一、钢管混凝土拱桥计算理论研究进展(论文文献综述)
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[1](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究指明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)
石拓[2](2020)在《西藏地区大跨度钢管混凝土拱桥温度场和温度效应研究》文中进行了进一步梳理中国川藏铁路正在大力建设中,其中桥梁占比尤为突出。钢管混凝土拱桥在刚度、耐久性、经济方面的优势令其在西藏高原地区公路和铁路中具有广泛的应用前景。温度计算理论是钢管混凝土拱桥设计理论的重要组成部分,但是目前相关研究绝大多数采用数值模拟方法对平原地区钢管混凝土拱桥进行分析,所得结果存在未考虑西藏高原高寒地区气候特点影响、未考虑超大跨度时结论的适用性、缺乏足够试验数据验证等问题。因此,本文依托目前世界最大跨度铁路钢管混凝土拱桥——拉林铁路藏木特大桥,针对西藏地区独特气候下的典型温度场和温度效应问题展开较为深入的理论分析与试验研究。论文主要工作内容及成果如下:1.西藏高原地区日照辐射影响的计算方法研究以藏木特大桥所处的山南市为例,对西藏高原地区的气候特点进行研究,发现该地区气候呈现出年平均气温低、年气温变化小、日气温变化大、太阳辐射强、日照时间长、降水少、风力大等特点。然后,结合当地实测气象数据,提出该地区的年气温变化函数和极端日气温变化函数,并确定了日照辐射影响的计算方法,为分析该地区钢管混凝土拱桥温度问题提供了温度边界条件。2.低温条件下大直径钢管混凝土水化热温度场试验及预测模型研究在恒温温度试验箱内进行了低温环境下不同直径钢管混凝土的水化温度场试验,结果表明大直径钢管混凝土水化热具有大体积混凝土的特点,且在配合比、外部环境等因素不变情况下,直径越大,核心混凝土温升越大,内外温差越大。实桥水化热测试再次验证了上述结论。对比实桥与温度箱水化热试验结果发现,夏季日照及高温会引起比冬季更高的水化热温差。根据试验及有限元分析结果,提出大直径钢管混凝土水化温度及内外温差的预测模型,并利用文献试验结果验证了其准确性。基于预测模型进行分析,提出了管内混凝土开始灌注最佳时刻的计算公式及冬季施工相关措施。研究成果解决了多因素影响下钢管混凝土水化热温度时变规律难以确定的技术难题,对不同环境下,尤其是高原气候条件下的钢管混凝土拱桥管内混凝土施工具有较强的借鉴和指导意义。3.西藏高原地区大直径钢管混凝土拱肋日照温度场试验及温度荷载计算参数取值研究在藏木特大桥桥位处开展了大型试验拱肋节段长期连续日照温度场试验以及藏木特大桥实桥日照温度场长期测试,该试验为国内外同类试验中气候条件最复杂、数据最多、试验时间最长的试验之一。试验结果可知,主拱截面日照温度场分布及变化呈现非均匀分布、非线性变化特性。主拱截面内部温度随日气温变化较小;主拱截面平均温度与日平均气温更接近,与气温相差较大。分析表明,西藏高原地区的钢管混凝土拱桥计算合龙温度应根据有限元方法反算确定,无条件实测水化热温度时《CFST拱桥技术规范》中计算公式依然适用;最高有效温度建议取最高气温当天的日平均气温加2℃,最低有效温度建议取最低气温当天的日平均气温减2℃;研究认为桁式主拱上、下弦杆梯度温差可忽略,该温度效应同样可忽略不计;单管日温差影响范围建议取25cm,截面上、下缘最高温度分别取16℃和10℃,单管梯度温差效应较大不可忽视。基于差分法原理,编写了钢管混凝土拱肋温度场专用分析程序,并利用ANSYS精细化分析结果验证了其精确性。研究结果能够补充和修正中国规范中钢管混凝土拱桥温度效应设计计算的相关内容。4.西藏高原地区大跨度钢管混凝土拱桥温度效应及计算方法研究建立了包含和不包含拱座的两种藏木特大桥全桥有限元模型,计算得到了该桥在不同温度参数取值下的温度效应。然后,将有限元分析结果与实桥实测结果进行对比分析,结果表明,采用本文提出的温度参数取值以及包含拱座的有限元模型计算结果更准确。因此,提出了采用本文建议温度荷载计算参数及优化计算模型进行分析的温度效应计算方法。该方法解决了大跨度钢管混凝土拱桥温度荷载计算参数及模型的合理性、温度效应的准确性难以界定的技术难题,为规范西藏高原气候条件下的大跨度钢管混凝土拱桥温度效应设计计算提供了有力的支撑。进而分析了主拱与拱座刚度比对钢管混凝土拱桥温度效应的影响机理和影响规律,研究表明主拱与拱座的刚度比是影响温度效应计算结果的主要原因。
桂林[3](2020)在《大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究》文中指出钢管混凝土拱桥因其优越的性能和简洁宏伟的外观而备受工程界青睐。同斜拉桥的合理成桥状态及合理施工状态一样,钢管混凝土拱桥合理状态的确定也是设计和施工单位的关注重点。本文以某工程实例为切入点,首先介绍了国内外钢管混凝土拱桥的发展、研究现状;其次介绍了钢管混凝土拱桥的施工控制方法,最后通过对某大跨径钢管混凝土拱桥的一次落架及施工过程进行模拟,确定了钢管混凝土拱桥的合理成桥状态及合理施工状态。本文的主要工作如下:1.阐述了合理拱轴线的不同确定方法,并说明各拱轴线确定方法的适用条件和适用范围。在此基础上,对钢管混凝土拱桥的预拱度进行了阐述,通过实际计算结果来表明不同预拱度计算方法的特点和曲线分布情况;2.对钢管混凝土拱桥进行建模分析,研究钢管混凝土拱桥一次落架的内力分布情况,该状态即为本文的合理成桥状态;3.以合理成桥状态为依据,通过对施工过程的模拟,确定合适的索力,保证钢管混凝土拱桥经过缆索吊装斜拉扣挂施工后形成的状态与拟定的合理成桥状态之间的差值尽可能小;4.通过合理施工状态,计算几种不同的线形,并阐述了制造线形、理想裸拱线形、安装线形和计算裸拱线形之间的共同点和差异;5.探究拆索工况对主拱圈成拱后的线形和受力状态的影响,通过详细的计算结果分析每一步拆索对其他索的索力值和关心截面的应力变化的影响。6.对主拱圈管内混凝土的灌注过程进行探究,通过模拟计算每灌注一对钢管拱肋,主拱圈的位移变形、受力情况。并通过计算不同施工阶段的稳定性系数,分析结构在管内混凝土灌注过程中稳定性的变化情况;7.通过有限元仿真计算,计算拱上立柱的预抬值和预偏量,并在此基础上表明,在拱上立柱的吊装过程中采取适当的控制是非常有必要的。
潘栋[4](2020)在《超大跨钢管混凝土拱桥施工过程中的智能主动控制研究》文中指出目前,超大跨钢管混凝土(CFST)拱桥均采用缆索吊装斜拉扣挂悬拼法施工,其施工工序明确,但各工序控制要点却不相同。本文以平南三桥(主跨575m)为工程背景,采用基于GNSS位移自动监测系统和智能液压控制系统的智能主动控制技术,对拱肋悬拼施工过程中塔架偏位和灌注管内混凝土过程高精度控制在实际施工应用上的问题展开研究。(1)本文较为详细地介绍了智能主动控制的原理与方法、控制状态与区间以及结构体系和框架。结合施工实际阐明了智能主动控制需要考虑的相关参数,基于抛物线理论,推导了考虑边跨作用的双吊点缆索吊装系统的计算公式,并结合实桥分析了缆索吊机的使用时的变化规律。提出考虑结构几何非线性下缆风初张力拟定方法,使索尽可能发挥其抗拉强度,使塔架结构刚度最大化,达到节省施工设备投入的目的。(2)针对主动调载的索力计算方法与设备拟定方案。通过运用影响矩阵法,并结合有限元分析,提出了基于施工阶段影响矩阵法对拱肋悬拼过程中塔架的智能主动调载计算方法。计算结果表明在初张力的基础上增加700k N/束的主动调载力,能将塔顶偏位控制在目标范围内;根据计算结果拟定了智能主动调载设备与方案,实测结果表明,采用该计算方法下拟定的设备方案能有效地将高200m的平南三桥斜拉扣挂系统塔架的偏位控制在25mm以内。(3)基于灌注过程的主动调载技术,从灌注过程中的结构位移、应力和灌注完成后各管的应力状态的角度出发,提出“位移最优、应力最佳”的最优灌注顺序选择思路,采用“穷举法”,进行了24个灌注方案的分析与比对,得出“先内后外,最后灌注下弦”的最优灌注顺序。根据调载前后效果分析,总结了灌注过程主动调载效果与设备方案投入情况。(4)借鉴劲性骨架拱桥的多工作面浇筑方法,结合施工阶段影响线,较完整地提出了真空辅助钢管混凝土拱桥分仓多级灌注的方法与原理。并初步探讨了真空辅助分仓多级灌注法的适用条件及其与另外两种灌注方法在稳定性和结构性能上的区别。
逄锦程[5](2020)在《500m级钢管混凝土拱桥吊扣施工关键技术研究》文中认为由于钢管混凝土拱桥桥结构自身施工便利性和受力合理性,钢管混凝土拱桥近年来得到极大的发展。目前我国多做超500米的钢管混凝土拱桥正处于设计和建设阶段,可以预见,在山区等地理环境下建设500米至700米的跨径区间的桥梁,钢管混凝土拱桥将是最具有竞争优势的桥型之一。但在目前已经建成的超500米级钢管混凝土仅有1座,施工技术还需要进一步研究和完善,同时亟待形成成熟、有效的施工技术设计和方法指导同类型桥梁的建设。本文依托跨径507米的合江长江公路大桥建设项目,详细研究了超500米钢管混凝土拱桥拱肋吊扣施工关键技术,主要研究内容包括:(1)针对合江长江公路大桥的结构设计,介绍了城市跨江条件下大跨度四肢桁式钢管混凝土拱桥的总体施工方案设计,并对缆索吊装系统、斜拉扣挂系统两大主系统完成方案设计研究。(2)大跨径钢管拱桥拱肋节段重、缆索吊体系跨径大,结构非线性问题突出。针对缆索吊装系统面临一系列难题,系统性地研究了缆索吊装系统的各重要构件的精确计算方法,准确获取吊塔、吊扣耦合的极限状态。(3)大跨径钢管拱桥斜拉扣挂体系复杂,针对结构面临的应力集中、失稳、塔偏发散等突出问题,研究了大型斜拉扣挂体系的精确计算方法,采用索、塔、肋耦合的空间杆系有限元分析方法,解决了极限承载能力和稳定性验算问题。(4)研究斜拉扣挂、缆索吊装结构体系的施工过程监测方法,依托合江长江公路大桥设计完成了试吊方案,并对试吊过程进行了全面监测。试吊试验和监测结果表明,本文提出缆索吊装系统、斜拉扣挂系统的设计和计算方法可靠。
袁航[6](2020)在《后拆扣索对钢管混凝土拱桥成桥状态应力影响研究》文中研究说明近年来,缆索吊装斜拉扣挂施工方法广泛应用于大跨度钢管混凝土拱桥施工,其先吊装空钢管成拱再灌注混凝土的方法,使得钢管产生较大的初应力,对成桥状态下拱肋受力产生不利影响,截面组合效率降低。本文以大小井特大桥为工程背景,围绕后拆扣索对大跨度上承式钢管混凝土拱桥成桥状态应力的影响进行研究,主要做了以下工作:(1)介绍了国内外钢管混凝土拱桥的发展及研究现状,总结了现有的钢管混凝土拱桥设计计算理论,包括钢管混凝土材料特性取值计算理论、拱肋截面刚度计算理论、温度效应计算理论、核心混凝土收缩徐变计算理论等,为分析成桥状态应力奠定理论基础。(2)针对缆索吊装斜拉扣挂施工的先拆扣索与后拆扣索两种方案,以大小井特大桥为工程背景利用有限元软件BDCMS建立先拆扣索与后拆扣索的施工全过程计算模型,对两种工况下成桥状态的主拱应力、位移及施工过程中的应力与位移进行了对比分析。结果表明,后拆扣索能在一定程度上改善成桥状态下拱肋钢管的应力,增加结构安全储备。(3)采有限元软件BDCMS建立了包括斜拉扣挂系统的整体计算模型,采用有限元软件Midas/Civil建立了扣塔的单独计算模型,将整体模型中得到的扣、背索索力施加至扣塔顶,对后拆扣索工况下斜拉扣挂系统在混凝土灌注期间的施工安全性进行了校核,对后拆扣索的安全可行性进行了分析。
董福民[7](2020)在《上承式钢管混凝土拱桥合理结构设计与力学特性分析》文中认为钢管混凝土拱桥具有承载能力高、施工速度快、跨越能力强、地基适应能力强、结构造型美观的特点。关口大桥属镇雄至果珠火车站至大湾公路的新建公路工程范畴,该桥初步设计拟定为上承式钢管混凝土拱桥。为了配合项目设计和科研要求,本文以钢管混凝土拱桥计算理论和结构设计选型要求为根据,初步拟定了该桥的结构设计参数,建立初始结构有限元模型。以初始结构设计为基准,对关口大桥的合理结构设计参数、内灌混凝土施工顺序、施工和运营阶段的静力特性、裸拱及成桥的动力特性和成桥稳定性进行分析研究,主要完成以下工作:1.总结了钢管混凝土拱桥的设计理论、结构选型原理和数值模拟方法。2.以初始结构模型为基准,从拱轴系数、拱肋梁高、拱肋上下弦钢管壁厚、横联布置、立柱布置五方面对结构进行有限元合理参数化分析,明确结构设计存在的相关问题,为最终结构设计参数的改进和优化奠定基础。3.研究确定关口大桥管内灌注混凝土工法,并分析管内灌注顺序对拱肋钢管应力、拱圈变形和桥梁整体稳定性的影响,得出合理管内砼灌注工序。4.基于相关合理结构参数和灌注工序分析结果,对初始结构参数进行调整,重新确定结构参数,建立关口大桥有限元模型。对关口大桥进行施工阶段和运营阶段的静力分析,并使用极限状态法和容许应力法对结构合理性进行判定。5.文中对关口大桥进行动力和稳定性进行分析。裸拱动力特性和成桥阶段动力特性研究得出了施工阶段和成桥阶段结构的振动形式;结构进行反应谱抗震分析,判定了桥梁各构件均处于弹性工作状态;结构进行施工阶段和成桥阶段弹性稳定性分析,得出相应失稳模态和失稳形式,并分析了加载方式、初始几何缺陷和横向力对稳定性的影响。
王红伟[8](2019)在《大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段非线性稳定性能研究》文中研究说明大跨度CFST拱桥特点是长细比大,宽跨比和宽高比小,非线性特征明显。拱桁的斜拉扣挂悬臂拼装施工过程以及泵送顶升施工过程中,结构处于不完整状态,非线性稳定性问题比较突出。本文采用模型试验、理论研究和数值分析相结合的方法,围绕CFST拱桥施工阶段的非线性稳定问题进行研究,主要研究工作、研究成果和结论如下:(1)对比研究了两类稳定问题的基本原理、平衡路径及分析方法,分析了CFST拱桥中稳定问题的特点。统计分析了极值点失稳中钢管和核心混凝土的非线性本构模型,采用C#语言编写了稳定性研究中的非线性材料本构生成程序。采用数值分析方法研究了初始缺陷对拱肋和塔架非线性稳定性影响,结果表明初始缺陷对拱肋和塔架非线性稳定性影响显着。基于拱肋和塔架施工偏位的限值统计分析,给出了拱肋和塔架的初始缺陷建议值。针对现有数值分析中拉索与塔架连接处理误差大的问题,提出了拉索与塔架连接处理的建议方法,并采用算例验证了处理方法的可行性与准确性。(2)基于CFST拱桥中构件受力特性和加载路径的统计分析,开展了9根不同长细比、偏心距和混凝土等级的CFST构件轴压和偏压的加载破坏试验,分析了CFST构件加载过程中应力、位移、极限承载力、破坏形态以及不同参数变化对CFST压弯构件受力特性的影响规律,揭示了压弯构件的受力特性和失稳机理,试验结果表明压弯构件的荷载-纵向应变曲线和荷载-侧向挠度曲线主要由弹性、弹塑性和下降段组成。(3)基于不同曲率求解方法的对比分析,给出了参数化编程中曲率的推荐求解方法,采用算例验证了求解方法的精度,采用C#语言编制了CFST截面曲率的计算程序。基于钢管构件和CFST构件的受力特点以及开展的CFST构件加载破坏试验,推导了钢管构件和CFST构件的失稳临界曲率差计算公式,建立了基于曲率差的构件非线性失稳判别准则及相应的计算格式。基于节点的受力特点和破坏模式,推导了节点的失稳临界弧度差计算公式,建立了基于弧度差的节点非线性失稳判别准则及相应的计算格式。(4)针对拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工过程中的非线性稳定性,分别研究了缆风索布置、拱桁偏位和塔架偏位对拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工过程非线性稳定性的影响,揭示了有无缆风索以及缆风索夹角对拱桁和塔架非线性稳定性和失稳模态的影响规律,建立了缆风索夹角与拱桁非线性稳定系数、塔架非线性稳定系数之间关系式,给出了横桥向缆风索与拱桁之间的推荐夹角。分析了拱桁偏位和塔架偏位的成因,研究了拱桁偏位和塔架偏位对拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定性和非线性失稳形态的影响规律。针对拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工过程中存在非线性稳定影响因素多、相互作用复杂等问题,提出基于塔-拱双控的拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定优化布置方法,确定了非线性稳定优化布置方法中的设计变量和状态变量,建立了非线性稳定优化布置方法中的目标函数及其求解策略。(5)针对拱桁泵送顶升施工过程中的非线性稳定性,分别研究了拱桁混凝土灌注顺序、混凝土刚度变化和拱顶上挠对拱桁泵送顶升施工非线性稳定性的影响,提出了基于稳定性最优的拱桁灌注顺序,建立了混凝土刚度变化与拱桁非线性稳定系数之间的关系式,揭示了混凝土刚度变化对拱桁非线性稳定性和非线性失稳形态的影响规律,分析了拱顶上挠的成因以及拱顶上挠与矢跨比之间的关系。研究了混凝土由拱脚灌注到拱顶过程中,拱肋各截面的位移、轴力和弯矩变化规律,分析了灌注过程中拱肋的线弹性和非线性稳定性变化规律以及失稳模式。针对泵送顶升施工过程中存在的非线性稳定影响因素多、相互作用复杂等问题,提出了基于拱桁偏位调控的泵送顶升施工非线性稳定优化布置方法,确定了非线性稳定优化布置方法的设计变量、状态变量,建立了非线性稳定优化布置方法的目标函数,确定了目标函数的求解策略。(6)以主跨575m的CFST拱桥-广西平南三桥为例,建立其施工阶段考虑空间效应的三维有限元模型,利用本文研究成果对其拱桁斜拉扣挂悬臂拼装施工过程和拱桁泵送顶升施工过程中的非线性稳定性进行判别和分析,结果表明斜拉扣挂悬臂拼装施工过程中,拱桁和塔架的构件和节点均处于非线性稳定状态,横桥向缆风索对拱桁非线性稳定系数提升明显,拱桁非线性失稳形态表现为横桥向失稳,塔架的非线性稳定系数为4.8,塔架非线性失稳形态表现为纵桥向失稳。拱桁泵送顶升施工过程中,拱桁中的构件和节点均处于非线性稳定状态,随着拱桁混凝土灌注的开展,拱桁结构灌注完不同钢管内混凝土时的非线性稳定系数逐渐升高,灌注拱桁对称侧两根钢管时的非线性稳定系数比较接近且差值逐渐增大,灌注过程中拱桁非线性失稳形态表现为拱桁横桥向失稳。
尹升[9](2019)在《大跨径钢管混凝土拱桥钢混叠合梁桥面系受力性能研究》文中研究表明钢-混凝土叠合结构因其具有承载能力高、刚度大、构型轻巧、施工方便等优势,近年在大跨径上承式钢管混凝土拱桥的拱上结构建设中得到了广泛应用。拱上结构是上承式拱桥中必不可少的一部分,其受力安全关乎行车乃至整个桥梁结构的安全。本文以大小井特大桥(主跨450m的上承式钢管混凝土桁架拱,同类型桥梁跨径为世界第一)为工程背景,采用Midas Civil 2015有限元计算软件建立其原设计模型以及修改部分参数后的计算模型,对其钢-混凝土叠合拱上结构的静力、动力性能进行分析研究。本文主要进行了以下工作:(1)简要叙述钢-混凝土叠合结构的发展历史及其在上承式钢管混凝土拱桥拱上建筑中的应用现状,并对其受力特点和相关设计计算理论进行阐述。(2)针对钢-混凝土叠合拱上结构对主拱圈受力性能产生的影响进行研究。在其它条件不变的情况下将原设计的钢-混凝土叠合梁用预应力混凝土 T梁进行替换,采用Midas Civil 2015分别建立考虑和不考虑拱上结构联合作用的仿真模型,对比分析钢-混凝土叠合拱上结构对主拱圈力学性能的影响规律。(3)研究在施工阶段、成桥阶段主拱变形对钢-混凝土叠合拱上建筑受力性能的影响。采用Midas Civil 2015建立整桥有限元仿真模型,在其它条件不变的情况下,建立不计入主拱变形对钢-混凝土叠合结构影响的仿真模型,对比分析主拱圈变形对钢-混凝土叠合结构受力性能的影响规律。(4)对大跨径上承式钢管混凝土拱桥中钢-混凝土组合结构在不同连接性能下的力学性能进行研究。采用MIDAS建立以下三种钢-混凝土连接性能不同的模型:连接截面完全刚接、连接截面纵向能产生滑移、桥面板与钢纵梁简单叠在一起。对比三个有限元模型计算结果,分析钢-混凝土连接性能对钢-混凝土叠合梁力学性能的影响规律,为上承式钢管混凝土拱桥拱上结构的设计提供参考。
韩玉[10](2019)在《超大跨CFST拱桥施工关键计算理论与控制研究》文中指出着名桥梁专家周念先教授认为“100m和1000m的拱桥在设计方面难度相差不大,而施工方面的难度差别非常悬殊”,可见超大跨拱桥建设的关键在于施工。钢管混凝土(CFST)拱桥由于采用了先拼装轻质钢管拱肋后浇灌核心混凝土的先进施工工艺,为拱桥跨越更大跨度提供了可能性。但随着跨度的增加,尤其是超500米级后,拱桥施工周期长,误差累积效应明显,再加之拱肋节段长、体量大、焊接影响复杂等问题,使得拱肋制造精度低、拼装风险高、施工控制难;此外,混凝土浇灌体量大、泵送距离远、顶升高度大,脱空“病害”不易避免,也给结构的安全造成威胁。然而,随着我国交通路网的不断延伸,“天堑变通途”势在必行,钢管混凝土拱桥因结构自身优势,是跨越峡谷沟壑的理想桥型。因此,为实现国家战略发展,创新拱桥核心建设技术,巩固我国的拱桥强国地位,超大跨钢管混凝土拱桥建设过程中的一系列问题亟待解决。本文即围绕世界最大跨钢管混凝土拱桥——合江长江一桥(跨径530m)建造过程中的施工关键计算理论与控制方法展开了系统深入的研究。主要研究工作及成果如下:1.鉴于超大跨径钢管混凝土拱桥的钢管拱肋制造过程中,大尺度焊缝会对拱肋制造线形产生不容忽视的复杂影响与高危风险,基于单元生死技术精细化数值模拟了钢管拱肋节段的动态对接焊接过程;对比分析了对称焊接与非对称焊接两种工艺下,特大尺度钢管对接焊缝及其热影响区的焊接残余应力与焊接残余变形分布规律,明确了对称焊接优于非对称焊接;针对国标中建议大跨度拱桥(超过200m)采用立式制作方法带来的施工费用高、安全风险大的难题,基于焊接缺陷分布特点,研发了拱肋“2+1”高精度卧式耦合制造技术,解决了特大体量钢管拱肋制造精度保证难的问题,对类似工程具有一定的指导性作用。2.围绕超大跨拱桥施工过程中环境影响复杂,难以保证在设计合龙温度下合龙进而影响拱肋线形的现实问题,提出了考虑非设计合龙温度下合龙的拱肋安装线形修正方法,推导了节段预抬高及拱肋安装节点的标高调整计算方法;针对传统扣、锚索分离的定长扣索计算方法面临约束条件多、索力均匀性差等问题,提出了“过程最优,结果可控”的扣索一次张拉改进算法;针对扣、锚索一体施工方法,基于静力平衡与变形协调条件,推导了考虑墩(塔)抗推刚度弹性支撑影响的单索鞍与双索鞍索力计算方法,并结合传统索鞍半径有限、摩阻损耗大的问题,优化了传统双向索鞍构造细节,提出了新型分散式扣索双转向索鞍;形成了成套超大跨CFST钢管拱肋安装线形控制方法,并应用于合江长江一桥。3.针对超大跨CFST钢管拱肋工厂制作与现场拼装过程中的各种可能误差,分析了温度变化、焊缝收缩以及制作误差等对引起的弧长变化计算方法,基于拱肋节段无应力状态下的几何连续特性,推导了不同位置处的安装误差以及拱肋节段数对拱肋高程与线形的影响规律,明确了拱肋安装节段抬高误差控制关键部位;针对悬臂拼装时因接头不能密贴而采取垫塞钢板的措施,基于节段几何坐标关系,推导了节段间垫塞钢板的坐标修正公式,详细阐述了切线拼装、节段坐标修正在有限元中的实施方法,并通过算例计算了垫塞钢板对扣索力、主拱线形及内力的影响规律;针对特大跨CFST格构型拱肋,推导了拱肋切线拼装时坐标修正公式,提出了拱肋节段带斜腹杆安装时坐标修正方法。4.针对缆索吊装法应用于超500m级钢管混凝土拱桥面临的索跨大、吊装重、索塔高而稳定性差、环境复杂等难题,从受力性能、安装精度与偏位控制难易等方面系统对比了现有吊扣连接的可行性,明确了超大跨CFST拱桥“吊扣真正合一”的形式,并研究开发了塔顶偏位控制技术;基于正、倒两种索-轮单元平衡方程,构建了缆索几何非线性有限元模型,开发了非线性索-轮单元法,完成了缆索吊机主索几何非线性分析,进而彻底解决了传统有限元分析方法无法实现索力连续的问题;研发了回转梁式吊具进行拱肋水上起吊转向,解决了急流河段运输船不能横水流停泊的难题;保证了超500m级CFST拱桥缆索吊装系统的强健性与经济性。5.通过理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方式剖析了钢管混凝土拱桥脱空产生原因;借助玻璃管灌注混凝土试验研究,明确了管内空气是施工阶段脱空主要成因,从而提出了真空辅助灌注工艺,并通过对比试验研究,厘清了真空情况下,空气排出流动方式,揭示了真空辅助灌注工作机理,验证了真空辅助灌注提高管内混凝土密实度的可行性;研发了“大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法”和相应的“真空辅助灌注系统”,实现了超500m级钢管混凝土拱桥全过程真空辅助三级连续泵送施工,保证了混凝土的密实性;针对管内混凝土收缩导致后期脱空的问题,提出并成功实践了“不收缩混凝土+真空辅助灌注”技术,解决了困扰钢管混凝土拱桥多年的脱空问题。
二、钢管混凝土拱桥计算理论研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢管混凝土拱桥计算理论研究进展(论文提纲范文)
(1)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)
0引言(东南大学王景全老师提供初稿) |
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿) |
1.1新材料促进桥梁工程技术革新 |
1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展 |
1.3桥梁抗灾变能力显着提高 |
1.4桥梁智能化水平大幅提升 |
1.5跨海桥梁深水基础不断创新 |
2桥梁结构设计 |
2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿) |
2.1.1汽车作用 |
2.1.2温度作用 |
2.1.3浪流作用 |
2.1.4分析方法 |
2.1.5展望 |
2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
2.2.1新型桥梁用钢的研发 |
2.2.2焊接节点疲劳性能 |
2.2.3钢结构桥梁动力行为 |
2.2.4复杂环境钢桥服役性能 |
2.2.5组合结构桥梁空间力学行为 |
2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为 |
2.2.7展望 |
2.3高性能材料 |
2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿) |
2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿) |
2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿) |
2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
2.3.5展望 |
2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿) |
2.4.1深水桥梁基础形式 |
2.4.2桥梁基础承载性能分析 |
2.4.3桥梁基础动力特性分析 |
2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战 |
3桥梁建造新技术 |
3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿) |
3.1.1钢结构桥梁工程建设成就 |
3.1.2焊接制造新技术 |
3.1.3施工新技术 |
3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿) |
3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术 |
3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展 |
3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能 |
3.3桥梁建造技术发展态势分析 |
4桥梁运维 |
4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿) |
4.1.1监测技术 |
4.1.2模态识别 |
4.1.3模型修正 |
4.1.4损伤识别 |
4.1.5状态评估 |
4.1.6展望 |
4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.2.1智能检测技术 |
4.2.2智能识别与算法 |
4.2.3展望 |
4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿) |
4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.1车-桥气动参数识别 |
4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估 |
4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性 |
4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响 |
4.3.2地震作用下行车安全性 |
4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型 |
4.3.2.2地震动激励特性的影响 |
4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估 |
4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究 |
4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性 |
4.3.4冲击系数与振动控制研究 |
4.3.4.1车辆冲击系数 |
4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法 |
4.3.5研究展望 |
4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿) |
4.4.1增大截面加固法 |
4.4.2粘贴钢板加固法 |
4.4.3体外预应力筋加固法 |
4.4.4纤维增强复合材料加固法 |
4.4.5组合加固法 |
4.4.6新型混凝土材料的应用 |
4.4.7其他加固方法 |
4.4.8发展展望 |
5桥梁防灾减灾 |
5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿) |
5.1.1公路桥梁抗震研究新进展 |
5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展 |
5.1.3桥梁抗震发展态势分析 |
5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿) |
5.2.1桥梁风环境 |
5.2.2静风稳定性 |
5.2.3桥梁颤振 |
5.2.4桥梁驰振 |
5.2.5桥梁抖振 |
5.2.6主梁涡振 |
5.2.7拉索风致振动 |
5.2.8展望 |
5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿) |
5.3.1材料高温性能 |
5.3.2仿真与测试 |
5.3.3截面升温 |
5.3.4结构响应 |
5.3.5工程应用 |
5.3.6展望 |
5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿) |
5.4.1车撞桥梁结构研究现状 |
5.4.2船撞桥梁结构研究进展 |
5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状 |
5.4.4研究展望 |
5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿) |
5.5.1桥梁冲刷 |
5.5.2桥梁水毁 |
5.5.2.1失效模式 |
5.5.2.2分析方法 |
5.5.3监测与识别 |
5.5.4结论与展望 |
5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿) |
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿) |
策划与实施 |
(2)西藏地区大跨度钢管混凝土拱桥温度场和温度效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 桥梁温度问题概述 |
1.2.2 桥梁水化热温度场研究 |
1.2.3 桥梁日照温度场研究 |
1.2.4 桥梁温差应力研究 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 本课题研究内容 |
第二章 西藏地区气候特点研究及工程概况 |
2.1 引言 |
2.2 热传导理论 |
2.2.1 热传递的方式 |
2.2.2 导热方程 |
2.2.3 初始条件和边界条件 |
2.2.4 边界条件的近似处理 |
2.3 西藏地区气候特点 |
2.3.1 气温特点 |
2.3.2 日照特点 |
2.3.3 其他气候特点 |
2.4 藏木桥工程概况 |
2.5 藏木特大桥实桥测试概况 |
2.6 本章小结 |
第三章 大直径CFST水化热温度场研究 |
3.1 引言 |
3.2 低温下大直径CFST水化热试验 |
3.2.1 试验概况 |
3.2.2 试验结果及分析 |
3.3 大直径CFST水化热有限元分析 |
3.3.1 CFST水化热有限元模型 |
3.3.2 CFST水化热有限元计算结果与分析 |
3.4 低温下拱肋水化热温度预测模型 |
3.4.1 水化温度预测模型的提出 |
3.4.2 直径相关参数α_D选取 |
3.4.3 位置相关参数β_r选取 |
3.4.4 CFST水化热温度预测模型验证 |
3.5 藏木桥水化热试验研究 |
3.5.1 实桥水化热规律 |
3.5.2 试验结果分析与讨论 |
3.5.3 CFST水化热温度预测模型的补充 |
3.5.4 水化热温度预测模型的验证 |
3.5.5 CFST水化热引起的截面温差研究 |
3.6 CFST拱肋管内混凝土施工时间及相关措施研究 |
3.7 本章小结 |
第四章 西藏地区气候下CFST拱肋长期温度场研究 |
4.1 引言 |
4.2 足尺CFST拱肋节段长期温度场试验 |
4.2.1 试验概况 |
4.2.2 试验结果 |
4.3 温度荷载计算参数研究 |
4.3.1 计算合龙温度 |
4.3.2 有效温度 |
4.3.3 单圆管竖向梯度温差 |
4.4 CFST日照温度场有限元分析 |
4.4.1 模型建立 |
4.4.2 有限元结果与试验值的对比 |
4.4.3 有限元模拟结果及分析 |
4.5 日照温度场影响因素分析 |
4.5.1 不同钢管直径 |
4.5.2 不同截面形式 |
4.6 藏木桥日照温度场试验研究 |
4.6.1 桁式截面日照温度场规律 |
4.6.2 有效温度 |
4.6.3 桁式截面梯度温差 |
4.7 CFST拱桥温度场计算专用软件研究 |
4.7.1 温度场差分法原理 |
4.7.2 温度场算例 |
4.7.3 温度场计算专用软件 |
4.8 本章小结 |
第五章 西藏地区气候下CFST拱桥温度效应分析 |
5.1 引言 |
5.2 CFST拱桥有限元模型 |
5.2.1 无拱座CFST拱桥有限元模型 |
5.2.2 有拱座CFST拱桥有限元模型 |
5.2.3 边界条件及温度荷载 |
5.3 CFST拱桥温度效应分析 |
5.3.1 均匀温度效应分析 |
5.3.2 桁式主拱梯度温差效应分析 |
5.3.3 单管主拱梯度温差效应分析 |
5.4 温度效应比较 |
5.5 藏木桥温度效应试验研究 |
5.5.1 日温变化影响 |
5.5.2 降温温度应力 |
5.5.3 升温温度应力 |
5.7 有限元模型优化原理 |
5.8 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要工作及结论 |
6.2 本文的创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
附录 I |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(3)大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 钢管混凝土拱桥发展与应用 |
1.1.1 国内外钢管混凝土拱桥的发展历程 |
1.1.2 特点及优越性 |
1.2 钢管混凝土拱桥合理成桥状态研究现状 |
1.2.1 合理成桥状态 |
1.2.2 研究现状 |
1.3 钢管混凝土拱桥合理施工状态研究现状 |
1.3.1 合理施工状态现状 |
1.3.2 研究现状 |
1.4 钢管混凝土拱桥施工控制 |
1.4.1 施工控制概述 |
1.4.2 研究现状 |
1.5 问题的提出及研究意义 |
1.6 本文的主要工作 |
第二章 钢管混凝土拱桥拱肋节段安装方法 |
2.1 概述 |
2.2 支架施工 |
2.3 转体施工法 |
2.3.1 竖向转体法 |
2.3.2 平面转体法 |
2.4 缆索吊装法 |
2.5 缆索吊装斜拉扣挂法 |
2.6 本章小结 |
第三章 钢管混凝土拱桥施工控制方法及计算理论 |
3.1 钢管混凝土拱桥施工控制原则、方法 |
3.1.1 控制原则 |
3.1.2 控制方法 |
3.2 施工控制计算理论 |
3.2.1 前进分析法 |
3.2.2 倒拆分析法 |
3.2.3 无应力状态法 |
3.3 施工控制仿真模拟分析 |
3.4 钢管混凝土拱桥施工过程中的有限元模拟 |
3.4.1 扣、锚索的模拟 |
3.4.2 扣、背索索力模拟 |
3.5 本文研究采用的模拟分析方法 |
3.6 模拟钢管混凝土吊装阶段 |
3.7 本文模拟分析方法 |
3.8 本章小节 |
第四章 钢管混凝土拱桥合理成桥状态 |
4.1 概述 |
4.2 合理成桥状态 |
4.3 上承式钢管混凝土拱桥合理成桥线形 |
4.3.1 合理拱轴线的确定 |
4.3.2 常用的几种拱轴线设置方法 |
4.3.3 基于三次样条差值函数的拱轴线 |
4.4 预拱度 |
4.4.1 预拱度的概念 |
4.4.2 预拱度的分配方法 |
4.5 某钢管混凝土拱桥合理成桥状态确定 |
4.5.1 工程项目概况 |
4.5.2 建立计算模型 |
4.5.3 预拱度的确定 |
4.5.4 不同预拱度分配方法确定的拱轴线 |
4.5.5 钢管混凝土拱桥成桥内力计算 |
4.5.6 一次落架法计算实例 |
4.6 本章小结 |
第五章 钢管混凝土拱桥合理施工状态 |
5.1 概述 |
5.2 施工阶段分析 |
5.2.1 主拱圈施工模拟 |
5.2.2 拱肋节段吊装中索力确定 |
5.2.3 施工过程中的塔顶偏位 |
5.2.4 施工中扣塔塔底应力 |
5.2.5 钢管混凝土的灌注顺序选择及分析结果 |
5.3 扣、锚索拆索过程分析 |
5.3.1 拆索过程线形分析 |
5.3.2 拆索过程中索力及应力变化 |
5.4 拱上立柱施工控制措施 |
5.4.1 拱上立柱的吊装顺序 |
5.4.2 控制措施研究 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(4)超大跨钢管混凝土拱桥施工过程中的智能主动控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外钢管混凝土拱桥发展概况 |
1.2.1 钢管混凝土拱桥发展概况 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥拱肋施工方法 |
1.2.3 钢管混凝土拱桥灌注方法 |
1.4 本文课题来源及研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 本文的研究内容 |
第二章 超大跨CFST拱桥施工智能主动控制方法 |
2.1 引言 |
2.2 智能主动控制原理与方法 |
2.2.1 被动控制原理 |
2.2.2 主动控制原理 |
2.2.3 控制状态与控制区间 |
2.2.4 控制系统体系与框架 |
2.3 智能主动调载参数拟定 |
2.3.1 缆风初张力拟定方法 |
2.3.2 缆索吊装法计算理论 |
2.4 索长计算与千斤顶拟定 |
2.5 小结 |
第三章 超大跨CFST拱桥塔架智能主动调载计算与实测 |
3.1 引言 |
3.2 塔架参数计算 |
3.2.1 缆索吊装系统 |
3.2.2 斜拉扣挂荷载 |
3.2.3 风荷载 |
3.2.4 缆风初张力 |
3.3 塔架智能主动调载计算方法 |
3.4 平南三桥调载设备拟定与实测数据 |
3.4.1 有限元数值模拟 |
3.4.2 施工阶段划分 |
3.4.3 计算结果与分析 |
3.4.4 平南三桥调载设备布置 |
3.4.5 实测数据 |
3.5 小结 |
第四章 超大跨CFST拱桥拱肋灌注分析 |
4.1 引言 |
4.2 钢管混凝土模拟方法 |
4.2.1 统一理论 |
4.2.2 换算截面法 |
4.2.3 钢混合一法 |
4.2.4 双单元法 |
4.3 灌注影响因素分析与拱肋结构状态变化规律 |
4.3.1 调载索的选定 |
4.3.2 索的弹性模量 |
4.3.3 时间依存性材料系数 |
4.4 基于智能主动调载的灌注顺序拟定 |
4.4.1 灌注方案比选评价方法和指标 |
4.4.2 计算模型与结果分析 |
4.5 智能主动调载效果与分析 |
4.5.1 位移调载效果 |
4.5.2 应力调载效果 |
4.5.3 灌注过程稳定系数变化 |
4.5.4 设备方案 |
4.6 小结 |
第五章 超大跨CFST拱桥分仓多级灌注方法 |
5.1 引言 |
5.2 真空辅助分仓多级灌注法原理 |
5.2.1 影响线分析理论 |
5.2.2 算例 |
5.3 分仓灌注及其效果与分析 |
5.3.1 方案布置 |
5.3.2 效果与分析 |
5.4 分仓灌注法施工过程中的稳定性分析 |
5.4.1 线弹性有限元分析 |
5.4.2 非线性稳定问题近似求解 |
5.4.3 算例分析 |
5.5 分级计算方法与适用条件 |
5.5.1 影响管内混凝土分级施工因素 |
5.5.2 不同产能条件下的灌注分级数 |
5.6 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在校期间发表的学术论文与研究成果 |
附录 |
(5)500m级钢管混凝土拱桥吊扣施工关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 钢管混凝土拱桥的发展概况 |
1.1.1 钢管混凝土拱桥发展建设情况 |
1.1.2 国内钢管混凝土拱桥的研究 |
1.1.3 国外钢管混凝土拱桥的研究 |
1.2 钢管混凝土拱桥的分类与特点 |
1.2.1 钢管混凝土拱桥的分类 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥的特点 |
1.3 钢管混凝土拱桥的施工方法 |
1.3.1 支架施工法 |
1.3.2 转体施工法 |
1.3.3 悬臂施工法 |
1.3.4 整体提升法 |
1.3.5 斜拉扣挂、缆索吊装施工法 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 合江长江公路大桥施工设计要点 |
2.1 工程概况 |
2.2 施工总体方案设计 |
2.3 缆索吊装体系设计与施工技术 |
2.3.1 缆索吊装体系结构整体设计 |
2.3.2 缆索吊装体系索系统设计 |
2.3.3 缆索吊装系统吊塔设计 |
2.3.4 缆风结构设计 |
2.3.5 缆索吊装系统施工技术 |
2.4 斜拉扣挂体系设计与施工技术 |
2.4.1 斜拉扣挂体系设计 |
2.4.2 扣塔结构设计 |
2.4.3 扣挂体系施工工艺 |
2.5 本章小结 |
第三章 缆索吊装体系计算方法研究 |
3.1 缆索计算理论 |
3.1.1 有限元几何非线性总体方程的建立 |
3.1.2 有限元几何非线性的求解 |
3.2 精确的缆索计算方法研究 |
3.2.1 缆索在滑轮上自适应调节作用 |
3.2.2 缆索自适应调节有限元仿真分析方法 |
3.3 吊装系统荷载工况分析 |
3.3.1 吊装工况分析 |
3.3.2 吊装系统荷载分析 |
3.4 索系统承载能力分析 |
3.4.1 承重索承载能力分析 |
3.4.2 塔前120 米起吊工况 |
3.4.3 塔前50 米起吊工况分析 |
3.5 缆风—吊塔耦合稳定验算方法 |
3.5.1 缆风—吊塔耦合作用概述 |
3.5.2 基于空间非线性分析的缆风—吊塔耦合分析 |
3.5.3 荷载分析 |
3.5.4 缆风—吊塔耦合计算分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 斜拉扣挂结构体系计算方法研究 |
4.1 荷载分析 |
4.1.1 扣塔风荷载的确定 |
4.1.2 扣背索索力 |
4.1.3 扣塔附着力 |
4.2 扣挂体系承载能力计算方法 |
4.2.1 扣挂体系空间杆系有限元模型的建立 |
4.2.2 荷载组合 |
4.2.3 扣塔承载能力分析 |
4.2.4 塔顶铰支座验算 |
4.3 扣挂体系稳定性分析计算方法 |
4.3.1 稳定分析概述 |
4.3.2 线性稳定分析方法 |
4.3.3 非线性稳定分析方法 |
4.3.4 结构稳定失效判定准则 |
4.3.5 扣塔线形屈曲分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 合江长江公路大桥吊扣体系试吊监测 |
5.1 试吊方案设计 |
5.2 扣塔监测方案设计 |
5.2.1 扣塔应力监测 |
5.2.2 扣塔偏位监测 |
5.2.3 背索锚碇位移监测 |
5.2.4 扣背索索力监测 |
5.3 吊装系统监测方案设计 |
5.3.1 吊塔应力监测 |
5.3.2 缆索吊位移监测 |
5.4 试吊过程监测数据分析 |
5.4.1 跨中试吊125%*140T荷载监测分析 |
5.4.2 塔前试吊125%*170T荷载监测分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(6)后拆扣索对钢管混凝土拱桥成桥状态应力影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 钢管混凝土拱桥发展现状 |
1.1.1 钢管混凝土原理 |
1.1.2 国外钢管混凝土拱桥的发展现状 |
1.1.3 我国钢管混凝土拱桥的发展现状 |
1.2 钢管混凝土拱桥的特点 |
1.2.1 钢管混凝土拱桥的优点 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥存在的主要问题 |
1.3 钢管混凝土拱桥的施工技术 |
1.3.1 钢管混凝土材料制作及要求 |
1.3.2 钢管混凝土拱桥成桥施工技术 |
1.4 钢管混凝土拱桥研究现状 |
1.5 本文研究的主要内容与意义 |
第二章 钢管混凝土拱桥计算分析理论 |
2.1 钢管混凝土材料的计算理论 |
2.2 钢管混凝土截面刚度计算 |
2.2.1 双单元模型 |
2.2.2 换算材料模型 |
2.3 钢管混凝土拱桥温度效应计算 |
2.3.1 计算基本假定与基本方程 |
2.3.2 主拱截面温度应力计算 |
2.4 钢管混凝土收缩、徐变计算 |
2.4.1 核心混凝土收缩 |
2.4.2 核心混凝土徐变 |
2.5 内力叠加法与应力叠加法的选取问题 |
2.6 本章小结 |
第三章 后拆扣索对主拱成桥状态应力的影响 |
3.1 有限元分析基本理论 |
3.2 施工工艺与研究思路 |
3.3 工程概况 |
3.4 有限元计算模型 |
3.4.1 模型的建立 |
3.4.2 参数的选取 |
3.4.3 计算工况与计算步骤 |
3.5 有限元计算结果分析 |
3.5.1 钢管应力分析 |
3.5.2 混凝土应力分析 |
3.5.3 主拱竖向位移分析 |
3.5.4 扣索索力变化分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 后拆扣索对斜拉扣挂系统受力的影响 |
4.1 拱桥缆索吊装斜拉扣挂施工系统简介 |
4.2 大小井特大桥缆索吊装斜拉扣挂法施工设计 |
4.2.1 缆索吊装系统 |
4.2.2 斜拉扣挂系统 |
4.3 后拆扣索拱桥的斜拉扣挂阶段模拟 |
4.4 计算结果分析 |
4.4.1 扣索计算 |
4.4.2 背索计算 |
4.4.3 扣、背索对扣塔的受力计算 |
4.4.4 扣塔计算 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
一. 研究生学习期间发表论文情况 |
二. 参与的科研项目 |
(7)上承式钢管混凝土拱桥合理结构设计与力学特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 钢管混凝土拱桥发展概况 |
1.1.1 国外应用概况 |
1.1.2 国内应用概况 |
1.2 钢管混凝土拱桥的结构特点和工作性能 |
1.2.1 钢管混凝土的结构特点 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥的特点 |
1.3 钢管混凝土拱桥研究现状 |
1.3.1 主拱圈合理拱轴线研究 |
1.3.2 拱肋截面研究 |
1.3.3 钢管壁厚研究 |
1.3.4 横向联系研究 |
1.3.5 拱上立柱研究 |
1.3.6 管内混凝土灌注顺序研究 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 管混凝土拱桥设计理论与数值模拟方法 |
2.1 钢管混凝土结构计算原理 |
2.1.1 钢管混凝土截面刚度计算 |
2.1.2 主拱圈内力计算 |
2.1.3 承载力极限状态验算 |
2.1.4 正常使用极限状态验算 |
2.2 上承式钢管混凝土拱桥结构选型 |
2.2.1 钢管混凝土拱桥主要类型 |
2.2.2 主拱一般构造 |
2.2.3 拱轴线拟定 |
2.2.4 桁式主拱尺寸 |
2.2.5 桥面系 |
2.3 钢管混凝土拱桥数值模拟方法 |
2.3.1 换算截面法 |
2.3.2 双单元模型 |
2.3.3 统一理论法 |
2.4 钢管混凝土本构关系 |
第3章 关口大桥初始结构确定与合理设计参数分析 |
3.1 关口大桥简介 |
3.2 拱结构几何计算 |
3.2.1 拱肋截面变化关系 |
3.2.2 拱肋坐标计算 |
3.3 初始参数拟定与模型建立 |
3.3.1 结构初始设计参数拟定 |
3.3.2 模型建立 |
3.3.3 主要材料与计算参数 |
3.3.4 施工阶段划分 |
3.3.5 计算荷载工况 |
3.4 关口大桥合理设计参数分析 |
3.4.1 拱轴系数 |
3.4.2 拱肋截面高 |
3.4.3 主拱钢管壁厚 |
3.4.4 横向联系布置 |
3.4.5 拱上立柱布置 |
3.5 本章小结 |
第4章 管内混凝土灌注顺序研究 |
4.1 管内混凝土泵送灌注施工工艺 |
4.1.1 管内混凝土泵送灌注方法 |
4.1.2 管内砼泵送灌注施工技术要点 |
4.2 管内混凝土灌注顺序 |
4.2.1 有限元模型建立 |
4.3 灌注顺序对拱肋应力影响分析 |
4.4 灌注顺序对拱肋变形影响分析 |
4.5 灌注顺序对施工稳定性影响分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 关口大桥静力特性分析 |
5.1 关口大桥设计参数与相关模型数据 |
5.1.1 结构设计参数确定 |
5.1.2 计算荷载工况及荷载组合 |
5.1.3 结构有限元模型建立 |
5.1.4 施工阶段划分 |
5.2 施工阶段静力分析 |
5.2.1 主拱圈应力 |
5.2.2 主拱弦管位移 |
5.3 运营阶段静力分析 |
5.3.1 成桥应力分析 |
5.3.2 成桥内力分析 |
5.3.3 成桥变形分析 |
5.3.4 主拱圈拱肋承载力极限状态验算 |
5.3.5 节点疲劳验算 |
5.3.6 成桥运营阶段挠度验算 |
5.4 本章小结 |
第6章 关口大桥动力分析与稳定性分析 |
6.1 结构动力特性分析 |
6.1.1 关口大桥裸拱状态动力特性分析 |
6.1.2 成桥状态动力特性分析 |
6.2 反应谱抗震分析 |
6.2.1 关口大桥抗震分析 |
6.3 结构稳定性分析 |
6.3.1 施工阶段稳定性分析 |
6.3.2 成桥运营阶段稳定性分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A攻读硕士学位期间发表的论文 |
(8)大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段非线性稳定性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 大跨度CFST拱桥发展现状 |
1.2.1 国外发展现状 |
1.2.2 国内发展现状 |
1.3 大跨度CFST拱桥稳定理论研究进展 |
1.3.1 稳定性理论发展现状 |
1.3.2 稳定承载力研究进展 |
1.4 大跨度CFST拱桥施工稳定性研究进展 |
1.4.1 施工阶段荷载效应研究进展 |
1.4.2 施工阶段结构稳定性研究进展 |
1.5 研究目的与内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
1.6 主要创新点及技术路线 |
1.6.1 主要创新点 |
1.6.2 技术路线 |
第2章 大跨度CFST拱桥的两类稳定理论 |
2.1 概述 |
2.2 CFST拱桥中的两类稳定问题 |
2.2.1 分支点失稳与极值点失稳的对比分析 |
2.2.2 大跨度CFST拱桥的稳定特点分析 |
2.3 极值点失稳的非线性材料本构 |
2.3.1 非线性钢材本构 |
2.3.2 三向受压核心混凝土本构 |
2.3.3 材料非线性本构程序编制 |
2.4 极值点失稳的初始缺陷 |
2.4.1 拱桁初始缺陷取值分析 |
2.4.2 塔架初始缺陷取值分析 |
2.4.3 稳定分析中初始缺陷的引入 |
2.5 有限元法中拉索与塔架连接 |
2.5.1 基于三角形的索塔连接处理方法 |
2.5.2 算例验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 大跨度CFST拱桥的非线性失稳判别准则 |
3.1 概述 |
3.2 CFST拱桥中构件的统计分析 |
3.2.1 构件的受力统计分析 |
3.2.2 构件的加载路径分析 |
3.3 基于不同构造参数的压弯构件失稳机理试验 |
3.3.1 试验设计 |
3.3.2 试验加载 |
3.3.3 试验结果分析 |
3.4 基于曲率差的构件非线性失稳判别准则 |
3.4.1 基于中心差分法的曲率求解方法 |
3.4.2 钢管构件失稳临界曲率差的理论推导 |
3.4.3 CFST构件失稳临界曲率差的理论推导 |
3.4.4 构件非线性失稳判别计算格式的建立 |
3.5 基于弧度差的节点非线性失稳判别准则 |
3.5.1 节点的受力特性分析 |
3.5.2 节点失稳临界弧度差的理论推导 |
3.5.3 节点失稳判别计算格式的建立 |
3.6 算例分析 |
3.6.1算例1 |
3.6.2算例2 |
3.7 本章小结 |
第4章 大跨度CFST拱桥斜拉扣挂悬臂拼装施工的非线性稳定性 |
4.1 概述 |
4.2 斜拉扣挂悬拼法施工特点 |
4.3 缆风索布置对斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定性影响 |
4.3.1 缆风索布置对拱桁非线性稳定性影响 |
4.3.2 缆风索布置对塔架非线性稳定性影响 |
4.4 拱桁偏位对斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定性影响 |
4.4.1 拱桁偏位的成因分析 |
4.4.2 拱桁偏位对拱桁非线性稳定性影响 |
4.5 塔架偏位对斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定性影响 |
4.5.1 塔架偏位的成因分析 |
4.5.2 塔架偏位对塔架非线性稳定性影响 |
4.6 基于塔-拱双控的斜拉扣挂悬臂拼装施工非线性稳定优化布置方法 |
4.6.1 斜拉扣挂悬臂拼装施工系统分析 |
4.6.2 设计变量和状态变量的确定 |
4.6.3 目标函数的建立与求解 |
4.7 本章小结 |
第5章 大跨度CFST拱桥泵送顶升施工的非线性稳定性 |
5.1 概述 |
5.2 泵送顶升法的施工特点 |
5.3 基于稳定性最优的拱桁灌注顺序 |
5.4 混凝土刚度变化对泵送顶升施工非线性稳定性影响 |
5.5 拱顶上挠对泵送顶升施工非线性稳定性影响 |
5.5.1 拱顶上挠的成因分析 |
5.5.2 拱顶上挠对施工非线性稳定性影响 |
5.6 基于拱桁偏位调控的泵送顶升施工非线性稳定优化布置方法 |
5.6.1 泵送顶升施工系统分析 |
5.6.2 设计变量和状态变量的确定 |
5.6.3 目标函数的建立与求解 |
5.7 本章小结 |
第6章 工程实例-主跨575m的平南三桥 |
6.1 概述 |
6.2 桥梁概况 |
6.2.1 桥梁结构概况 |
6.2.2 拱桁施工特点 |
6.3 考虑空间效应的三维数值模型建立 |
6.4 拱桁斜拉扣挂悬臂拼装阶段非线性稳定性分析 |
6.4.1 拱桁的非线性稳定性分析 |
6.4.2 塔架的非线性稳定性分析 |
6.5 拱桁泵送顶升施工阶段非线性稳定性分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间科研成果情况 |
攻读学位期间参与科研情况 |
攻读学位期间荣誉获奖情况 |
(9)大跨径钢管混凝土拱桥钢混叠合梁桥面系受力性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.1.1 钢-混凝土叠合结构发展历史概述 |
1.1.2 钢-混凝土叠合结构国内发展简述 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 钢-混凝土叠合拱上建筑在钢管混凝土拱桥中的研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 钢-混凝土叠合结构的基本理论 |
2.1 钢混连续叠合梁桥受力特性简述 |
2.2 钢-混凝土连续叠合梁桥分析理论 |
2.2.1 弹性分析理论 |
2.2.2 塑性分析理论 |
2.3 钢管混凝土拱桥相关计算理论 |
2.4 本章小结 |
第三章 钢-混凝土叠合拱上建筑对主拱受力性能的影响 |
3.1 概述 |
3.2 大小井特大桥简介 |
3.2.1 工程概况 |
3.2.2 大小井特大桥主要技术标准 |
3.2.3 拱上建筑安装方案简述 |
3.3 钢筋混凝土T梁试设计 |
3.4 有限元计算模型 |
3.5 主拱受力性能分析 |
3.5.1 恒载作用下计算结果对比 |
3.5.2 温度变化计算结果对比 |
3.5.3 恒载下位移计算结果对比 |
3.6 本章小结 |
第四章 主拱变形对钢-混凝土叠合梁受力性能的影响 |
4.1 概述 |
4.2 有限元计算模型 |
4.3 钢梁各支座的沉降量 |
4.4 叠合梁受力性能分析 |
4.4.1 叠合梁在不同工况下受力对比分析 |
4.4.2 叠合梁承载能力极限状态计算结果分析 |
4.4.3 叠合梁正常使用极限状态计算结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 钢-混凝土连接性能对钢混叠合梁受力性能的影响 |
5.1 概述 |
5.2 有限元计算模型 |
5.3 恒载计算结果对比 |
5.3.1 恒载作用下计算结果 |
5.3.2 计算结果分析 |
5.4 叠合梁承载能力极限状态计算结果分析 |
5.5 叠合梁正常使用极限状态计算结果分析 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(10)超大跨CFST拱桥施工关键计算理论与控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 大跨度CFST拱桥发展历程 |
1.2.2 焊接作用对大跨度CFST拱桥性能影响研究现状 |
1.2.3 大跨度CFST拱桥钢管拱肋制作研究现状 |
1.2.4 大跨度CFST拱桥钢管拱架设与线形控制方法研究现状 |
1.2.5 大跨度CFST拱桥管内混凝土灌注与控制方法研究现状 |
1.3 工程概况 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 大尺度焊缝对超大跨钢管拱肋线形的影响机制及控制方法研究 |
2.1 大尺度钢管拱肋焊接残余变形与焊接残余应力分布模式研究 |
2.1.1 大尺度钢管拱肋焊接过程数值模拟分析 |
2.1.2 温度场分析结果 |
2.1.3 应力场分析结果 |
2.2 超大跨钢管拱肋焊接变形控制措施研究 |
2.2.1 修磨焊缝 |
2.2.2 焊接变形控制 |
2.3 卧式制作 |
2.3.1 筒节制作 |
2.3.2 单元件制作 |
2.3.3 卧装组焊 |
2.3.4 法兰盘制作 |
2.3.5 拱铰轴制作 |
2.4 本章小结 |
第三章 超大跨CFST拱桥钢管拱肋安装线形控制计算研究 |
3.1 CFST拱肋安装目标线形的确定 |
3.1.1 节段预抬高的确定 |
3.1.2 拱肋安装节段的标高调整 |
3.2 扣、锚索分离的扣索力计算 |
3.2.1 传统扣索力计算方法 |
3.2.2 超大跨CFST拱桥斜拉扣挂施工索力改进计算方法 |
3.2.3 锚索力计算 |
3.2.4 超长扣索和锚索的模拟 |
3.3 扣锚索一体的拱肋安装高程控制算法 |
3.3.1 单个转向索鞍的模拟方法 |
3.3.2 单索鞍的有限元模拟分析 |
3.3.3 考虑墩(塔)抗推刚度的弹性支承刚度计算公式 |
3.3.4 双索鞍结构中拉索的模拟 |
3.3.5 扣塔上双转向索鞍的有限元模拟 |
3.4 合江长江一桥拱肋安装计算 |
3.5 本章小结 |
第四章 施工误差对拱肋线形及索力的影响分析 |
4.1 拱肋制作与安装过程中的影响因素分析 |
4.1.1 温度变化引起的拱肋弧长变化 |
4.1.2 焊接收缩 |
4.1.3 拱肋放样弧长量计算 |
4.1.4 温度变化对拱肋安装线形的影响分析 |
4.2 安装误差对拱肋高程的影响 |
4.2.1 设计状态下各测点高程几何关系 |
4.2.2 各测点高程计算 |
4.2.3 算例分析 |
4.2.4 拱肋节段数对拱肋安装线形影响 |
4.3 垫塞钢板对扣索力及其高程的影响 |
4.3.1 节段间垫塞钢板的几何坐标修正公式 |
4.3.2 节段间垫塞钢板对扣索力与主拱线形的影响 |
4.3.3 节段间垫塞钢板的有限元模拟方法 |
4.3.4 算例分析 |
4.4 格构型拱肋坐标修正与拱肋带斜腹杆安装的模拟 |
4.4.1 实腹式拱坐标修正 |
4.4.2 格构式拱肋截面坐标修正 |
4.4.3 公共斜腹杆的模拟 |
4.4.4 算例分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 缆索吊机系统设计与控制技术 |
5.1 吊扣塔合一的缆索吊装系统整体设计 |
5.1.1 前言 |
5.1.2 吊扣塔合一,中间设铰 |
5.1.3 吊扣塔真正合一 |
5.1.4 吊扣合一中间设铰与否的二者差异 |
5.1.5 缆索吊运系统位移控制技术 |
5.1.6 小结 |
5.2 缆索吊机主索几何非线性分析 |
5.2.1 非线性索-轮单元法 |
5.2.2 索-轮单元滑移平衡方程推导 |
5.2.3 承载索的几何非线性计算程序 |
5.2.4 算例分析 |
5.3 拱肋水上起吊转向技术 |
5.4 本章小结 |
第六章 超大跨径CFST拱桥拱肋管内混凝土灌注与控制 |
6.1 钢管混凝土施工阶段的脱粘成因分析及预防措施 |
6.1.1 管内混凝土脱粘脱空机理 |
6.1.2 管内混凝土脱粘脱空的数值分析 |
6.1.3 避免钢管混凝土脱粘脱空措施 |
6.2 钢管内高性能混凝土配合比研究 |
6.2.1 材料选择及技术性能要求 |
6.2.2 试验原材料 |
6.2.3 自密实混凝土评价方法和指标 |
6.2.4 密实骨架堆积法设计配合比 |
6.2.5 C60自密实混凝土的制备 |
6.3 钢管混凝土真空辅助灌注工艺试验 |
6.3.1 真空度和抽真空设备的确定 |
6.3.2 管内混凝土灌注工艺试验 |
6.3.3 工艺试验小结 |
6.4 超大跨径CFST拱桥管内混凝土分级连续真空辅助灌注与控制研究 |
6.4.1 总体方案 |
6.4.2 超大跨径CFFST拱桥管内混凝土分级连续真空辅助灌注 |
6.4.3 超大跨径CFST拱桥管内混凝土分级连续真空辅助灌注控制 |
6.4.4 实施效果与经济性分析 |
6.5 拱肋钢管混凝土质量检测 |
6.5.1 超声波检测 |
6.5.2 钻孔调查 |
6.5.3 小结 |
6.6 新型自密实、无收缩管内混凝土制备与应用 |
6.7 管内混凝土浇筑过程中智能调载技术研究 |
6.8 本章小结 |
第七章 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
四、钢管混凝土拱桥计算理论研究进展(论文参考文献)
- [1]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
- [2]西藏地区大跨度钢管混凝土拱桥温度场和温度效应研究[D]. 石拓. 广西大学, 2020(07)
- [3]大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究[D]. 桂林. 昆明理工大学, 2020(05)
- [4]超大跨钢管混凝土拱桥施工过程中的智能主动控制研究[D]. 潘栋. 广西大学, 2020
- [5]500m级钢管混凝土拱桥吊扣施工关键技术研究[D]. 逄锦程. 重庆交通大学, 2020(01)
- [6]后拆扣索对钢管混凝土拱桥成桥状态应力影响研究[D]. 袁航. 长沙理工大学, 2020(07)
- [7]上承式钢管混凝土拱桥合理结构设计与力学特性分析[D]. 董福民. 昆明理工大学, 2020(07)
- [8]大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段非线性稳定性能研究[D]. 王红伟. 广西大学, 2019
- [9]大跨径钢管混凝土拱桥钢混叠合梁桥面系受力性能研究[D]. 尹升. 长沙理工大学, 2019(07)
- [10]超大跨CFST拱桥施工关键计算理论与控制研究[D]. 韩玉. 重庆交通大学, 2019(04)