斜拉桥施工监控无应力状态控制法-IIppt课件.ppt

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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的关系三、斜拉桥无应力状态法四、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。（桥梁结构从开始施工到成桥必须经历一个复杂的多阶段构件施工安装和体系转换过程）拱桥：无拱架施工连续梁（刚构）：悬臂施工技术斜拉桥：施工过程多次体系转换……3最终状态：全部恒载完成后的内力和线形必须考虑桥梁结构的实际施工过程。4节段施工的连续梁设计中必须考虑：悬臂施工过程合龙及体系转换挂篮及施工荷载由

2、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，最终状态的成桥内力和线形也会发生变化。所以：“桥梁的施工形成过程与最终成桥结构的内力和位移状态紧密相关”？顶推施工的连续梁（如果是混凝土结构，暂不考虑收缩徐变）成桥内力与一次落架施工连续梁的成桥内力是一致的！与顶推施工过程是无关的！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

3、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中间阶段的内力和结构线形。由于倒拆是一个虚拟的过程，倒拆计算完成后，需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

4、缩徐变处理考虑结构形成过程的收缩和徐变的影响，倒拆正装无法完全闭合！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，所以发展了一些改进的算法。有无既简单，适应性又强的方法？13无应力状态法：无应力状态法是确定分阶段形成桥梁结构过程状态与最终状态关系的方法无应力状态法在实桥上的应用开始于武汉长江二桥（1992年），到目前为止，已在包括混凝土斜拉桥、钢箱梁斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合型斜拉桥和钢桁梁斜拉

5、桥在内的二十多座大跨度斜拉桥中应用，均取得了非常好的效果。14二、结构形成过程与最终状态的关系15按一次落架施工：1617两种施工方法形成的最终结构计算图式相同外荷载也相同18为什么？内力完全不同！192021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。22231.施加力矩悬臂梁弯矩施加反向力弯矩弯矩图24252.施加集中力悬臂梁弯矩施加集中荷载弯矩图26拆除集中荷载弯矩图最终结构弯矩图27283.A、Ｂ支点转动悬臂梁弯矩A点转动弯矩图29B点转动弯矩最终弯矩图30卸载后的

6、残余曲率？很容易核算，采取三种措施后，形成的最终结构的卸载曲率与一次形成结构是一致的！31从对固端梁的讨论，可以看出：不论结构形成过程如何。只要支承边界条件正确，最终荷载相同，结构的弹性曲线连续（卸载曲率相等），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。结构卸载曲率—构件单元无应力曲率顶推梁？（在台座上形成结构，这时的无应力曲率和最终状态无应力曲率相等，所以最终成桥结构的内力和位移与一次落架相同）32研究连续梁的施工过程可以得出相同的结论！33X=0.188X=0.293834考察一斜拉结构35考虑安装过程：

7、AB梁段施加集中荷载P安装BC梁段C点施加荷载P36安装CD杆件3738394041C点变化关系两结构内力差的原因在于ＣＤ杆的长度差！42斜拉结构拉索无应力长度调整的力法基本方程为：43杆减少ＣＤ杆长度减少结构的内力变化为：44与安装步骤5的内力迭加45所以：在保证结构构件单元无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。46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力曲率组成的结构，必然唯一地对应一个结构的内力和位移．—无应力状态法基本原理之一47钢桁梁杆件工

8、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。48三、斜拉桥无应力状态法49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