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钢桁加劲梁悬索桥施工与成桥阶段仿真计算分析
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摘要
近年来,我国大跨径悬索桥飞速发展。悬索桥作为跨越能力最强的一种桥型,它不仅能跨越江河,还能在山区、峡谷中发挥其跨越优势。钢桁加劲梁悬索桥与钢箱梁悬索桥相比,在山区和峡谷中施工更方便。本文以贵州北盘江钢桁加劲梁悬索桥为背景,对钢桁加劲梁悬索桥在施工过程中施工监控主要控制参数进行计算,通过施工控制参数来指导施工,使钢桁加劲梁悬索桥成桥状态下各项参数满足设计要求。
     本文以解析法为基础,根据悬索桥成桥状态主缆的两种线形:二次抛物线和分段悬链线编制了主缆系统程序,计算主缆无应力长度、有应力长度、主索鞍预偏量和散索鞍预转量、吊点安装坐标等参数。本文主缆系统程序在非线性方程组求解方法上采用了同伦算法和Aitken迭代法,使得方程求解速度更快,精度更高。
     本文建立北盘江钢桁加劲梁悬索桥有限元模型,在成桥阶段分别进行恒载、活载、温度荷载以及风荷载作用下进行主要构件的受力、变形分析。在施工过程中根据不同的施工阶段进行施工控制参数计算。其中主塔施工阶段计算主塔的预抛高和主塔最大塔偏控制量;主缆架设阶段计算索鞍偏转量、偏移量、主缆空缆几何线形和索力情况,提供基准索股的架设线形、跨中控制标高以及锚跨张拉力;加劲梁架设阶段讨论了采用不同梁段间连接方式,杆件的应力情况。
     本文结合工程实例,对钢桁加劲梁悬索桥施工监控过程中所需要的一些主要参数进行了计算和分析,并针对实际情况给出修正参数进行调整。
In recent years, suspension bridges develop fast in our country. As the most spanning ability type of bridge, it not only span river but also is used in canyon. Comparing with suspened steel box grider bridges, suspended steel truss bridge is more convenient in canyon. The paper takes the Beipanjiang River Suspended steel truss bridge in Gouzhou as the background and computes parameter of construction supervisory in the process of construction. suspended steel truss bridges will be satisfied with the requirment of design through the parameter of construction supervisory.
     The article takes the the analytic method as base and writes the main cable system program of suspension bridges acorrding two cable shape on the final status of suspension bridge: para-curve and segmental catenary. The unstressed length for main cable, stressed length for main cable, main saddle’s pre-offset and vice saddle’s pre-rotational-displacement and the coordinate of suspension centre are computed through the program. The homotopy algroithn and Aitken escalator method are used in the solution of nonlinear equations, which makes time of solution less and the results more exact.
     The paper establishes the finite element model of Beipanjiang River Suspended steel truss bridge in Gouzhou, the stress and deformation of main construction member are analyed under different load which include dead load, changing load, temperature load and wind load on the final status of suspension bridge.The parameter of construction supervisory is calculated on the base of different construction stage. During the construction of king-tower, pre-elevation and maximal offset limitation of king-tower are calculated; During the construction of mian cable installment, main saddle’s pre-offset, vice saddle’s pre-rotational-displacement,shape of main cable on initial status of suspension bridge, cable force, shape of primary standard cable, span centre height mark of primary standard cable and stretching force of anchor span are provided. During the construction of installment of stiff grider, the condition of main member bars stress is discussed with different linking method.
     Combining with engineering example, the article calculates and analyses some important parameter of suspended steel truss bridges’construction supervisory, and adjust and correct parameter acoording to the reality.
引文
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