一、钢管混凝土拱桥泵送混凝土的配比设计(论文文献综述)
石拓[1](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》文中认为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。
潘栋[2](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。
郭子东[3](2020)在《下承式钢管混凝土拱桥施工监控技术研究》文中研究说明钢管混凝土拱桥是我国近些年来发展较快的桥梁结构,这类桥不仅很好的结合了钢管和混凝土材料的优势,而且节省费用、造型美观,在现代桥梁建设中得到了广泛的应用。本文以十家子河左线特大桥简支拱的施工监控为工程背景,对桥梁施工监控中的结构仿真分析、局部应力分析、现场参数识别和索力调整四个方面进行了研究。主要研究内容如下:(1)依据设计图纸及相关资料使用Midas/Civil软件建立仿真模型,采用施工联合截面解决拱肋截面刚度不同的问题,更好的模拟了十家子河大桥在施工过程中的受力情况,根据模型中的变形量提供预拱度,为良好施工奠定基础。(2)运用Midas/FEA有限元软件模拟本桥拱脚局部受力情况,得出不同阶段的应力分布规律,依据计算结果为施工提供指导意见。(3)阐述频率法的基本原理,运用ANSYS计算吊杆索力与频率,考虑吊杆锚固段中连接筒的抗弯刚度和质量密度对吊杆振动的影响并与合适的实用公式计算频率关系进行对比。介绍了影响矩阵法的理念,应用这种方法对拱桥吊杆进行调整,求出各个吊杆二次张拉调整索力的大小,并在实际工程中运用。(4)建立桥梁的贝雷梁支架和拱肋支架的数值分析模型,对临时结构的承载能力和稳定性检算,保证临时支架成功搭设和施工安全。(5)本文对钢管混凝土拱桥施工全过程进行施工监控,准确测量桥梁在不同施工阶段的线形和应力值,并与理论计算值进行对比分析,结果表示此次施工监控取得了良好的效果。
张峰[4](2020)在《大跨径钢管混凝土拱肋灌注次序及管内混凝土水化热研究》文中提出随着大跨径钢管混凝土拱桥的大量建设,钢管混凝土拱肋的灌注过程作为施工中的关键阶段得到了越来越多的关注。不同的灌注次序对拱肋及成桥的应力、位移、稳定性均有不同程度的影响。随着跨径的增大,灌注次序是否具有普遍性又需要进一步探讨;随着管径的增加,管内混凝土的水化热问题也随之突显。因此,本文根据实际工程项目针对钢管混凝土拱肋的灌注次序及混凝土灌注过程中的水化热问题展开讨论,主要内容包括:(1)以找龙坝河特大桥为工程项目背景,基于有限元软件Midas Civil采用双单元法对拱肋混凝土灌注过程进行仿真模拟,对具有代表性的8种混凝土灌注次序进行了讨论,研究表明在此工程项目中,可参照拱脚截面应力状态及拱顶截面位移状态进行灌注次序的评价,先灌注下弦管再灌注上弦管的灌注次序更为合理,内外侧先后灌注次序带来的影响很小。并将施工过程中的部分实际施工监测值与理论值作对比分析,证实了双单元模型模拟仿真的准确性。前期不同灌注次序对拱肋各状态的差异性影响在成桥阶段可以忽略不计。总体来说,针对找龙坝河特大桥这一项目中,不同的混凝土灌注次序对线形、应力状态影响不大。(2)为了探讨钢管混凝土拱肋灌注次序优劣的普遍性,依据具体实际工程项目修改建立300米级、500米级钢管混凝土拱肋,在大跨径钢管混凝土拱肋中不考虑内外侧先后灌注次序带来的差异性拟定4种灌注次序,针对这4种灌注次序进行了应力、位移及稳定性状态的分析,发现拱脚及拱顶之间应力值差值大小与拱脚截面应力值大小存在一致性,且考虑三种评价指标的情况下均以先灌注下侧弦管的灌注次序为最优,在类似四肢桁式钢管混凝土拱肋灌注次序中可采用。(3)基于有限元软件Midas FEA对钢管混凝土拱肋进行混凝土灌注过程的水化热分析,针对找龙坝河特大桥这一项目,主要对管内混凝土的径向温度进行了分析比较,发现混凝土核心温度为最高,温度场呈现由内到外、由高到低的分布规律。针对这一现象,分析了在水化热作用下混凝土核心温度受环境温度、壁厚及管径的敏感性影响及径向各测点受环境温度、壁厚及管径的敏感性影响。提出了可降低钢管混凝土水化热的改善措施。本文对不同形式、不同跨径的钢管混凝土拱肋灌注次序及钢管灌注混凝土过程中的水化热问题进行了讨论,为今后实际钢管拱肋灌注混凝土的施工项目提供了参考指导,具有一定的理论意义和实际意义。
黄国栋[5](2020)在《钢管混凝土配合比优化设计及大温差作用下徐变性能研究》文中进行了进一步梳理近年来钢管混凝土作为一种新型结构在国内广泛应用,其内部填充的膨胀核心混凝土不断向高性能方向发展。钢管膨胀核心混凝土由于钢管密闭条件,核心混凝土水化过程中无外界水分补给造成膨胀剂难以充分发挥其作用,同时,为了保证低水胶比混凝土具有良好的流动性、微膨胀且在密封条件下满足强度和耐久性的要求,本文将具有缓慢释水型“水库”的高吸水性树脂SAP、硅灰、掺入微膨胀混凝土中,并模拟钢管核心混凝土密封环境,采用正交试验方法研究不同掺量膨胀剂、SAP、硅灰对钢管核心混凝土性能影响,得出内养护复合型微膨胀混凝土最优配合比,并通过压汞法、XRD微观分析手段对其最优配合比混凝土进行微观孔隙结构及水化产物作用机理分析。这类复合型微膨胀核心混凝土与普通核心混凝土水泥浆体组成存在差异,使得混凝土在微观和宏观性能发生变化。此外,目前针对温度对徐变效应影响的研究较少。因此,有必要进行钢管复合型微膨胀核心凝土在长期荷载及温度作用下徐变性能研究。本文研究的主要工作及成果如下:(1)基于正交试验综合平衡法分析得出C50复合型微膨胀核心混凝土最优参数,并通过宏观和微观性能对比试验验证其最优参数的合理性,结果表明SAP和硅灰掺入密封环境中的复合型微膨胀核心混凝土中可明显改善其性能。(2)研究不同温度环境下的钢管混凝土轴压徐变试验,采用两种不同的修正方式对现有徐变预测模型进行修正,并与常温环境下钢管核心混凝土徐变实测值进行对比分析,结果表明通过JTG/T 2015规范对徐变模型的修正更为合理。同时,基于通过JTG/T 2015规范修正的EC2模型的基础上,引入B3模型中考虑温度影响的徐变计算方法,建立常温和变温环境下的钢管混凝土徐变系数实用计算方法,并对该模型计算结果与常温和变温实测数据进行对比分析,结果表明本文建立的模型可满足实际工程需求。(3)基于建立的考虑温度效应的钢管混凝土徐变计算模型,进行恒温和变温下的钢管混凝土徐变效应的影响分析,结果表明历经变温下的钢管混凝土徐变仍可以达到恒温高温状态情况,因此,建议实际钢管混凝土构件徐变效应分析过程中考虑温度的影响。(4)通过核磁共振法(NMR)探究不同强度等级的混凝土在长期荷载和不同约束条件对微观孔隙结构影响规律,从微观角度揭示了混凝土材料的宏观现象及徐变产生机理。
董福民[6](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》文中研究表明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。
许赛飞[7](2020)在《郑万铁路跨南水北调干渠特大桥钢管拱内混凝土灌注施工技术》文中研究指明以郑万铁路跨南水北调干渠特大桥为例,从C55微膨胀混凝土配比设计、灌注压力、灌注施工工序选择、灌注注意事项以及工后检测评价5个方面出发,对钢管拱内混凝土灌注施工技术进行了全面分析。结果表明:采用水灰比0.37、微膨胀剂掺量为12%的C55微膨胀混凝土以"先上后下"的顺序匀速对称地灌注施工时,钢管和混凝土的应力和挠度均较小,对结构稳定性更有利,且灌注混凝土的平均密实度均大于96%,灌注效果良好。相关工程经验和分析理论可为类似特大桥钢管拱内混凝土灌注的设计和施工提供借鉴。
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》文中指出大跨度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。
王冉冉[9](2019)在《自密实无收缩混凝土的配制与应用》文中指出本文通过对混凝土自密实性和无收缩性的研究,配制了马滩红水河钢管混凝土拱桥用C55自密实无收缩混凝土,以降低工程中钢管混凝土结构脱空、脱粘概率。本文做了以下几方面的研究:1)根据混凝土自密实、无收缩性能的相关理论和调控机理,分析混凝土性能影响因素,配制C55自密实无收缩混凝土;混凝土主要参数如下:砂率为45%,胶凝材料用量为530 kg/m3,减水剂和膨胀剂掺量分别为胶凝材料的2.3%和10%,粉煤灰、矿渣粉、膨胀剂等掺合料用量为150 kg/m3。2)通过不掺、单掺钙类、双掺钙镁复合膨胀剂混凝土性能测试结果对比,结果表明:无论是否掺入膨胀剂,在掺合料、缓凝高效减水剂的作用下,混凝土自密实性能(填充性、间隙通过性、抗离析性)能够达到配合比设计目标,实现大流动度、无离析、无泌水的特性;3)通过掺入不同数量胶凝材料和膨胀剂的混凝土性能测试结果对比,结果表明:掺入足够的胶凝材料和适量的膨胀剂可以保证混凝土整体的膨胀性、膨胀量达到目标要求;胶凝材料越多,膨胀越明显。4)C55自密实无收缩混凝土应用于钢管混凝土构件中,通过对其核心混凝土温度和变形历程进行监测与分析,得到以下结论:入模后双掺混凝土的最高温度为47℃,温缩对钢管混凝土结构界面粘结影响不大;早期双掺组混凝土膨胀最大;后期收缩阶段双掺组混凝土温降收缩变形最小;凝结后7d内,双掺组混凝土膨胀接近0;7d后,双掺组混凝土中Mg O膨胀剂仍会继续作用发生微量膨胀,抑制混凝土的收缩;温升阶段核心混凝土膨胀轴向总体变形轴向比径向大约20%左右。5)C55自密实无收缩混凝土应用马滩红水河钢管拱桥中,经过对钢管内核心混凝土温度-变形历程监测,结果表明:混凝土温升阶段发生显着体积膨胀,约束条件下膨胀变形峰值在450×10-6左右,温降阶段混凝土收缩值低于混凝土自生线膨胀系数10×10-6,有显着抑制收缩的效果。本文研究了自密实无收缩混凝土的配制以及其在钢管混凝土结构中的应用情况,在工程实际应用中对解决钢管混凝土结构脱空、脱粘问题具有一定的参考价值。
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、钢管混凝土拱桥泵送混凝土的配比设计(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、钢管混凝土拱桥泵送混凝土的配比设计(论文提纲范文)
(1)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 |
(2)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 |
(3)下承式钢管混凝土拱桥施工监控技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钢管混凝土拱桥特点及发展状况 |
1.2.1 钢管混凝土特点 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥的发展 |
1.2.3 钢管混凝土拱桥的施工方法 |
1.3 施工监控中存在的问题 |
1.4 本论文研究的内容 |
第二章 钢管混凝土拱桥施工监控 |
2.1 施工监控的目的和意义 |
2.2 施工监控的内容 |
2.3 施工控制流程 |
2.4 本章小结 |
第三章 钢管混凝土拱桥施工过程理论计算 |
3.1 工程概况 |
3.1.1 结构形式 |
3.1.2 技术指标 |
3.2 上部结构仿真计算分析 |
3.2.1 有限元模型建立 |
3.2.2 施工阶段划分 |
3.3 拱桥施工过程计算结果分析 |
3.3.1 拱桥施工阶段变形计算 |
3.3.2 拱桥预拱度计算 |
3.3.3 拱桥施工阶段应力计算 |
3.4 拱脚局部应力分析 |
3.4.1 Midas/FEA介绍 |
3.4.2 拱脚局部模型的建立 |
3.4.3 施工阶段应力分析 |
3.4.4 成桥阶段应力分析 |
3.4.5 计算结果分析结论 |
3.5 本章小结 |
第四章 振动频率法在计算吊杆索力中的应用 |
4.1 吊杆索力计算的基本原理与方法 |
4.1.1 吊杆常用测试方法 |
4.1.2 频率法计算索力基本原理 |
4.1.3 吊杆索力计算公式研究现状 |
4.2 拱桥吊杆自振频率数值分析 |
4.2.1 考虑边界条件的吊杆自振频率数值分析 |
4.2.1.1 两端铰接有限元模型频率验证 |
4.2.1.2 两端固结有限元模型频率验证 |
4.2.1.3 两种边界条件情况下吊杆频率结果对比 |
4.2.2 考虑连接筒抗弯刚度和单位质量影响的吊杆频率 |
4.3 基于影响矩阵的吊杆调索计算 |
4.3.1 影响矩阵法 |
4.3.2 索力测试结果及调索 |
4.4 本章小结 |
第五章 临时结构施工计算分析 |
5.1 系梁支架设计及计算分析 |
5.1.1 支架概况 |
5.1.1.1 材料参数 |
5.1.1.2 荷载计算 |
5.1.2 分配梁的计算 |
5.1.3 Midas/Civil整体建模分析 |
5.2 拱肋支架施工计算分析 |
5.2.1 拱肋支架概况 |
5.2.2 拱肋支架验算 |
5.2.2.1 横梁应力计算 |
5.2.2.2 立柱应力计算 |
5.2.2.3 立柱稳定性验算 |
5.3 本章小结 |
第六章 施工监控的实施与结果分析 |
6.1 应力监控 |
6.1.1 应力测点布置 |
6.1.2 监测结果与计算值对比分析 |
6.1.2.1 系梁的应力监测与分析 |
6.1.2.2 拱肋的应力监测与分析 |
6.2 线形监控 |
6.2.1 线形测点布置 |
6.2.2 监测结果与计算值对比分析 |
6.2.2.1 系梁线形监控结果及分析 |
6.2.2.2 拱肋线形监控结果及分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
个人简历 |
参研课题 |
已发表的学术论文 |
(4)大跨径钢管混凝土拱肋灌注次序及管内混凝土水化热研究(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 |
1.1.1 钢管混凝土结构推动拱桥的发展 |
1.1.2 拱肋截面形式的增多 |
1.2 钢管混凝土拱桥拱肋的施工技术 |
1.2.1 拱肋无支架拼装施工方法 |
1.2.2 拱肋混凝土灌注施工方法 |
1.3 拱肋混凝土灌注次序及水化热研究现状分析 |
1.3.1 拱肋灌注次序研究 |
1.3.2 钢管混凝土水化热研究 |
1.4 本文研究目的及研究内容 |
第二章 钢管混凝土拱肋模拟方法及水化热分析理论 |
2.1 钢管混凝土拱肋模拟方法 |
2.2 水化热基本理论 |
2.2.1 热传导理论 |
2.2.2 混凝土的水化热计算模型和混凝土绝热温升 |
2.3 模拟水化热的有限元法 |
2.3.1 基本方程 |
2.3.2 温度场的离散与温度插值函数 |
2.3.3 单元变分计算与合成 |
2.3.4 时间的离散 |
2.4 本章小结 |
第三章 钢管混凝土拱肋灌注次序仿真分析 |
3.1 工程概况 |
3.1.1 总体概况 |
3.1.2 拱肋混凝土灌注施工工艺 |
3.2 建立有限元模型 |
3.2.1 主要模型参数 |
3.2.2 建立钢管混凝土拱肋的双单元模型及灌注次序拟定 |
3.3 不同灌注次序应力及位移状态分析 |
3.3.1 拱肋不同灌注次序应力状态分析 |
3.3.2 拱肋不同灌注次序位移状态分析 |
3.4 找龙坝河特大桥拱肋混凝土灌注施工监控数据对比分析 |
3.4.1 现场施工监控方案 |
3.4.2 实测值与理论值对比 |
3.5 考虑成桥的拱肋状态分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 大跨径钢管混凝土拱肋灌注次序分析 |
4.1 不同的大跨径钢管混凝土拱肋模型及灌注次序拟定 |
4.1.1 钢管混凝土拱桥随跨径增大各种因素的改变 |
4.1.2 拱肋模型的拟定 |
4.1.3 施工方案的选取 |
4.2 200 米、300 米及500 米级拱肋灌注次序的比较 |
4.3 稳定性分析 |
4.3.1 线弹性稳定分析理论介绍 |
4.3.2 不同跨度级灌注次序稳定性分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 钢管混凝土水化热分析 |
5.1 建立水化热分析模型 |
5.1.1 模型参数的拟定 |
5.1.2 实体模型的建立 |
5.2 水化热仿真分析结果 |
5.2.1 混凝土核心温度变化结果 |
5.2.2 混凝土径向温度分布结果 |
5.2.3 现场实测数据对比 |
5.3 管内混凝土水化热效应参数敏感性分析 |
5.3.1 环境温度的影响 |
5.3.2 钢管管径的影响 |
5.3.3 钢管壁厚的影响 |
5.4 降低钢管混凝土水化热效应的方法 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
(5)钢管混凝土配合比优化设计及大温差作用下徐变性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 钢管混凝土结构特点及发展应用概况 |
1.2 钢管混凝土徐变研究现状 |
1.2.1 钢管混凝土徐变国外研究现状 |
1.2.2 钢管混凝土徐变国内研究现状 |
1.2.3 变化温度下钢管混凝土徐变研究现状 |
1.2.4 钢管高性能混凝土研究现状 |
1.3 本文研究目的、内容及方法 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容及方法 |
2 混凝土徐变理论与预测模型 |
2.1 徐变基本概念、机理及影响因素 |
2.1.1 混凝土徐变基本概念 |
2.1.2 既有混凝土徐变机理 |
2.1.3 钢管混凝土徐变特征 |
2.1.4 混凝土徐变影响因素 |
2.2 徐变表征量 |
2.3 混凝土徐变计算分析理论 |
2.4 徐变预测模型 |
2.5 本章小结 |
3 钢管微膨胀混凝土配合比优化设计 |
3.1 试验原材料 |
3.2 正交试验设计及分析方法 |
3.2.1 正交试验方法与目的 |
3.2.2 正交试验配合比设计 |
3.2.3 各性能指标试验方法 |
3.2.4 正交试验数据分析方法 |
3.3 正交试验结果分析 |
3.3.1 坍落度正交试验数据分析 |
3.3.2 抗压强度正交试验数据分析 |
3.3.3 电通量正交试验数据分析 |
3.3.4 正交试验最优配合比优选 |
3.4 正交试验最优配合比设计参数对比试验 |
3.4.1 对比试验配合比确定 |
3.4.2 对比试验宏观指标结果分析 |
3.4.3 对比试验微观孔结构结果分析 |
3.4.4 对比试验XRD衍射成分分析 |
3.5 各因素复合作用对钢管微膨胀混凝土性能影响分析 |
3.6 本章小结 |
4 钢管混凝土轴压徐变性能试验 |
4.1 试验目的及过程 |
4.1.1 试验目的 |
4.1.2 试验方案设计 |
4.1.3 试验加载和测试装置 |
4.1.4 试件制作及养护 |
4.1.5 徐变试验加载 |
4.2 素混凝土徐变试验结果与分析 |
4.2.1 素混凝土徐变试验结果分析 |
4.2.2 素混凝土徐变系数与规范的比较分析 |
4.3 钢管凝土徐变试验结果与分析 |
4.3.1 钢管应变与核心混凝土应变比较 |
4.3.2 钢管核心混凝土徐变应变分析 |
4.3.3 常温下钢管核心混凝土徐变预测模型 |
4.4 考虑温度影响的钢管混凝土徐变模型 |
4.4.1 钢管核心混凝土温度徐变预测模型 |
4.4.2 钢管核心混凝土温度徐变预测模型适用性验证 |
4.4.3 钢管核心混凝土温度徐变预测模型的温度参数分析 |
4.5 钢管混凝土徐变变形简化计算方法及截面应力变化分析 |
4.5.1 钢管混凝土徐变变形简化计算方法 |
4.5.2 钢管混凝土构件截面应力变化 |
4.6 长期荷载作用及不同侧向约束对混凝土孔结构影响 |
4.6.1 试验方案设计 |
4.6.2 核磁共振法试验结果与分析 |
4.7 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(6)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 |
(7)郑万铁路跨南水北调干渠特大桥钢管拱内混凝土灌注施工技术(论文提纲范文)
1 工程概况 |
2 施工工艺 |
2.1 C55微膨胀混凝土配比 |
2.2 灌注压力 |
2.3 灌注顺序 |
2.4 灌注过程分析 |
2.5 灌注效果评价 |
3 结语 |
(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)自密实无收缩混凝土的配制与应用(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 国内外相关研究综述 |
1.2.1 研究及应用现状 |
1.2.2 设计原理和模型 |
1.2.3 性能的测试方法 |
1.3 研究内容和研究思路 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究思路 |
1.4 技术路线 |
第二章 自密实、无收缩性能研究相关理论及测试方法 |
2.1 自密实、无收缩性能研究相关理论 |
2.1.1 流变性能研究模型 |
2.1.2 混凝土收缩膨胀理论与特点 |
2.1.3 自密实性能调控机理 |
2.1.4 分阶段、全过程抑制混凝土收缩调控机理 |
2.1.5 实现自密实、无收缩性能的方法 |
2.2 自密实、无收缩性能测试方法 |
2.2.1 自密实性能测试方法 |
2.2.2 膨胀性能测试方法 |
2.3 本章小结 |
第三章 自密实无收缩混凝土的影响因素和配合比设计 |
3.1 技术指标 |
3.2 原材料性能影响 |
3.2.1 水泥 |
3.2.2 骨料 |
3.2.3 水 |
3.2.4 外加剂 |
3.2.5 膨胀剂 |
3.2.6 粉煤灰 |
3.2.7 矿渣粉 |
3.3 配合比设计参数的影响 |
3.4 搅拌工艺的影响 |
3.4.1 材料投放方式的影响 |
3.4.2 加水方式的影响 |
3.4.3 搅拌方式的影响 |
3.4.4 搅拌时间的影响 |
3.4.5 搅拌速度的影响 |
3.5 自密实无收缩混凝土的配制 |
3.5.1 配合比设计 |
3.5.2 混凝土的拌制 |
3.5.3 混凝土试件成型与养护 |
3.6 性能测试 |
3.6.1 水胶比和砂率差量计算所得混凝土配合比的性能测试结果 |
3.6.2 检验收缩膨胀性能用混凝土各项性能测试结果 |
3.7 本章小结 |
第四章 自密实无收缩混凝土的应用实例 |
4.1 钢管混凝土构件 |
4.1.1 钢管混凝土构件中核心混凝土配合比 |
4.1.2 管内应变计布置与浇筑过程 |
4.1.3 管内混凝土温度、变形过程监测结果与分析 |
4.2 钢管混凝土拱桥 |
4.2.1 工程概况 |
4.2.2 实际施工配合比设计要求 |
4.2.3 工程实际应用情况 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录1 SBT-AS早期混凝土自收缩应变测试仪 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(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、钢管混凝土拱桥泵送混凝土的配比设计(论文参考文献)
- [1]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)
- [2]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
- [3]下承式钢管混凝土拱桥施工监控技术研究[D]. 郭子东. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [4]大跨径钢管混凝土拱肋灌注次序及管内混凝土水化热研究[D]. 张峰. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]钢管混凝土配合比优化设计及大温差作用下徐变性能研究[D]. 黄国栋. 兰州交通大学, 2020(01)
- [6]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)
- [7]郑万铁路跨南水北调干渠特大桥钢管拱内混凝土灌注施工技术[J]. 许赛飞. 建筑施工, 2020(03)
- [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]自密实无收缩混凝土的配制与应用[D]. 王冉冉. 广西大学, 2019(03)
- [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)