大跨度懸索橋施工控制分析.pdf

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1、大跨度懸索橋施工控制分析呂建鳴—大跨度懸索橋施工控制分析呂建鳴(交通部公路科學(xué)研究所北京100088),提要本文以正在建設(shè)中的廣東虎門大橋施工監(jiān)測與控制研究專題為背景介紹懸,索橋施工監(jiān)控系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)分析軟件的研制情況并按虎門大橋初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)給出監(jiān)控分析邵分計(jì)算結(jié)果和圖形。關(guān)鍵詞懸索橋施工控制非線性結(jié)構(gòu)分析TheConstruetionControlAnalysisofLongSPanSusPensionBridgeLuJianmillgesearehInstituteofHiay,eng(RghwBiji)AbstraetForthesakeoftheres

2、earchProjeetofeonstruetionmonitoringandr,reoeontrolforHumenBidgeinGuangdongProvineethesoftwafstrueturalanalysisofsusPensionbridgeforeonstruetionmonitoringandeontrol15derivedandformulatedinthePaPerandtheeonstruetioneontrolresultsareintermsofPreliminarydesigndataoftheHumenbridge.Keywo

3、rdsSusPensionbridgeConstruetioneontrolNonlinearityStrueturalanalysis1引言為適應(yīng)我國交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,大跨度懸索橋的設(shè)計(jì)、施工和科研工作正在我國廣泛開展。為配合虎門大橋施工,我所承擔(dān)了該橋主航道橋孔施工監(jiān)測與控制專題的研究工作?；㈤T大橋位于珠江三角州下游,是連接深圳、珠海兩個(gè)經(jīng)濟(jì)特區(qū)的高速公路上的重要橋梁。88m的鋼箱加勁梁懸索橋,該橋靠近太平岸的主航道橋?yàn)榭缍冗_(dá)是我國正在建設(shè)月的跨度,,最大的懸索橋之一也是我國建橋史上第一次修建這樣大跨度的現(xiàn)代鋼箱加勁梁懸索橋在這座橋上實(shí)施施工監(jiān)測與控制研

4、究是非常重要的。,,現(xiàn)代大跨度懸索橋的修建在國外已有百年以上的歷史在我國則還處于起步階段到。1988年我國才建成一座符合現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)的主跨達(dá)200m的公路懸索橋四川梅溪河大橋在,—懸索橋的計(jì)算理論和研究方法上國外早在40年代采用撓度理論分析計(jì)算懸索橋就已相當(dāng)成,,熟到70年代隨著有限元法的創(chuàng)立和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展用有限位移理論進(jìn)行懸索橋的公路交通科技9394年第n卷第期4幾何非線性分析不論在理論上還是應(yīng)用軟件上都已成熟。年代以來80國外相繼開發(fā)了許多功能更強(qiáng)、應(yīng)用范圍更廣的通用非線性有限元軟件系統(tǒng),考慮非線性性質(zhì)更為充分.計(jì)算結(jié)果,更為精確且更符合工程實(shí)際我國研

5、究懸索橋非線性分析始于80年代中多為用有限位移理論計(jì)算成橋階段恒、活載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的靜力分析軟件,及抗風(fēng)、抗震等動(dòng)力分析軟件這些軟件一般都假定懸索橋自重內(nèi)力和位移與施工過程無關(guān),主纜是理想的拋物線或懸鏈線,主纜、主梁以及吊桿在自重作用下都處于理想的受力狀態(tài),有的在計(jì)算中還忽略塔墩的剛度影響,將其簡化為理想的鏈桿支撐。顯然這些均與工程實(shí)際有出入,因此,考慮施工過程中體系轉(zhuǎn)換以及結(jié)構(gòu)自重、施工荷載和溫度變化的實(shí)際情況,有必要研制按結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度來分析結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)和各施工階段中結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的控制分析軟件。2懸索橋施工控制分析內(nèi)容懸索橋的施工控制分析要考慮的因

6、素很多。一般說來要考慮結(jié)構(gòu)的實(shí)際截面尺寸和材料特、、、性施工中的結(jié)構(gòu)實(shí)際受力體系施工中的結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度場施工中結(jié)構(gòu)承受施工荷載的、變化以及主纜初始位置索鞍位置調(diào)整、主梁吊裝和固結(jié)次序的影響等.總之要密切聯(lián)系索橋的實(shí)際狀態(tài)?，F(xiàn)場測試懸索橋的施工控制主纜鋼絲容重、直徑、材料彈性摸最倒退循環(huán)分析吊桿材料容重、截面尺寸、材料彈性澳量通過多次循環(huán)迭代七梁梁段重量、截面、與現(xiàn)在國內(nèi)已趨成熟的、尺寸、材料彈性摸,倒退分析確定主纜塔墩材料容重截面尺寸材料彈性模量備料長度和空纜在斜拉橋施工控制有所不索鞍尺寸、重最自重作用F的初始跨纜起重機(jī)、、、尺寸重最支點(diǎn)位置和支反力位里(垂度線

7、形)。同懸索橋在施工過程吊桿兩端索箍及錨具重量防護(hù)材料重量,其它施工機(jī)具、設(shè)備、材料的重最中一旦主纜安裝就位、、主纜內(nèi)力撓度完全取實(shí)時(shí)結(jié)標(biāo)力襯跟構(gòu)算和高t蹤應(yīng)月訓(xùn)各.

8、分算階力位析參段的移各階段控制項(xiàng)目側(cè)最結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)控理最識(shí)制論、別點(diǎn)值內(nèi)、決于結(jié)構(gòu)體系(索鞍、主纜橋面標(biāo)高和塔頂水平位移測最計(jì)算各階段控制點(diǎn)主纜、主梁、吊桿、塔底截面應(yīng)力側(cè)量標(biāo)高、位移最、內(nèi)主梁連接情況)、結(jié)構(gòu)自溫度測最力和應(yīng)力的理論值重、施工荷載和溫度的變化,不能象斜拉橋那預(yù)測控制分析觀側(cè)數(shù)據(jù)修,正濾除樣進(jìn)行后期索力和標(biāo)高進(jìn)行卜一階段施丁作業(yè)隨機(jī)誤差’J,,觀測數(shù)據(jù)理論計(jì)算調(diào)整因此主纜無應(yīng)結(jié)果

9、比較,分析系統(tǒng)力下料長度,主纜在自誤差