几何控制法在大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制中的应用
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摘要
随着斜拉桥跨径的不断增大,其施工过程也正变得越来越复杂,施工控制技术在斜拉桥的施工中显得越来越举足轻重。
论文将从基本理论和实际运用两方面,以苏通大桥的施工监控工作为工程背景来阐述几何控制法。这种方法是以组成整座斜拉桥各部分构件的无应力几何尺寸,如斜拉索的无应力索长、钢箱梁的无应力线形及索塔钢锚箱的节段的无应力制造几何要素来主导施工控制。它的基本观点是:只要组成斜拉桥结构各个构件的无应力长度和无应力曲率一定,则结构施工完成后结构的最终内力状态和位移状态与结构的具体施工过程无关。这为斜拉桥的施工控制提供了极大的方便,在保证工程质量的同时也为斜拉桥在施工过程中实现多工序同步作业创造了条件。论文首先介绍几何控制法的理论基础,从理论分析中得到这种方法的基本观点,并由此了解几何控制法的特点和优点:然后讨论钢箱梁理论无应力线形的求解方法、钢箱梁的安装线形和无应力线形之间的相互关系以及斜拉索无应力索长的计算方法;最后分析在实际施工过程中有哪些因素会对主梁的无应力线形的造成怎样的改变,并讨论如何将这种带有误差的实际无应力线形带入到计算模型中去以便评价该无应力线形的误差会对各施工阶段以及成桥状态造成的影响。
With the increase span of cable-stayed bridge, the construction process is also becoming more and more complex, construction control technology of cable-stayed bridge has become increasingly important.
Based on the construction control of Sutong Bridge, this thesis will discuss the Geometric Control Method from the two aspect of basic theory and practical application. This method mainly control the unstress geometry size of each components of the whole cable-stayed bridge such as the unstress length of cable, unstress geometry of steel box girder and unstress geometric size of steel anchor boxes segments. The basic point is: as long as the unstress length and unstress curvature of each components in the cable-stayed bridge structure remain unchanged, after the bridge is completed the final status of internal forces and the displacement is the same, and is unrelated to the specific construction process of the bridge.This construction control method offer great convenience to the cable-stayed bridge construction , not only the quality of the project is guaranteed, but at the same time achieve more procedure of the cable-stayed bridge construction could be fulfilled. First of all, introduce the basic theories of Geometric Control Method, through the theoretical analysis we can draw the basic points of this method, and to know the characteristics and advantages of the Geometric Control Method;Then disscuss the calculation method of steel box girder unstress geometry, the relationship between assembled geometry and its unstress geometry, and the calculation method of unstress cable length. And finally, analysis which factors in the process of construction have an impact on profile of unstress geometry and how it works, and then discuss how to put the actual unstress geometry which include error into the calculation model to evaluate the influence of the error in each construction stage and the final stage.
论文将从基本理论和实际运用两方面,以苏通大桥的施工监控工作为工程背景来阐述几何控制法。这种方法是以组成整座斜拉桥各部分构件的无应力几何尺寸,如斜拉索的无应力索长、钢箱梁的无应力线形及索塔钢锚箱的节段的无应力制造几何要素来主导施工控制。它的基本观点是:只要组成斜拉桥结构各个构件的无应力长度和无应力曲率一定,则结构施工完成后结构的最终内力状态和位移状态与结构的具体施工过程无关。这为斜拉桥的施工控制提供了极大的方便,在保证工程质量的同时也为斜拉桥在施工过程中实现多工序同步作业创造了条件。论文首先介绍几何控制法的理论基础,从理论分析中得到这种方法的基本观点,并由此了解几何控制法的特点和优点:然后讨论钢箱梁理论无应力线形的求解方法、钢箱梁的安装线形和无应力线形之间的相互关系以及斜拉索无应力索长的计算方法;最后分析在实际施工过程中有哪些因素会对主梁的无应力线形的造成怎样的改变,并讨论如何将这种带有误差的实际无应力线形带入到计算模型中去以便评价该无应力线形的误差会对各施工阶段以及成桥状态造成的影响。
With the increase span of cable-stayed bridge, the construction process is also becoming more and more complex, construction control technology of cable-stayed bridge has become increasingly important.
Based on the construction control of Sutong Bridge, this thesis will discuss the Geometric Control Method from the two aspect of basic theory and practical application. This method mainly control the unstress geometry size of each components of the whole cable-stayed bridge such as the unstress length of cable, unstress geometry of steel box girder and unstress geometric size of steel anchor boxes segments. The basic point is: as long as the unstress length and unstress curvature of each components in the cable-stayed bridge structure remain unchanged, after the bridge is completed the final status of internal forces and the displacement is the same, and is unrelated to the specific construction process of the bridge.This construction control method offer great convenience to the cable-stayed bridge construction , not only the quality of the project is guaranteed, but at the same time achieve more procedure of the cable-stayed bridge construction could be fulfilled. First of all, introduce the basic theories of Geometric Control Method, through the theoretical analysis we can draw the basic points of this method, and to know the characteristics and advantages of the Geometric Control Method;Then disscuss the calculation method of steel box girder unstress geometry, the relationship between assembled geometry and its unstress geometry, and the calculation method of unstress cable length. And finally, analysis which factors in the process of construction have an impact on profile of unstress geometry and how it works, and then discuss how to put the actual unstress geometry which include error into the calculation model to evaluate the influence of the error in each construction stage and the final stage.
引文
[1]向中富.《桥梁施工控制技术》.人民交通出版社,2001.5
[2]秦顺全.《桥梁控制——无应力状态法理论与实践》.人民交通出版社,2007.2
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[4]徐君兰.《大跨度桥梁施工控制》.人民交通出版社,2000.8
[5]葛耀君.《分段施工桥梁分析与控制》.人民交通出版社,2003.6
[6]秦顺全.《斜拉桥安装无应力状态控制法》.桥梁建设,2003.4
[7]李传习,夏贵云.大跨度桥梁结构计算理论.人民交通出版社,2002
[8]中华人民共和国交通部部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004).北京:人民交通出版社,2004
[9]郝超.大跨径斜拉桥拉索无应力长度的计算方法比较.重庆交通学院学报,2001年第九期
[10]梁鹏,肖汝诚,徐岳.超大跨度斜拉桥的安装构形与无应力构形.长安大学学报,2006.7
[11]李乔,唐亮.《悬臂拼装桥梁制造与安装线形的确定》.第十六界全国桥梁学术会议论文集(上册),2004
[12]中交二航局,西南交大,茂盛公司.《苏通长江公路大桥 C3 标 施工控制总体方案》.2005.12
[13]中华人民共和国铁道部部标准.铁路桥涵设计规范(TBJ2-85).北京:中国铁道出版社,1985
[14]BS5400.PART2.Steel,concrete and copposite brideges.1978
[15]夏嵩,杨兴旺,武芳文等.苏通长江公路大桥主桥施工控制结构几何要素控制报告.成都:西南交通大学.2005.7
[16]苏通长江公路大桥 C3 标主桥上部结构悬臂拼装标准梁段施工控制手册.成都:西南交通大学.2006.9
[17]何畏,唐亮,强士中,崔冰.大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施土控制技术研究与应用.桥梁建设.2002.5
[18]秦顺全、林国雄.斜拉桥安装计算一倒拆法与无应力状态控制法评述.中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集,1992
[19]严国敏.现代斜拉桥.成都:西南交通大学出版社,1996
[20]颜东煌等.斜拉桥施工控制中温度影响及其现场修正.中国公路学报,2006,19(4)
[21]林元培.斜拉桥(第一版).北京:人民交通出版社,1994年
[22]许俊,郑信光,陈云峰.影响P.C斜拉桥施工控制目标的因素.结构工程师,2000.
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[27]Mamdouth M.Elbadry and Amin Ghali,"Temperature Variations in Concrete Bridges",BE.C.Hambly:"Temperature Distributions and Stresses in Concrete Bridges",Journal of Structural Engineering,ASCE,Vol 109,NO.10,Oct,1983
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[41]杨兴旺,赵灿辉,夏嵩等.苏通长江公路大桥主桥施工控制结构主要参数敏感性分析报告.成都:西南交通大学.2005.12
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