分階段成形結(jié)構(gòu)無應(yīng)力狀態(tài)法課件

分階段成形結(jié)構(gòu)無應(yīng)力狀態(tài)法秦順全2010年3月跨越天塹超越自我1、研究背景

現(xiàn)代的大跨度橋梁幾乎均采用分階段成形的施工方法。傳統(tǒng)的分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)分析:

假定每個施工階段是一次成形，用荷載的增量計算內(nèi)力和位移的增量，逐階段累加

正裝計算

對于斜拉橋，成橋恒載狀態(tài)是預(yù)先指定的，要求由成橋狀態(tài)去尋找中間施工過程

倒退分析

（1）特點：恒載施加在不斷變化的結(jié)構(gòu)體系上，后續(xù)單元安裝時，結(jié)構(gòu)上已有變形存在！針對一次成形結(jié)構(gòu)增量累加

不同的施工過程產(chǎn)生不同的內(nèi)力和位移

橋梁規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度增加，“與過程相關(guān)”方法不完全適應(yīng)工程的需要：

1）施工“過程”大量增加，尋找和控制“過程”難度加大

2）工程的“又好又快”建設(shè)，提出了多工序并行作業(yè)的要求，傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)

1989年開始研究新的方法，探求“與過程相關(guān)”的實質(zhì)！若干中間狀態(tài)成橋狀態(tài)倒拆示意總內(nèi)力和總位移與過程相關(guān)！整體支架施工（一次成形）節(jié)段施工，先合龍邊跨，再合龍中跨節(jié)段施工，先合龍中跨，再合龍邊跨各種施工方法成橋狀態(tài)對比（I）施工方法邊跨中彎矩中支點彎矩中跨中彎矩中跨中撓度整體支架施工795.65－1933.061186.94－18.2節(jié)段施工，邊跨先合龍446.34－3074.6445.36－35.2節(jié)段施工，中跨先合龍335.36－3518.58－398.5812.8不同的施工方法和過程，結(jié)果不同頂推法施工分階段施工多次體系轉(zhuǎn)換各種施工方法成橋狀態(tài)對比（II）施工方法邊跨中彎矩中支點彎矩中跨中彎矩中跨中撓度整體支架施工795.65－1933.061186.94－18.2節(jié)段施工，邊跨先合龍446.34－3074.6445.36－35.2節(jié)段施工，中跨先合龍335.36－3518.58－398.5812.8頂推施工795.65－1933.061186.94－18.2不完全與施工形成過程有關(guān)！與什么有關(guān)？如果有條件保證每個構(gòu)件單元無應(yīng)力時的幾何參數(shù)一致，則不同的施工方法和過程最終的內(nèi)力和線形完全相同！單元怎樣安裝合龍單元怎樣安裝？與構(gòu)件單元無應(yīng)力（應(yīng)力釋放）時的幾何參數(shù)有關(guān)！傳統(tǒng)的鋼梁架設(shè)方法：控制構(gòu)件單元的實際幾何狀態(tài)無應(yīng)力狀態(tài)控制法：

1989年開始研究,1992年公開發(fā)表了第一篇論文，1993年在武漢長江二橋施工中應(yīng)用,至目前已在國內(nèi)外30余座大跨度橋上成功應(yīng)用。

2009年度國家科技進(jìn)步二等獎控制橋梁構(gòu)件單元的幾何尺寸＝無應(yīng)力狀態(tài)控制法!？

用構(gòu)件單元的無應(yīng)力狀態(tài)量建立起橋梁建造中的過程狀態(tài)與過程狀態(tài)之間，過程狀態(tài)和最終狀態(tài)的聯(lián)系？

探求與過程相關(guān)的實質(zhì)！

2、無應(yīng)力狀態(tài)控制法基本原理無應(yīng)力狀態(tài)量：

構(gòu)件單元應(yīng)力完全釋放后的幾何參數(shù)（主要包括：長度、曲率,扭轉(zhuǎn)角等）

結(jié)構(gòu)的分析方法：針對一次成形！123567N3N2N1N1N2N3123567N3N2N1N1N2N3123567N2N1N1N22356N2N1N1N235N1N1勢能平衡條件：√??最終狀態(tài)單元i,j的軸向變形：為構(gòu)件單元的無應(yīng)力長度。

單元的應(yīng)變能包括彎曲應(yīng)變能和軸向應(yīng)變能軸向應(yīng)變能:特點：與坐標(biāo)系的選擇無關(guān)單元無應(yīng)力曲率：單元曲率：無應(yīng)力曲率：同樣有：

用單元兩端節(jié)點的位移來表示單元幾何曲率：

設(shè)單元i,j端無應(yīng)力時的曲率為

彎曲應(yīng)變能：分階苦段成租形結(jié)橫構(gòu)新階的平誰衡方散程：D＝

廣義京荷載L0確定與過旅程無艷關(guān)！任意閣階段稈的總絕內(nèi)力未和總尸位移并不份涉及弄其它罪施工載階段過程應(yīng)相關(guān)賽！單元園的無霉應(yīng)力測長度縫和曲重率實質(zhì)求！總位嗽移非位擋移增賓量考慮凱單元論的無勁應(yīng)力殘狀態(tài)吼量，敞內(nèi)力命和位敵移與結(jié)漢構(gòu)成資形過荷程無優(yōu)關(guān)！首次溉從理后論上包解決擔(dān)了過勿程狀哭態(tài)與恩成橋槳狀態(tài)威之間緞的關(guān)即系問扣題！P＝N1＋N2＋N3123567N3N2N1N1N2N3123567N3N2N1N1N2N3123567N2N1N1N22356N2N1N1N235N1N1(1紀(jì))(2筍)(3禾)(4層)(5鴉)??√√平衡餡條件旬！回一次巧成形伶結(jié)構(gòu)L0=0分階壘段施丈工的磚橋梁摟結(jié)構(gòu)常的內(nèi)蛋力和她位移刺由四最個因廚素唯嶼一確丙定：外荷少載近、色結(jié)構(gòu)慰體系爭、支承察邊界乞條件棟、單酬元無佩應(yīng)力慢長度裳和曲壞率無應(yīng)盟力狀仆態(tài)控蛇制法房誠原理栽一：一定錯的外襯荷載榆、結(jié)蹲構(gòu)體竟系、求支承險邊界柜條件塊、單藍(lán)元的視無應(yīng)俘力狀源態(tài)量扯組成賞的結(jié)業(yè)構(gòu)，孫其對黑應(yīng)的扁結(jié)構(gòu)銅內(nèi)力碌和位樹移是田唯一間的，贈與結(jié)僻構(gòu)的值形成辭過程現(xiàn)無關(guān)似。荷載掌變化版：單元忌的無娛應(yīng)力渴長度挨和無呢應(yīng)力包曲率粘不變荷載坡變化?。篜1P2無應(yīng)債力狀慕態(tài)量錫是結(jié)脈構(gòu)本嗽身的膠一個私固有魚量要改娘變單鴨元的殊無應(yīng)命力長義度和痰無應(yīng)滿力曲拔率必決須對味構(gòu)件敗單元厚的“外形”有實品質(zhì)的“物理”改變職。P1P1P1P1P2P2P2P2單元敘的無票應(yīng)力窮長度送改變據(jù)：唯一趟對應(yīng)麗一個賣單元爛軸力尸的變鐵化工程色實際私中，皇單元放的無瘦應(yīng)力濱曲率守只有鞭在安徑裝時準(zhǔn)控制鋤，后偽期難爺以調(diào)床整。榜單元腐的無香應(yīng)力簡長度臭有些狗情況險下可鋸以在欺過程錫中調(diào)佛整，請如斜叛拉橋共中的勵調(diào)索崗。無應(yīng)素力狀掩態(tài)控渾制法奸原理非二：結(jié)構(gòu)懲單元襯的內(nèi)新力和的位移求隨著銹結(jié)構(gòu)版的加墳載、唐體系轉(zhuǎn)吼換和囑斜拉孕索的惕張拉躲而變營化，月斜拉移索的葵無應(yīng)力長黃度只雖有人半為地后調(diào)整矛才會甲發(fā)生窗變化執(zhí)；當(dāng)傭荷載和結(jié)暢構(gòu)體領(lǐng)系一僑定時擊，斜漁拉索掀無應(yīng)腫力長昂度的醫(yī)變化必然沒唯一纖地對完應(yīng)一泊個單閱元索滔力的捏變化鈔。不同蓬的施杏工過提程產(chǎn)橋生不匠同的與過向程無導(dǎo)關(guān)！控制腳好淡分階椒段施冤工橋喂梁所溜有問低題都寫迎刃典而解答了！索力摟與索柜力的索關(guān)系沸：解決何過程板中調(diào)霸索的臺問題魄。3、無銷應(yīng)力董狀態(tài)套控制四法的胡工程她應(yīng)用（1）預(yù)剛制制庸造誤異差對役結(jié)構(gòu)穿內(nèi)力持和線辱形的水影響創(chuàng)估計（2）斜歇拉橋啊安裝折計算（3）施獅工過蛋程溫頌度與碼臨時杏荷載傻影響難的過魚濾（4）斜計拉橋類施工龍中的斯同步最作業(yè)耳問題（5）鋼授絞線跪斜拉復(fù)索的鍛掛設(shè)勒張拉（6）主私梁預(yù)襖制線淚形（7）鋼懂梁架籠設(shè)（8）懸蘇索橋梅架設(shè)（9）結(jié)英構(gòu)參哀數(shù)的羞識別罵和狀侵態(tài)調(diào)薦整在工裹程實杰踐中圣，利曉用平恰衡方谷程，枯可以嘩分析扯單元即無應(yīng)肯力狀倚態(tài)量釀偏差亭對橋例梁結(jié)剩構(gòu)內(nèi)仁力和她線形榴的影祝響。京滬笑高速習(xí)南京塘大勝埋關(guān)大活橋京滬氧高速刮鐵路甲南京苗大勝揚關(guān)大雹橋的宮實踐縫表明嬸，與襯其他炊計算劑參數(shù)陡相比我，構(gòu)仗件制慕造長腰度偏臺差是壞產(chǎn)生騙線形贈和內(nèi)跡力偏茄差的扛主要豈因素逗。（1）預(yù)右制制逢造誤皂差對浙結(jié)構(gòu)輪內(nèi)力蜘和線障形的浴影響倒退削分析磚法：狀態(tài)且（6）→用狀態(tài)添（5）→獵狀態(tài)泉（4）→偷狀態(tài)陽（3）無應(yīng)譽力狀膠態(tài)控蓄制法繼：用無輩應(yīng)力么狀態(tài)虎量作齒為控公制參景數(shù)，直接夠求解中間茂過程翁狀態(tài)惡（3）的們內(nèi)力暈和位帳移。（2)斜拉登橋安企裝計蠻算（6）順（5）貨（4）扎（3）痛（2）觀（1）優(yōu)點藥：節(jié)約攀計算女工作階量50筑%以上扒；應(yīng)驅(qū)變能柿力強里：狀態(tài)述（5)（4）有辨變化鍋時，對對狀品態(tài)（3）無恐影響避。要計裹算中諸間狀碌態(tài)內(nèi)該力和部位移盾（如旱過程3）：123567N3N2N1N1N2N3123567N3N2N1N1N2N3123567N2N1N1N22356N2N1N1N235N1N1斜拉幅索掛甚設(shè)時扎的張墓拉：看索力敗控制老（溫觀度影單響問膝題）后期扣調(diào)整?。核髟L長差岡（撥賞出量道）混凝延土結(jié)躺構(gòu)收嘗縮徐挨變：托改變素的是轎單元溪的無咬應(yīng)力健長度率和曲涂率理論評計算稿時迭悟代解偏決閉合步問題您，預(yù)突抬標(biāo)摟高與慎預(yù)制婦外形“理論賠計算杯”到薯“枝實際懷操作沿”?施工貨階段骨監(jiān)控退測試極與調(diào)誦整：索力諷、線怠形測附試在凌抄晨日麗出前需進(jìn)行冬，避抄免日蛋照的冤影響竹，同據(jù)步測黨試結(jié)渾構(gòu)溫棟度和鉛調(diào)查織記錄拖橋上毅臨時剃荷載。溫度盞和臨進(jìn)時荷展載標(biāo)稼準(zhǔn)化踢處理設(shè)計嗽條件生下的暫索力桶、線丙形下階布段調(diào)戚整方炒案制金定調(diào)整期方案獅的實晃施溫度組、臨枯時荷貫載？（3）施逼工過心程溫噸度與辜臨時逼荷載棗影響嗚的過嘆濾斜拉磨索索饑力和堆主梁套的安樸裝高殲程是壟在設(shè)貸計溫鑰度條毫件下煙的計遮算值窄。16呈.7蠶°秋C急50敏00居kN25牲.0尾°渾C籮51蠻00校kN綱?49京00量kN害?？°C？傳統(tǒng)商做法：澆筑1/柱2混凝飛土?xí)r狗增加垃一次神調(diào)索際。問互題：混凝址土澆密筑數(shù)惑量估貫計偏賊差影編響索孟力精瓣度；中斷昆混凝騰土澆轟筑，每施工啊風(fēng)險臣大。a）節(jié)行段混逗凝土磚澆筑桿前狀紹態(tài)b）節(jié)崗段混查凝土斬澆筑1/硬2狀態(tài)c）節(jié)筋段混開凝土膨澆筑贊完成孝狀態(tài)并行憤作業(yè)穴的要弓求！(4融)斜拉待橋施矛工中役的同坦步作喜業(yè)問推題狀態(tài)(a)-狀態(tài)(c):荷載跡變化奇索力墊調(diào)整(a徑)初狀沉態(tài)圖3(a摧)狀態(tài)芹：[K眨]{外δa}=包{Pa}+駕{L0a}挽(4愿)(b吳)狀態(tài)高：[K餅]{千δb}=陰{Pb}+束{L0b}紐奉(5盒)?(c際)狀態(tài)像：[K產(chǎn)]{糖δc}=止{Pc}+傅{L0c}劇(6厲)式(4話)-式(6饑)凝[K些]{鋪δc－δa}＝{逢P(guān)c－Pa}+褲{贈L0c-L0a}狼(7紐奉)由式(7鄙)可以毫看出睛：不論忘經(jīng)歷溉如何鄭的過臉程狀桌態(tài)(b油)，只迷要{藥Pc－Pa}、{L0c-L0a}確定切，最箭終狀偏態(tài)(c讓)的內(nèi)裳力和食位移栗都是素唯一謹(jǐn)?shù)?。解決套工程耳實際伴中索證力變倚化交影叉影午響，為荷載貓變動灘影響按索力過等問油題！(b)過程狀態(tài)(c赴)終狀拆態(tài)斜拉職橋調(diào)饒索可卡與吊機樂、掛五籃移學(xué)動模板壞安裝鋼筋漢綁扎橋面孩二恒坊施工尼等并行賀作業(yè)糠！多根跨拉索厭索力血調(diào)整(5德)鋼絞歉線斜練拉索輪的掛嚇設(shè)張讀拉理論那計算腹的斜鎮(zhèn)拉索際索力存是整敞根索江力鋼絞商線斜編拉索撫是由廢若干克單根歌掛設(shè)估的鋼壞絞線鼠組成施工醒中怎沙樣確定嗽單根底鋼絞影線的織張拉丈力？“等張題力法炭”首根拘鋼絞需線張糟拉力翻怎樣牧確定勉？縮短膊錨頭長度無應(yīng)圈力狀液態(tài)法芬：整索木無應(yīng)蔬力長度單根皇鋼絞街線的軍張拉早力應(yīng)疊是其芒無應(yīng)分力長樓度等五于冷時的頸張拉沃力（6）主格梁預(yù)屢制線之形依據(jù)悔無應(yīng)距力狀黑態(tài)法的基軍本原沃理，是成袖橋狀守態(tài)節(jié)葬段的值長度裁和曲刊率則節(jié)塌段的揪無應(yīng)業(yè)力長趟度和掉曲率死為：主梁沸節(jié)段惱的預(yù)吸制線良形應(yīng)企是該許節(jié)段暑成橋紹狀態(tài)密的無名應(yīng)力幕外形懂。節(jié)段還預(yù)制挑時單極元平鼻放：解得拾：成橋戒線型浪是設(shè)陪定曲手線時承：成橋兵線型瓜是預(yù)練制拱男度的迎一系盯列離近散的您高程里數(shù)值鎮(zhèn)時：節(jié)段蒸曲率日需用疑樣條算插值遵的方兆法來域推算惹。邊界叼條件?常規(guī)器的鋼墻桁梁寒合攏穩(wěn)，采椅用頂兵落梁危的措姻施實稠現(xiàn)鋼臨桁桿蹦件的