无应力状态控制法

《无应力状态控制法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无应力状态控制法理论与实践秦顺全中铁大桥局集团有限公司1一、概述二、结构形成过程与最终状态三、斜拉桥无应力状态法四、桥梁施工控制五、无应力状态法的应用2一、概述近几十年来，桥梁建设最大的技术进步是：分阶段形成桥梁结构技术的提出和发展。连续梁（刚构）：悬臂施工技术拱桥：无拱架施工斜拉桥：施工过程多次体系转换……3节段施工的桥梁，最终恒载完成后的内力和线形必须考虑施工过程。4节段施工的连续梁设计设计中必须考虑：悬臂施工过程合龙及体系转换挂篮及施工荷载由于结构形成过程相对单一，可变因素少，设计时就严格规定了施工方法和施工过程。5如果施工方法和过程变更，成桥内力和线形也

2、会发生变化。所以：“桥梁的施工形成过程与最终内力和位移状态紧密相关”？（顶推施工的连续梁当不考虑混凝土的收缩徐变（次内力）时，成桥内力与一次落架施工连续梁的成桥内力是一致的！）6对于斜拉桥设计时无法仔细考虑每一个施工过程：1）施工阶段多，体系转换过程复杂2）施工阶段的张拉调索3）理想成桥状态的要求7所以斜拉桥设计时仅以理想的恒载成桥状态为基础，进行结构设计和运营阶段的各种验算。设计阶段的后期进行安装计算。１）施工过程结构安全性检算；２）确定满足成桥目标状态要求的中间施工过程的内力和线形（中间过程理想状态）8常规方法：倒拆法，正装试算法等9倒拆法：以成桥的目标状态

3、为计算的起始点，按正装顺序的逆序进行倒拆计算，通过内力和位移数值的累加确定斜拉桥施工各阶段的内力和结构线形。倒拆计算完成后，按倒拆计算确定的施工各阶段的斜拉索张力值进行正装计算，只有正装、倒拆闭合时，倒拆计算的结果才是可信的。10倒拆闭合的条件：1）拆除单元无外荷载2）支承边界条件正确3）收缩徐变处理考虑结构形成过程的收缩和徐变的影响，倒拆正装无法闭合！11倒拆法的缺点：1）计算复杂；2）数值的累加，概念不明确；3）当某一步骤调整时，必须进行全过程的倒拆正装计算。12正装试算法计算工作量大，对复杂的大跨度斜拉桥应用难度大，一些改进的算法对桥型和工序变化的适应性又

4、很差。有无更简单的办法？13二、结构形成过程与最终状态14按一次落架施工：1516两种施工方法形成的最终结构计算图式相同外荷载也相同17为什么？内力完全不同！181920由此可以看出：两种方法形成的最终结构内力状态的差异是由于最终结构的“卸载曲率”差异造成的。21221.施加力矩悬臂梁弯矩施加反向力弯矩弯矩图23242.施加集中力悬臂梁弯矩施加集中荷载弯矩图25拆除集中荷载弯矩图最终结构弯矩图26273.A、Ｂ支点转动悬臂梁弯矩A点转动弯矩图28B点转动弯矩最终弯矩图29卸载后的残余曲率？三种情况的卸载曲率与一次形成结构一致！30从前述关于固端梁的讨论，可以看出

5、：不论结构形成过程如何。只要支承边界条件正确，结构的弹性曲线连续（卸载曲率相同），则结构最终的内力状态和变形状态与结构的形成过程无关。顶推梁？结构卸载曲率—构件单元无应力曲率31研究连续梁的施工过程可以得出相同的结论！32X=0.188X=0.293833考察一斜拉结构34考虑安装过程：AB梁段施加集中荷载P安装BC梁段C点施加荷载P35安装CD杆件3637383940C点变化关系两结构内力差的原因在于ＣＤ杆的长度差！41斜拉结构拉索无应力长度调整的力法基本方程为：42杆减少ＣＤ杆长度减少结构的内力变化为：43与安装步骤5的内力迭加44所以：在保证结构构件单元无

6、应力长度和无应力曲率的前提下，结构的最终内力和位移与结构的形成过程无关。45也可理解为：一定的外荷载、结构体系、支承边界条件、单元的无应力长度和无应曲率组成的结构，必然唯一地对应一个结构的内力和位移．46钢桁梁杆件工厂制作，用精确的杆件长度控制桥梁的内力和线形—无应力状态法的一个特例斜拉桥不宜采用钢桁梁的方法：１）实际量测斜拉索长度和索锚点位置的精度难把握；２）施工期间为满足结构的受力要求，斜拉索索力需调整；３）施工中的误差调整。47三、斜拉桥无应力状态法48无应力状态量单元无应力长度：结构体系内任意构件单元，受荷载变形后单元两节点之间的几何距离就是单元有应力时

7、的长度。”假设”卸除该单元的轴向力，单元轴向变形恢复，此时单元上两节点的几何距离定义为单元的无应力长度。49斜拉索单元50单元无应力曲率：结构受荷载变形后单元上两节点的水平位移，竖向位移和转角可计算单元上任意截面的挠度曲线的曲率，这就是单元的有应力曲率，”假设”在此基础上卸除该单元的弯矩，单元的弯曲变形恢复，此时单元挠度曲线的曲率称之为构件单元的无应力曲率。5152单元无应力构形:当结构计算时不考虑剪切变形时,单元无应力构形影响可忽略.53下面用计算实例来讨论斜拉桥安装过程中，荷载变化、体系变化、索力调整和收缩徐变等影响下结构的内力、位移和无应力状态量的变化规律

8、。54安装状态二安装状态