大跨徑系桿拱橋曲線型系桿的分析研究.pdf

1、新張公路橋主橋為鋼管混凝土系桿拱橋，在其設(shè)計中系桿采用了R=2500m的圓弧豎曲線線型。由于系桿拱橋的系桿在很大程度上起到水平拉桿的作用以平衡拱肋在兩拱腳處的水平推力，所以設(shè)計中其線型通常選為直線線型。本文將針對系桿拱橋的曲系桿受力特性問題進行研究分析。 論文以新張公路橋主橋為工程背景對系桿采用曲線線型以后，曲系桿的受力變形、應(yīng)力狀態(tài)及對拱橋體系轉(zhuǎn)換的影響進行研究，具體內(nèi)容有：直線型系桿與曲線型系桿的系桿拱結(jié)構(gòu)在成橋狀態(tài)下受力狀

2、態(tài)差異的研究；系桿內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉過程中系桿的撓曲規(guī)律以及施工過程中系桿支撐條件的模擬分析；系桿拱結(jié)構(gòu)在施工過程中吊桿的張拉順序及張拉力控制方法的研究。 首先針對保持拱肋的尺寸、系桿的截面尺寸以及施工荷載作用不變的條件下，建立不同豎曲線半徑系桿的系桿拱結(jié)構(gòu)的模型，進行相應(yīng)的有限元分析。分析的結(jié)果表明，系桿從直線型即R=∞向R逐漸縮小的方向變化時，系桿拱結(jié)構(gòu)的整體剛度會減小，致使結(jié)構(gòu)在同樣自重荷載作用下的豎向撓度值加大。另外，

3、在系桿曲率加大的情況下同樣吊桿張拉力、系桿內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋束的作用力都將會使系桿各截面內(nèi)所受的剪力增大，這對于結(jié)構(gòu)的受力也是一種不利的影響。 其次對施工過程中系桿的支撐條件即接觸約束形式進行分析討論，即認(rèn)為系桿的支架對系桿向下的運動有阻礙的約束作用，而對于系桿向上的運動則不產(chǎn)生任何阻礙作用。由于施工中采用了少支架形式，支架在水平方向的剛度相對較小，而在豎向各截面的彈性系數(shù)又各不相同，故而本文著重對支架的后一特性進行了研究。另外，系桿內(nèi)

4、的預(yù)應(yīng)力筋束采用了后張法的施工工藝，考慮到系桿的曲線線型，可得知系桿在預(yù)應(yīng)力張拉時的撓度將不再像直線型系桿內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉時的撓度那么簡單。通過有限元分析的結(jié)果也證明了這一點。 系桿拱橋施工過程中，吊桿的張拉是一項很重要的施工工序。吊桿的束力可以按照一定的原則比如系桿在其與吊桿交點處截面的彎矩為零來計算確定。然而吊桿在施工過程中的張拉順序?qū)τ诔蓸驎r各吊桿的實際束力又有著直接的影響，也就是說同樣的張拉力按不同的吊桿張拉順序所得的成橋吊

5、桿的索力基本上是不同的。所以為達(dá)成成橋時各吊桿的索力為按特定的計算原則所得的計算值，需要通過一定的計算方法確定既定張拉順序所對應(yīng)施工過程中各吊桿的張拉力。文中以本橋為例講述了張拉力確定的一種常用方法--倒拆法。 另外，系桿拱橋吊桿的張拉也是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的一種重要手段，往往還需要其他手段的輔助才能完成。論文對此作了深入分析，認(rèn)為新張公路橋還需要通過系桿內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋束的張拉作為輔助手段來實現(xiàn)橋梁的體系轉(zhuǎn)換，文中也對這種輔助手段做了