上下雙室連續(xù)剛構(gòu)渡槽菱形掛籃結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化研究.pdf

1、高墩大跨度上下雙室連續(xù)剛構(gòu)渡槽是一種新型的渡槽結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁內(nèi)設(shè)置一道過(guò)水隔板，將傳統(tǒng)的單箱單室箱梁改變?yōu)樯舷聝墒蚁淞航Y(jié)構(gòu)，水體從箱梁的上箱室通過(guò)，將承載結(jié)構(gòu)與過(guò)水槽身有效地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“橋槽合一”，為我國(guó)首創(chuàng)。
　　由于上下雙室渡槽獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，先前未有懸臂澆筑施工的經(jīng)驗(yàn)和與之對(duì)應(yīng)的掛籃結(jié)構(gòu)，而掛籃作為懸臂澆筑施工的主要設(shè)備，其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性直接關(guān)系到作業(yè)人員的安全和工程的質(zhì)量。因此，對(duì)新型渡槽懸臂澆筑施工

2、掛籃的力學(xué)性能分析和優(yōu)化研究，可為掛籃的設(shè)計(jì)和組裝提供技術(shù)參考。為此，本文以徐家灣渡槽為工程依托，對(duì)所提出新型菱形掛籃結(jié)構(gòu)建立空間有限元模型，分析了其在混凝土澆筑狀態(tài)和空載行走狀態(tài)下的力學(xué)性能。最后，提出斜拉組合式輕型菱形掛籃新型結(jié)構(gòu)，對(duì)主桁架進(jìn)行優(yōu)化分析，使其重量降低，優(yōu)化改造后，該組合式掛籃可適用于渡槽更重更長(zhǎng)節(jié)段混凝土施工要求。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下五個(gè)方面:
　　(1)對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)的類型、受力特點(diǎn)以及我國(guó)掛籃的設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀

3、和存在問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)和歸納，提出了掛籃向設(shè)備系列化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化及結(jié)構(gòu)新型化的方向發(fā)展。
　　(2)針對(duì)上下雙室連續(xù)剛構(gòu)渡槽的施工過(guò)程及關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)介紹了渡槽0＃段掛籃錨固預(yù)埋件的設(shè)計(jì)、菱形掛籃懸臂施工工藝以及合攏段施工要點(diǎn)。
　　(3)分析新型菱形掛籃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳力機(jī)理，建立其空間有限元模型，分別就菱形掛籃在混凝土澆筑狀態(tài)和空載行走狀態(tài)下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，得到不同狀態(tài)下掛籃各組成結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移變化以及菱形

4、掛籃結(jié)構(gòu)的薄弱部位。
　　(4)結(jié)合力學(xué)和結(jié)構(gòu)計(jì)算基本理論，對(duì)菱形掛籃各組成構(gòu)件的受力模型作出假設(shè)，給出各構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的理論分析方法，理論計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果相近，誤差較小。該理論方法計(jì)算簡(jiǎn)便，可為掛籃的初步設(shè)計(jì)提供理論參考。最后對(duì)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果中掛籃強(qiáng)度或剛度不足構(gòu)件提出改造措施，使掛籃各結(jié)構(gòu)均滿足受力性能的要求。
　　(5)為了加長(zhǎng)每節(jié)段澆筑長(zhǎng)度，提高施工速度，提出斜拉組合式輕型菱形掛籃結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加斜拉系統(tǒng)