獨塔非對稱自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)優(yōu)化與工程控制方法研究.pdf

1、自錨式懸索橋相較于地錨式懸索橋，省去了龐大的錨碇，將主纜直接錨固在加勁梁上，結(jié)構(gòu)造型優(yōu)美，橋跨布置多樣，在城市橋梁競爭中占有巨大優(yōu)勢。但由于其先梁后纜的施工順序以及非線性的施工過程，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換成了該類型橋梁設(shè)計與施工的難點。本文結(jié)合某獨塔非對稱自錨式懸索橋，首先優(yōu)化了全橋成橋吊索索力，然后研究了溫度對空纜線形的影響以及空纜狀態(tài)下索股架設(shè)精度的控制，接著分析了施工誤差對索夾定位與吊索無應(yīng)力長度的影響，最后對該橋吊索張拉方案進行了設(shè)計與優(yōu)

2、化，具體研究內(nèi)容分為以下幾個方面:
　　(1)本文對自錨式懸索橋成橋吊索力進行分步優(yōu)化確定，首先使用最小彎曲能量法和均布質(zhì)量法初步確定恒載吊索力，然后對部分不合理的吊索力進行調(diào)勻;接著通過有限元軟件建立全橋有限元模型，計算分析成橋各構(gòu)件受力狀態(tài)，再利用線性化有限位移法計算加勁梁恒活載彎矩包絡(luò)圖;最后，根據(jù)內(nèi)力平衡法繪制彎矩可行域，并利用其對成橋狀態(tài)進行檢驗并調(diào)整，直至求得滿足要求的成橋狀態(tài)。
　　(2)利用合理的成橋有限元模

3、型倒拆出空纜線形，然后在此基礎(chǔ)上，利用拋物線解析法計算出了空纜線形下溫度與垂度的關(guān)系，與有限元計算結(jié)果進行了比較，確定拋物線法計算結(jié)果具有足夠精度，可將其結(jié)果用于現(xiàn)場空纜架設(shè);最后對基準(zhǔn)索股架設(shè)進行施工控制研究，為準(zhǔn)確確定橋梁環(huán)境溫度和索股溫度，制定了相關(guān)的溫度測量方案，然后根據(jù)實測溫度，對基準(zhǔn)索股進行架設(shè)調(diào)整，使架設(shè)精度滿足要求。
　　(3)由于實測空纜線形與理論空纜線形不會完全一致，兩者會存在一定的誤差。首先分析確定了誤差來源

4、，然后分析了誤差對成橋線形的影響，根據(jù)主索鞍偏移量誤差等計算出成橋時主纜跨中標(biāo)高誤差。為保證加勁梁線形與設(shè)計線形相接近，在主纜線形發(fā)生變化的情況下，重新計算索夾位置，調(diào)整吊索無應(yīng)力長度，使成橋后吊索保持豎直狀態(tài)，加勁梁線形滿足設(shè)計要求。
　　(4)首先根據(jù)各構(gòu)件參數(shù)，確定張拉控制原則，然后擬定4個張拉方案，其中方案一為全橋吊索一次性張拉，其他方案在此基礎(chǔ)上進行相關(guān)優(yōu)化。通過對各方案進行施工階段模擬分析，比較各方案安全性、施工工期及