大跨径混凝土拱桥拱圈稳定性与吊装系统的控制与研究

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目前,大跨度钢筋混凝土拱桥因其造型美观,施工简便,承载能力强而受到广泛欢迎。拱桥作为受压为主的结构,其在施工及使用过程中的稳定性一直是国内外学者和桥梁设计人员重点关注的问题。对于拱桥稳定性的计算主要是基于弹性理论进行的,即未考虑竖向变形对拱桥稳定性的影响,这是拱的第一类稳定问题。但是拱的第二类稳定问题更符合实际工程。本文在考虑了竖向变形对主拱圈内力的影响后基于挠度理论对拱桥的稳定问题进行分析研究。研究结果表明:(1)在施工过程中,考虑竖向变形的影响后,单箱拱肋的纵向稳定系数和横向稳定系数均有所降低。跨径为100m的大宁河大桥的纵向稳定系数降低了12.42%,横向稳定系数降低了7.2%,但其稳定性仍能满足规范要求。跨径为150m的乌江四桥复线桥的纵向稳定系数降低了16.97%,横向稳定性系数降低了17.02%,其纵向稳定性能满足规范要求,横向稳定性不能满足规范要求。(2)在使用过程中,考虑竖向变形的影响后,主拱圈的横向稳定系数有所降低,跨径为100m的大宁河大桥的横向稳定系数降低了2.30%,跨径为150m的乌江四桥复线桥的稳定系数降低了5.24%,但其稳定性仍能满足规范的要求。(3)在单箱拱肋两侧设置浪风索,能显著提高单箱拱肋的稳定系数(约提高4倍)。(4)增大浪风索初张力,增大浪风索与拱轴线在水平方向投影的夹角能提高单箱拱肋在施工过程中的稳定性。但当初张力在50KN到100KN之内,浪风索与拱轴线在水平方向投影的夹角在30°到50°之内时,增大浪风索的初张力及增大浪风索与拱轴线在水平方向投影的夹角对提高稳定系数的作用不明显。大跨度钢筋混凝土拱桥的施工方法中,缆索吊装施工方法因跨越能力大、水平运输和垂直运输灵活、施工稳妥方便等优点而得到广泛应用。本文对大宁河大桥缆索吊装系统进行计算分析。计算结果表明,其各项内容均能满足施工要求。本吊装系统采用了岩锚的施工工艺,充分利用了当地的地形条件,在节省成本的基础上能安全可靠的完成了吊装工作。
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