索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工控制技術(shù)》針對(duì)索鞍無預(yù)偏施工懸索橋的特點(diǎn)，從索鞍安裝時(shí)就將主索鞍與塔柱中固定不動(dòng)，施工中通過張拉錨跨索股進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力調(diào)整。從懸索橋的施工過程模擬分析入手，建立能夠準(zhǔn)確描述索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋結(jié)構(gòu)的空間計(jì)算模型，對(duì)索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋的施工階段及成橋狀態(tài)進(jìn)行模擬分析，《索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工控制技術(shù)》結(jié)合云南省祥，臨公路瀾滄江索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合加勁粱懸索橋的施工控制技術(shù)進(jìn)行深入分析，探討此類懸索橋施工監(jiān)測(cè)、施工控制技術(shù)。

作者簡(jiǎn)介

　　陳躍，男。1966.7生，工學(xué)博士。教授級(jí)高工，博導(dǎo)，陸地交通氣象災(zāi)害防治技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室理事長．技術(shù)專家。國家“863”科技項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，中國公路學(xué)會(huì)青年專家?guī)熨Y深專家。從事過教學(xué)、科研、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、規(guī)范審查等工作。主持完成蚌埠淮河斜拉橋施工、楚大及大保高速建設(shè)管理、昆瑞高速營運(yùn)管理及十幾項(xiàng)生產(chǎn)科研項(xiàng)目，發(fā)表論文50余篇．獲省部級(jí)科技進(jìn)步一、二、三等獎(jiǎng)多項(xiàng)。榮獲首屆全國“百名優(yōu)秀工程師”、
“國家機(jī)關(guān)工委優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”、
“交通部科技英才”及交通系統(tǒng)“十佳杰出青年”。云南省“有突出貢獻(xiàn)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才”、“突出貢獻(xiàn)青年專家”、“優(yōu)秀項(xiàng)目管理者”等稱號(hào)。
房銳，男，云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院科技處處長，博士，主持和參加多項(xiàng)交通西部及省廳科技項(xiàng)目，解決許多工程建設(shè)重大難題。被評(píng)為2010年部交通運(yùn)輸行業(yè)優(yōu)秀科技人員及2012年云南省交通運(yùn)輸行業(yè)十佳科技英才。
張瑾，女，昆明理工大學(xué)副教授，碩士，主持完成交通科研項(xiàng)目6項(xiàng)，發(fā)表論文多篇。

書籍目錄

1 緒論
 1.1 現(xiàn)代懸索橋發(fā)展
 1.2 懸索橋結(jié)構(gòu)分析理論的演化與發(fā)展
 1.3 懸索橋施工控制系統(tǒng)與方法
 1.4 當(dāng)前懸索橋的重點(diǎn)研究問題及發(fā)展前景
 1.5 本書主要研究的內(nèi)容
2 懸索橋施工控制中影響因素、誤差分析和參數(shù)識(shí)別
 2.1 影響懸索橋施工控制的因素
 2.2 懸索橋施工控制誤差分析
 2.3 懸索橋施工控制參數(shù)識(shí)別
 2.4 懸索橋施工過程中施工管理的重要性
 2.5 小結(jié)
3 索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋受力特征與結(jié)構(gòu)分析理論
 3.1 索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋的結(jié)構(gòu)與受力特征
 3.2 懸索橋結(jié)構(gòu)分析的解析計(jì)算理論
 3.3 有限位移理論幾何非線性有限元的分析過程
 3.4 有限位移理論進(jìn)行施工控制分析時(shí)解的延續(xù)性和可逆性
 3.5 懸索橋施工控制中溫度場(chǎng)作用下近似數(shù)值分析理論
 3.6 小結(jié)
4 索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工控制抗風(fēng)分析
 4.1 概述
 4.2 實(shí)橋位風(fēng)場(chǎng)特性計(jì)算分析
 4.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算分析
 4.4 模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究
 4.5 全橋靜風(fēng)穩(wěn)定性計(jì)算分析
 4.6 結(jié)構(gòu)風(fēng)載內(nèi)力計(jì)算分析
 4.7 小結(jié)
5 索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工控制
 5.1 索鞍無預(yù)偏施工鋼混疊合梁懸索橋施工監(jiān)測(cè)
 5.2 懸索橋施工過程模擬、施工控制結(jié)構(gòu)分析
 5.3 貓道的施工控制
 5.4 主纜索股安裝與調(diào)整控制
 5.5 鋼混疊合梁施工控制
 5.6 小結(jié)
6 索鞍無預(yù)偏施工懸索橋錨跨索股張拉糾偏索塔施工控制
 6.1 主塔的穩(wěn)定變形控制
 6.2 錨跨索股張拉與索塔糾偏控制分析
 6.3 高溫下錨跨索股張力合理控制值分析
 6.4 小結(jié)
7 實(shí)橋施工控制
 7.1 工程概況
 7.2 施工監(jiān)測(cè)控制結(jié)果
 7.3 施工控制體系與控制建議
 7.4 小結(jié)
8 結(jié)論與建議
附錄A 成橋狀態(tài)各階振型
附錄B 顫振導(dǎo)數(shù)曲線
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.3.2懸索橋施工控制的必要性 現(xiàn)代懸索橋以其良好的結(jié)構(gòu)性能和跨越能力以及優(yōu)美的建筑造型在現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的地位。現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析理論、高強(qiáng)新材料、計(jì)算技術(shù)以及施工技術(shù)的進(jìn)步，使懸索橋在近50年間迅速發(fā)展，最大跨徑記錄一再被刷新。懸索橋跨徑的增大，又使得大跨徑懸索橋的施工控制理論和技術(shù)成為競(jìng)相研究的重要課題。因?yàn)閼宜鳂驅(qū)俑叽纬o定結(jié)構(gòu)，所采用的施工方法和安裝順序與成橋后的主梁線型和結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力有著密切的關(guān)系，且在施工階段隨著懸索橋結(jié)構(gòu)體系和荷載工況的不斷變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形也隨之不斷發(fā)生變化，并決定成橋后結(jié)構(gòu)的受力及線型。因此必須對(duì)懸索橋的每一施工階段進(jìn)行詳盡的分析和驗(yàn)算，求得纜索的張力、主梁高程、塔柱位移以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等施工控制參數(shù)的理論計(jì)算值，對(duì)施工的順序作出明確的規(guī)定，并在施工中加以有效的控制和施工管理。只有這樣，才能確保懸索橋在施工過程中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形始終在設(shè)計(jì)所要求的合理范圍內(nèi)，成橋后的主梁的幾何線型符合設(shè)計(jì)期望，結(jié)構(gòu)本身又處于最優(yōu)的受力狀態(tài)。這就是各種類型的懸索橋在建造過程中都必須解決的一個(gè)重要課題，即懸索橋的施工控制問題。可以說懸索橋的施工控制是保證懸索橋成功修建的必要條件之一，特別是未來的懸索橋跨度更大，結(jié)構(gòu)更纖細(xì)、輕薄，給施工帶來的難度更大。施工控制系統(tǒng)不僅是建橋中的安全系統(tǒng)，也是橋梁運(yùn)營中安全性和耐久性的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著交通事業(yè)的發(fā)展，荷載等級(jí)、交通流量、行車速度等必然提高，還有一些不可預(yù)測(cè)的自然破壞力也會(huì)危及橋梁的安全，若在橋梁建設(shè)時(shí)進(jìn)行施工控制，并預(yù)留長期觀測(cè)點(diǎn)，將會(huì)給橋梁創(chuàng)造終身安全監(jiān)測(cè)條件，從而給橋梁安全提供可靠保證。隨著現(xiàn)代懸索橋技術(shù)的進(jìn)步，懸索橋的施工方法也在不斷的發(fā)展，在施工過程中，其特點(diǎn)為：（1）懸索橋是由剛度相差很大的構(gòu)件（索塔、主纜、吊索、梁）組成的結(jié)構(gòu)，與其他形式的橋梁相比，具有顯著可撓的特點(diǎn)，在整個(gè)施工過程中，懸索橋結(jié)構(gòu)的幾何形狀變化較大。（2）懸索橋結(jié)構(gòu)幾何形狀對(duì)溫度變化非常敏感。（3）施工各階段中消除誤差比較困難，在懸索橋的施工過程中，主纜一旦施工完畢，是無法調(diào)整其長度的，而且吊索的長度也無法像在懸索橋施工中那樣通過對(duì)懸索的重復(fù)張拉進(jìn)行調(diào)整。懸索橋的吊索長度是通過墊片進(jìn)行微幅調(diào)整的。（4）加勁梁段之間是先上翼緣臨時(shí)鉸接、下翼緣張開，等到加勁梁全部吊裝完畢，才把臨時(shí)鉸接變?yōu)閯偨?。在吊梁的某些階段，顫振失穩(wěn)的臨界風(fēng)速有可能大大低于成橋狀態(tài)的臨界風(fēng)速。（5）懸索橋的吊梁與鞍座頂推（錨跨索股張拉）不是同時(shí)進(jìn)行。在吊梁時(shí)，塔根彎矩將不斷加大。為了不讓塔根應(yīng)力超限，吊梁到一定的程度，就要釋放塔根的彎矩一次。在頂推索鞍法施工的懸索橋中，做法是用千斤頂調(diào)整塔頂鞍座與塔頂之間的相互位置，使塔頂回到原來沒有水平位移時(shí)的狀態(tài)；而在張拉錨跨索股施工的懸索橋中，具體做法是循環(huán)對(duì)稱張拉錨跨各個(gè)索股，使主塔頂偏位回到安全的位置。（6）實(shí)際施工中，為了減少在惡劣氣候條件下現(xiàn)場(chǎng)焊接的工作量，總是希望能一次安裝較長的節(jié)段，如果一次安裝的節(jié)段長度太大，則有節(jié)段最外側(cè)的吊索超載、加勁梁的彎曲應(yīng)力超限的危險(xiǎn)。在懸索主纜的施工中可采用空中紡絲法（AS）或預(yù)制平行索股法（PPWS）進(jìn)行架設(shè)，采用跨纜吊機(jī)或纜索吊機(jī)進(jìn)行加勁梁的安裝，預(yù)偏主索鞍或張拉錨跨索股進(jìn)行主塔受力的調(diào)整。懸索橋的施工流程一般為：錨碇、主塔→安裝主索鞍→導(dǎo)索架設(shè)→安裝貓道→安裝牽引系統(tǒng)及導(dǎo)向滾輪→采用預(yù)制平行索股法（PPWS）架設(shè)主纜→緊纜→安裝索夾→貓道體系轉(zhuǎn)換→安裝吊索→吊裝加勁梁節(jié)段→加勁梁節(jié)段的現(xiàn)場(chǎng)焊接→橋面系施工→主纜纏絲防護(hù)→塔頂建筑及鋼箱梁表面涂裝→拆除貓道→成橋。懸索橋是非線性行為表現(xiàn)較為突出的橋型之一，施工中的橋梁是幾何可變體系，結(jié)構(gòu)變形大，內(nèi)力變化大，隨著其跨徑的不斷增加，設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)安裝思想也在不斷更新，結(jié)構(gòu)成橋的真實(shí)線型既非拋物線又非懸鏈線，而是由橋梁在實(shí)際荷載下的平衡條件與結(jié)構(gòu)的變形條件共同確定的。懸索橋的這些特點(diǎn)要求在施工時(shí)必須精確合理地確定其階段成橋內(nèi)力狀態(tài)與構(gòu)形，精確分析其在荷載下的響應(yīng)。大跨度懸索橋的結(jié)構(gòu)線形主要受主纜線形和吊索長度的控制，主纜一旦架設(shè)完成，主纜內(nèi)力、撓度完全取決于結(jié)構(gòu)體系（索鞍、主梁連接情況）、結(jié)構(gòu)自重、施工荷載和溫度變化，主纜無應(yīng)力下料長度，主纜在自重作用下的初始安裝位置（主纜初始垂度和線型）成為懸索橋施工控制技術(shù)的關(guān)鍵；吊索長度根據(jù)主纜完成線形提出，一般也不預(yù)留太大的調(diào)整長度，如何保證竣工后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形與設(shè)計(jì)狀態(tài)一致成了問題的焦點(diǎn)，因而施工過程中的結(jié)構(gòu)模擬分析工作越來越重要。設(shè)計(jì)圖紙中僅給定理想狀態(tài)下懸索橋竣工后的內(nèi)力、線型，以及施工方案的總體安排，由于實(shí)際采用材料的力學(xué)性能存在偏差（如主纜、吊索的彈性模量、重度、混凝土的收縮徐變等），構(gòu)件制造安裝誤差，以及計(jì)算假定誤差等客觀因素，都會(huì)對(duì)懸索橋的內(nèi)力、線型造成影響。此外，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，精確地計(jì)算出各部分構(gòu)件在無應(yīng)力狀態(tài)下的尺寸，以便指導(dǎo)施工時(shí)下料工作也是模擬分析工作的重要組成部分。因此，橋梁施工控制是橋梁建設(shè)的安全保證。對(duì)大跨懸索橋的施工，開展施工控制分析方面的研究是很有必要的，通過實(shí)際檢測(cè)各施工階段的主要控制參數(shù)，修正計(jì)算模型，并通過現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算分析及預(yù)測(cè)得出合理的控制措施，用以指導(dǎo)和控制施工，預(yù)報(bào)橋梁安全，并使各施工階段的實(shí)際狀態(tài)最大限度地接近理想設(shè)計(jì)狀態(tài)，確保成橋后的內(nèi)力狀態(tài)和幾何線型符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際值與模擬計(jì)算值相差過大時(shí)，就要進(jìn)行檢查并分析原因，而不能再繼續(xù)施工，否則將可能出現(xiàn)事故。

圖書封面

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