大跨度鋼箱拱橋的施工控制關鍵技術與動力特性研究.pdf

1、近年來，大跨度鋼箱拱橋在我國的建設與發(fā)展非常迅速，創(chuàng)造了多項世界第一。先進的施工方法在推動大跨度鋼箱拱橋的發(fā)展方面發(fā)揮了巨大的作用，與這些施工方法相對應的施工控制技術的研究也取得了卓有成效的成果；同時，對大橋動力特性檢測理論與應用的研究也取得了很大的成果，并得到了廣泛的應用。 本文以云南小灣大橋、重慶菜園壩大橋和廣東佛山東平大橋等國內(nèi)幾座極具特色的鋼箱拱橋為工程背景，對拱肋采用斜拉扣掛施工和轉(zhuǎn)體施工的鋼箱拱橋施工控制關鍵技術進行

2、了深層次的研究，同時對鋼箱拱橋建造期與使用期的動力特性檢測理論與應用作了較為深入的研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： (1)針對拱肋采用斜拉扣掛法施工的鋼箱拱橋，提出了基于一次張拉到位控制思想的兩種控制參數(shù)求解方法：彈性一剛性支撐法和正裝迭代一倒拆分層綜合法。這兩種方法均可同時求出扣索的安裝索力和拱肋預抬量。對于彈性一剛性支撐法，本文根據(jù)力法基本原理推導了鋼箱拱肋拼裝過程中扣索的安裝索力及相應的預抬量計算公式?；谝淮螐埨轿?/p>

3、控制思想的兩種控制參數(shù)求解方法已在國內(nèi)多座大橋的施工控制中得到成功應用，證明了該方法的可靠性與適用性。 (2)以首次采用無扣索豎轉(zhuǎn)法施工且創(chuàng)鋼拱橋平轉(zhuǎn)重量世界記錄的佛山東平大橋為背景，對采用轉(zhuǎn)體法施工鋼箱拱橋的施工控制關鍵技術進行了系統(tǒng)研究。針對東平大橋因施工方案變更引起的結構線形變化，以一次調(diào)整到位控制思想為指導，結合最小二乘法原理，提出了一套多目標無扣索豎轉(zhuǎn)施工的精確控制方法，取得了理想效果。建立了完善的轉(zhuǎn)體施工監(jiān)控系統(tǒng)，成

4、功解決了豎轉(zhuǎn)中多合龍口高精度合龍的難題，準確預測了平轉(zhuǎn)牽引力，驗算了轉(zhuǎn)體中的結構安全，并運用了同步無線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，解決了提升塔實時應力監(jiān)測、預警的難題，為轉(zhuǎn)體施工的成功實施提供了安全保證。 (3)提出了基于頻率測試與理論分析相結合的拱橋剛性吊桿拉力測定方法。采用行列式搜索法，通過編制程序?qū)Σ煌吔鐥l件吊桿拉力與頻率關系的超越方程進行求解。針對東平大橋所采用的H形剛性吊桿，提出了一種建立在考慮軸力的兩端固支梁簡化模型上的頻率

5、測定法，通過實測東平大橋各吊桿的橫向振動頻率，計算得到各吊桿的拉力。該方法可以考慮腹板開孔的影響，與有限元計算結果比較證明了該方法的有效性和精確性。 (4)針對鋼箱拱橋施工過程及成橋狀態(tài)的結構特點，在環(huán)境激勵下，采用固定參考點，逐點移動采集振動信號的結構模態(tài)試驗方法，對云南小灣大橋和佛山東平大橋等鋼箱拱橋進行了模態(tài)測試，為有限元模型修正提供了基礎數(shù)據(jù)。 (5)本文在現(xiàn)有有限元模型修正理論的基礎上，提出了靜動力分層次有限元