【摘要】：橋梁施工過程穩(wěn)定性分析是橋梁施工安全分析的重要組成部分,本文以宣城市水陽江大橋?yàn)楣こ桃劳?考慮大橋超長(zhǎng)邊跨現(xiàn)澆段的復(fù)雜邊界條件,計(jì)算了該橋施工全過程中各階段結(jié)構(gòu)的屈曲荷載系數(shù)和非線性穩(wěn)定安全系數(shù),總結(jié)了大跨徑混凝土斜拉橋施工過程穩(wěn)定性變化規(guī)律。論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論包括:1.闡述了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的基本理論以及非線性分析原理,并討論了非線性方程組的求解收斂準(zhǔn)則以及斜拉橋穩(wěn)定性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,為后期的穩(wěn)定性評(píng)判提供了理論依據(jù)。2.基于線彈性穩(wěn)定分析理論對(duì)大橋進(jìn)行了施工全過程彈性穩(wěn)定性分析,獲悉了大橋施工全過程結(jié)構(gòu)線彈性穩(wěn)定性變化規(guī)律,并對(duì)線彈性穩(wěn)定性變化規(guī)律進(jìn)行分析討論,詳細(xì)分析了部分典型失穩(wěn)模態(tài),獲悉了當(dāng)存在超長(zhǎng)邊跨現(xiàn)澆段的情況下,橋梁的邊跨合龍不能明顯有效增強(qiáng)整個(gè)橋梁的彈性穩(wěn)定性。3.基于非線性穩(wěn)定分析理論對(duì)大橋進(jìn)行了幾何非線性和雙重非線性穩(wěn)定性分析,明晰了大橋非線性穩(wěn)定性變化規(guī)律,在分析過程中出現(xiàn)了橋梁邊跨現(xiàn)澆段的失穩(wěn)模式,再次驗(yàn)證當(dāng)存在超長(zhǎng)邊跨現(xiàn)澆段的情況下,橋梁的邊跨合龍不能明顯有效增強(qiáng)整個(gè)橋梁穩(wěn)定性的結(jié)論,獲悉了當(dāng)存在復(fù)雜邊界條件時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)的非線性穩(wěn)定分析結(jié)果更接近工程實(shí)際。4.研究了施工掛籃荷載和靜風(fēng)荷載對(duì)斜拉橋典型施工階段非線性穩(wěn)定性的影響,分析結(jié)果表明:施工掛籃荷載對(duì)斜拉橋典型施工階段的非線性穩(wěn)定影響較大,橫向靜風(fēng)荷載對(duì)斜拉橋典型施工階段的非線性穩(wěn)定影響很小。研究了全橋調(diào)索和活載布置形式對(duì)斜拉橋成橋穩(wěn)定性的影響,分析結(jié)果表明:對(duì)全橋進(jìn)行合理調(diào)索可增強(qiáng)成橋穩(wěn)定性,全橋偏心荷載可能會(huì)造成斜拉橋出現(xiàn)側(cè)向失穩(wěn)模式,在大橋通車后應(yīng)避免出現(xiàn)單向行車的情況。
【圖文】：

圖 1.1 宣城市水陽江橋效果圖Fig 1.1 The visualization of Xuancheng Shuiyangjiang river bridge水陽江大橋采用前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工工藝，最大單懸臂施工長(zhǎng)度.9m。由于大懸臂懸澆施工，結(jié)構(gòu)合龍前整體剛度小，施工穩(wěn)定性問題突出前支點(diǎn)掛籃懸澆施工工藝操作繁雜、工序多（主要包括掛籃前移定位、調(diào)力、澆筑前一半混凝土、調(diào)整二張索力、澆筑后一半混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力終張等），幾何非線性效應(yīng)、材料非線性效應(yīng)以及前支點(diǎn)掛籃荷載等因素定性的影響不容忽視[1,2]，因此開展大跨徑混凝土斜拉橋施工過程穩(wěn)定性因素的分析是十分必要的[1,3]。本文以宣城水陽江大橋?yàn)楣こ桃劳�，采用屈曲分析理論、非線性計(jì)算理論數(shù)值模擬理論，建立大跨徑混凝土斜拉橋考慮施工過程的有限元分析模型同施工階段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全系數(shù)，總結(jié)大跨徑混凝土斜拉橋施工過程線性變化規(guī)律，系統(tǒng)分析幾何非線性、材料非線性、不平衡施工荷載和靜風(fēng)素對(duì)施工穩(wěn)定性的影響，獲得了不同影響因素下的大跨徑混凝土斜拉橋全系數(shù)，厘清了不同影響因素對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。本文的研究工作，將

圖 1.2 早期斜拉橋 圖 1.3 布魯克林大橋Fig 1.2 Cable-stayed bridge by Fausto Veranzio Fig 1.3 Brookly bridge現(xiàn)代斜拉橋與近現(xiàn)代斜拉橋的本質(zhì)區(qū)別在于其力學(xué)行為，近現(xiàn)代斜拉橋的斜拉索被動(dòng)受力，而現(xiàn)代斜拉橋則會(huì)對(duì)斜拉索預(yù)加荷載，，使其主動(dòng)承擔(dān)荷載[12]。瑞典斯特倫松德大橋（瑞典語：Str msundsbron）是世界范圍內(nèi)第一座現(xiàn)代鋼斜拉橋，如圖 1.4 所示，該橋于 1956 年建成通車，主跨 183m，在該橋的設(shè)計(jì)建造過程中，工程師第一次針對(duì)施工中的斜拉索索力進(jìn)行了計(jì)算，這被視為現(xiàn)代斜拉橋在實(shí)踐上邁出的第一個(gè)步伐。1962 年，委內(nèi)瑞拉建成了第一座現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋拉斐爾-烏達(dá)內(nèi)塔將軍大橋（西班牙語：Puentegeneralrafaelurdaneta），如圖 1.5 所示，該橋跨越馬拉開波灣，在當(dāng)?shù)厮追Q馬拉開波湖公路大橋（西班牙語：Puentesobreel lago），其主橋部分是五跨連續(xù)跨徑為 235m 的多塔斜拉橋[13]。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U448.27;U441

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2699884