面正应力计算结果的影响忽略不计,满足计算精度的要求。主梁截面正应力在靠近跨中位置处正应力横向分布较均匀,在靠近主塔位置处正应力分布非常不均匀。(3)成桥后索力调整研究对于斜拉桥而言,由于施工误差和计算误差,导致成桥后某些测点的标高或者索力与设计值偏离较大,需要进行调整,本文对成桥后调索方式进行了研究和探讨,采用了基于影响矩阵的调索方案,并应用于鄱阳湖二桥,结果令人满意。
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