无应力状态控制法在混凝土自锚式悬索桥中的应用

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1、硕士学位论文无应力状态控制法在混凝土自锚式悬索桥中的应用UNSTRESSEDSTATECONTROLMETHODAPPLIEDINTHECONCRETESELF-ANCHOREDSUSPENSION宿霄男哈尔滨工业大学2014年6月万方数据国内图书分类号：U448.25学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文无应力状态控制法在混凝土自锚式悬索桥中的应用硕士研究生：宿霄男导师：吴红林副教授申请学位：工学硕士学科：桥梁与隧道工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2014

2、年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:U448.25U.D.C:624DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringUNSTRESSEDSTATECONTROLMETHODAPPLIEDINTHECONCRETESELF-ANCHOREDSUSPENSIONCandidate：SuXiaonanSupervisor：AssociateProf.WuHonglinAcademicDegreeAppliedfor：Mast

3、erofEngineeringSpeciality：BridgeandTunnelEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence：June,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近几十年来，分阶段形成桥梁结构技术的提出和发展成为桥梁建设最大的进步。按照人们以往的认

4、识，阶段施工的桥梁，最终恒载完成后的内力和线形必须考虑施工过程。但对于斜拉桥、拱桥、悬索桥等复杂的结构体系，设计时无法仔细考虑每一个施工过程，当施工方法和施工过程发生改变时，成桥内力和线形也会发生变化，因此常规的桥梁设计方法对施工的应变性不足。针对分阶段施工桥梁提出的无应力状态控制法则很好的解决了这种不足。该方法认为不论按什么程序恢复，只要能够保证结构各单元的无应力状态量（包括无应力长度和无应力曲率）不变，则还原后的结构内力和线形将与原结构保持一致。本文结合这一理论，对混凝土自锚式悬索桥展开分了研

5、究。主要研究内容如下：首先，以一种更易于理解的方式对该方法提出的两个概念——无应力长度和无应力曲率进行了详细的解释，并从能量原理的角度对分阶段施工桥梁结构力学平衡方程进行了推导，其推导结果与原理论推导的结果略有出入。此偏差并不影响对该方法的理解和应用，从本文推导的公式可以引出和解释无应力状态控制法的两个基本理论。然后，以无应力状态控制法理论为基础，结合自锚式悬索桥，应用midasCivil有限元分析软件详细的讨论该理论的应用方法。这包括自锚式悬索桥初始平衡状态分析，如何应用该方法求解桥梁结构各单元

6、的无应力状态量，基于无应力吊杆长度调整法给出吊杆张拉方案，以及分析应用该理论进行施工时可能产生的误差并给出调整方法。。最后，针对混凝土自锚式悬索桥最大的问题——混凝土的收缩和徐变效应展开分析：简单介绍了混凝土的收缩和徐变以及如何利用midasCivil计算该效应；讨论了施工阶段收缩徐变的计算，认为其对成桥状态的影响很小；对算例桥梁的长期性能进行了评价并提出了改善措施；提出了一种以降低主梁收缩徐变内力为主的改进的自锚式悬索桥设计方法。关键词：无应力状态控制法；自锚式悬索桥；混凝土；收缩和徐变-I-万

7、方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentdecades,theraiseanddevelopingofthetechnologyofbridgeformedbystagesmakesgreatsenseofbridgeconstruction.Accordingtoscholars’previousunderstanding,theyhavetoconsidertheconstructionprocesstosolvethefinalinternalforceandal

8、ignmentofbridgesformedbystages.Theyareunablecarefullyconsidereachconstructionstage,consideringthecomplexityofcable-stayedbridge,archbridge,suspensionbridge,etc.Therefore,theconventionaldesignmethodofbridgeisnotadapttodifferentconstructionmetho