秦順全院士的_無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法_大跨度橋梁的設(shè)計(jì)方法

1、分階段成形結(jié)構(gòu)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法秦順全秦順全20102010年年3 3月月跨越天塹 超越自我中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD1 1、研究背景、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?，F(xiàn)代的大跨度橋梁幾乎均采用分階段成形的施工方法。 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.

2、LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD傳統(tǒng)的分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)分析傳統(tǒng)的分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)分析: : 假定每個(gè)施工階段是一次成形假定每個(gè)施工階段是一次成形，用荷載的，用荷載的增量增量計(jì)算計(jì)算內(nèi)力和位移的增量，逐階段累加內(nèi)力和位移的增量，逐階段累加 正裝計(jì)算正裝計(jì)算 對(duì)于斜拉橋，成橋恒載狀態(tài)是預(yù)先指定的，要求由對(duì)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)成橋狀態(tài)去尋找去尋找中間施工過(guò)程中間施工過(guò)程 倒退分析倒退分析 KP（1 1）特點(diǎn)：特點(diǎn)：恒載施加在不斷變化的結(jié)構(gòu)體系上，恒載施加在不斷變化的結(jié)構(gòu)體系上， 后續(xù)單元安裝

3、時(shí)，結(jié)構(gòu)上已有變形存在！后續(xù)單元安裝時(shí)，結(jié)構(gòu)上已有變形存在！NNNNNN針對(duì)一次針對(duì)一次成形結(jié)構(gòu)成形結(jié)構(gòu)中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD增量累加增量累加 不同的施工過(guò)程產(chǎn)生不同的施工過(guò)程產(chǎn)生不同的內(nèi)力和位移不同的內(nèi)力和位移 橋梁規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度增加，橋梁規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度增加， “與過(guò)程相關(guān)與過(guò)程相關(guān)”方法不完方法不完全適應(yīng)工程的需要：全適應(yīng)工程的需要： 1 1）施工）施工“過(guò)程

4、過(guò)程”大量增加，尋找和大量增加，尋找和控制控制“過(guò)程過(guò)程”難度加大難度加大 2 2）工程的）工程的“又好又快又好又快”建設(shè)，提出了多工序并行作業(yè)的要求，傳統(tǒng)建設(shè)，提出了多工序并行作業(yè)的要求，傳統(tǒng) 方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn) 19891989年開(kāi)始研究新的方法，探求年開(kāi)始研究新的方法，探求“與過(guò)程相關(guān)與過(guò)程相關(guān)”的實(shí)質(zhì)！的實(shí)質(zhì)！若干中間狀態(tài)若干中間狀態(tài)成橋狀態(tài)成橋狀態(tài)倒拆示意倒拆示意N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 總內(nèi)力和總位移與過(guò)程相關(guān)！總內(nèi)力和總位移與過(guò)程相關(guān)！中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJ

5、OR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD整體支架施工整體支架施工 （一次成形）（一次成形）123m123m83m83m中孔合龍段2m36m50m36m012311012345678910012345671101234567891001234567中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING

6、GROUP CO.LTD節(jié)段施工，先合龍邊跨，再合龍中跨節(jié)段施工，先合龍邊跨，再合龍中跨 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD節(jié)段施工，先合龍中跨，再合龍邊跨節(jié)段施工，先合龍中跨，再合龍邊跨中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE

7、 ENGINEERING GROUP CO.LTD123m123m83m83m中孔合龍段2m36m50m36m012311012345678910012345671101234567891001234567各種施工方法成橋狀態(tài)對(duì)比（各種施工方法成橋狀態(tài)對(duì)比（I I）施工方法邊跨中彎矩中支點(diǎn)彎矩中跨中彎矩中跨中撓度整體支架施工795.651933.061186.9418.2節(jié)段施工，邊跨先合龍446.343074.6445.3635.2節(jié)段施工，中跨先合龍335.363518.58398.58 12.8不同的施工方法和過(guò)程，結(jié)果不同不同的施工方法和過(guò)程，結(jié)果不同中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集

8、團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD頂推法施工頂推法施工分階段施工 多次體系轉(zhuǎn)換中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD123m123m83m83m中孔合龍段2m36m50m36m01231101234567891

9、0012345671101234567891001234567各種施工方法成橋狀態(tài)對(duì)比（各種施工方法成橋狀態(tài)對(duì)比（IIII）施工方法邊跨中彎矩中支點(diǎn)彎矩中跨中彎矩中跨中撓度整體支架施工795.651933.061186.9418.2節(jié)段施工，邊跨先合龍446.343074.6445.3635.2節(jié)段施工，中跨先合龍335.363518.58398.58 12.8頂推施工795.651933.061186.9418.2不完全與施工形成過(guò)程有關(guān)！與什么有關(guān)？中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.L

10、TDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 如果有條件保證每個(gè)構(gòu)件單元無(wú)應(yīng)力時(shí)的幾何參數(shù)一致，如果有條件保證每個(gè)構(gòu)件單元無(wú)應(yīng)力時(shí)的幾何參數(shù)一致，則不同的施工方法和過(guò)程最終的內(nèi)力和線(xiàn)形完全相同！則不同的施工方法和過(guò)程最終的內(nèi)力和線(xiàn)形完全相同！單元怎樣安裝單元怎樣安裝 合龍單元怎樣安裝？合龍單元怎樣安裝？與構(gòu)件單元無(wú)應(yīng)力（應(yīng)力釋放）時(shí)的幾何參數(shù)有關(guān)！123m123m83m83m中孔合龍段2m36m50m36m012311012345678910012345671101234567891001234567中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局

11、集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD傳統(tǒng)的鋼梁架設(shè)方法：傳統(tǒng)的鋼梁架設(shè)方法：控制構(gòu)件單元的控制構(gòu)件單元的實(shí)際幾何狀態(tài)實(shí)際幾何狀態(tài)中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法：無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法： 198

12、91989年開(kāi)始研究年開(kāi)始研究,1992,1992年公開(kāi)發(fā)表了第一篇論文，年公開(kāi)發(fā)表了第一篇論文，19931993年年在武漢長(zhǎng)江二橋施工中應(yīng)用在武漢長(zhǎng)江二橋施工中應(yīng)用, ,至目前已在國(guó)內(nèi)外至目前已在國(guó)內(nèi)外3030余座大跨度橋余座大跨度橋上成功應(yīng)用。上成功應(yīng)用。 20092009年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)控制橋梁構(gòu)件單元的幾何尺寸無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法控制橋梁構(gòu)件單元的幾何尺寸無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法 ! ! ？用構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量建立起橋梁建造中的過(guò)程狀態(tài)用構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量建立起橋梁建造中的過(guò)程狀態(tài)與過(guò)程狀態(tài)之間，過(guò)程狀態(tài)和最終狀態(tài)的聯(lián)系？與過(guò)程狀態(tài)之間，過(guò)程狀態(tài)和最終狀態(tài)的聯(lián)系

13、？ 探求與探求與過(guò)程相關(guān)過(guò)程相關(guān)的實(shí)質(zhì)！的實(shí)質(zhì)！中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD2 2、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法基本原理、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法基本原理567321N3N2 N1N3N2N1無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量：無(wú)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)構(gòu)件單元應(yīng)力完全釋放后的幾何參數(shù) （主要包括：長(zhǎng)度、曲率（主要包括：長(zhǎng)度、曲率, ,扭轉(zhuǎn)角等）扭轉(zhuǎn)角等） KP 結(jié)構(gòu)的分析方法：結(jié)構(gòu)的分析方法：針

14、對(duì)一次成形 ！中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD123567N3 N2 N1N1 N2 N3123567N3 N2 N1N1 N2 N3123567N2 N1N1 N22356N2 N1N1 N235N1N1 1111111KNFF 222212212KNFFF 333323323KNFFF0 勢(shì)能平衡條件：勢(shì)能平衡條件： 2212KNN 33123KNNN中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵

15、大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD最終狀態(tài)單元最終狀態(tài)單元i,ji,j的軸向變形：的軸向變形：0jiluull 0l2EA2Ull軸向20()2jiEAuulll為構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。為構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。 單元的應(yīng)變能包括彎曲應(yīng)變能和軸向應(yīng)變能單元的應(yīng)變能包括彎曲應(yīng)變能和軸向應(yīng)變能軸向應(yīng)變能軸向應(yīng)變能: :567321200 200 200 200 200 200 567321200 200 200 2

16、00 200 200 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDuiiYvilijEIX( )iujjvj( )j特點(diǎn)：與坐標(biāo)系的選擇無(wú)關(guān)特點(diǎn)：與坐標(biāo)系的選擇無(wú)關(guān)單元無(wú)應(yīng)力曲率：?jiǎn)卧獰o(wú)應(yīng)力曲率：22332ijiijKvvlll22332jijijKvvlll單元曲率：無(wú)應(yīng)力曲率：中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEER

17、ING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD jiiKKK xKxl jiiKKK xKxl 同樣有：同樣有： 用單元兩端節(jié)點(diǎn)的位移來(lái)表示單元幾何曲率：用單元兩端節(jié)點(diǎn)的位移來(lái)表示單元幾何曲率：22332ijiijKvvlll22332jijijKvvlll 00ijKK和022332ijiijiKvvllKl022332jijijjKvvllKl設(shè)單元設(shè)單元i,ji,j端無(wú)應(yīng)力時(shí)的曲率為端無(wú)應(yīng)力時(shí)的曲率為 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE E

18、NGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD彎曲應(yīng)變能：彎曲應(yīng)變能： 2220EI26liijjEIlUKx dxKKKK 彎曲0 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD分階段成形結(jié)構(gòu)新的平衡方程分階段成形結(jié)構(gòu)新的平衡方程： 0KPL 000000000000000ijijiijijj

19、EAEIllcKKsllEAEIllsKKcllKEILEAEIllcKKsllEAEIllsKKcllKEI D2222332332222233233222121261212612126121266646EAEIEAEIEIEAEIEAEIEIcscsscscssllllllllllEAEIEAEIEIEAEIEAEIEIcsscccssccllllllllllEIEIEIsclll222222332332222233233262121261212612126121266EIEIEIsclllEAEIEAEIEIEAEIEAEIEIcscsscscssllllllllllEAEIEAEIEI

20、EAEIEAEIEIcsscccssccllllllllll222262664EIEIEIEIEIEIscscllllll 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 0KPL 廣義荷載廣義荷載L L0 0確定確定與過(guò)程無(wú)關(guān)！與過(guò)程無(wú)關(guān)！任意階段的總內(nèi)力和總位移任意階段的總內(nèi)力和總位移并不涉及其它施工階段并不涉及其它施工階段過(guò)程相關(guān)！過(guò)程相關(guān)！單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率實(shí)質(zhì)

21、！實(shí)質(zhì)！ 總位移總位移非位移增量非位移增量 考慮單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量，內(nèi)力和位移考慮單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量，內(nèi)力和位移與結(jié)構(gòu)成形過(guò)程無(wú)關(guān)！與結(jié)構(gòu)成形過(guò)程無(wú)關(guān)！ 首次從理論上解決了過(guò)程狀態(tài)與成橋狀態(tài)之間的關(guān)系問(wèn)題！首次從理論上解決了過(guò)程狀態(tài)與成橋狀態(tài)之間的關(guān)系問(wèn)題！ 567321N3N2 N1N3N2N1PN1N2N3中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD123567N3 N2 N1N1 N2

22、N3123567N3 N2 N1N1 N2 N3123567N2 N1N1 N22356N2 N1N1 N235N1N1(1)(2)(3)(4)(5) 2212KNN 33123KNNN 221202KNNL 3313320KNNLN 平衡條件！平衡條件！ 一次成形結(jié)構(gòu)一次成形結(jié)構(gòu) L L0 0=0=0中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 0KPL分階段施工的橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移由四個(gè)

23、因素唯一確定：分階段施工的橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移由四個(gè)因素唯一確定：外荷載外荷載 、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)體系 、支承邊界條件、單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率支承邊界條件、單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理一：無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理一： 一定的外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件、單元的無(wú)應(yīng)一定的外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件、單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量組成的結(jié)構(gòu)，其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是唯一的，與力狀態(tài)量組成的結(jié)構(gòu)，其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是唯一的，與結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程無(wú)關(guān)。結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程無(wú)關(guān)。中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP

24、CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 1011KPL 2022KPL荷載變化：荷載變化： 單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率不變單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率不變荷載變化：荷載變化：P1P2 12010201020102120KPPLLLLLL 1212KPP無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量是結(jié)構(gòu)本身的一個(gè)固有量無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量是結(jié)構(gòu)本身的一個(gè)固有量要改變單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率必須對(duì)構(gòu)件單元的要改變單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率必須對(duì)構(gòu)件單元的“外形外形”有實(shí)質(zhì)有實(shí)質(zhì)的的“物理物理”改變。改變。P1P1P1P1P2P2P2P2中鐵大橋局集團(tuán)有限

25、公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD10201220()()SSTSEA567321200 200 200 200 200 200 000000010000000ijijnijijijjEAEIllcKKsllEAEIllsKKcllKEIKPEAEIllcKKsllEAEIllsKKcllKEI單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度改變：?jiǎn)卧臒o(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度改變： 唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)單元軸力的變化唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)單元軸力的變化 工程實(shí)際

26、中，單元的無(wú)應(yīng)力曲率只有在安裝時(shí)控制，后期難以調(diào)工程實(shí)際中，單元的無(wú)應(yīng)力曲率只有在安裝時(shí)控制，后期難以調(diào)整。單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度有些情況下可以在過(guò)程中調(diào)整，如斜拉橋中的整。單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度有些情況下可以在過(guò)程中調(diào)整，如斜拉橋中的調(diào)索。調(diào)索。無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理二：無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理二： 結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)力和位移隨著結(jié)構(gòu)的加載、體結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)力和位移隨著結(jié)構(gòu)的加載、體 系轉(zhuǎn)換和斜拉索的張拉而變化，斜拉索的無(wú)應(yīng)系轉(zhuǎn)換和斜拉索的張拉而變化，斜拉索的無(wú)應(yīng) 力長(zhǎng)度只有人為地調(diào)整才會(huì)發(fā)生變化；當(dāng)荷載力長(zhǎng)度只有人為地調(diào)整才會(huì)發(fā)生變化；當(dāng)荷載 和結(jié)構(gòu)體系一定時(shí)，斜拉索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的變化和結(jié)構(gòu)體系一定時(shí)，斜拉索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)

27、度的變化 必然唯一地對(duì)應(yīng)一個(gè)單元索力的變化。必然唯一地對(duì)應(yīng)一個(gè)單元索力的變化。中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 0KPL 0L不同的施工過(guò)程產(chǎn)生不同的不同的施工過(guò)程產(chǎn)生不同的 KP與過(guò)程無(wú)關(guān)！與過(guò)程無(wú)關(guān)！控制好控制好 分階段施工橋梁所有問(wèn)題都迎刃而解了！分階段施工橋梁所有問(wèn)題都迎刃而解了！ 0L567321200 200 200 200 200 200 567321200 200

28、200 200 200 200 567321200 200 200 200 5632200 200 200 200 200 200 索力與索力的關(guān)系：索力與索力的關(guān)系： 解決過(guò)程中調(diào)索的問(wèn)題。解決過(guò)程中調(diào)索的問(wèn)題。中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD3 3、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法的工程應(yīng)用、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法的工程應(yīng)用 （1 1）預(yù)制制造誤差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線(xiàn)形的影響估計(jì)）預(yù)制制造誤差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和

29、線(xiàn)形的影響估計(jì) （2 2）斜拉橋安裝計(jì)算）斜拉橋安裝計(jì)算 （3 3）施工過(guò)程溫度與臨時(shí)荷載影響的過(guò)濾）施工過(guò)程溫度與臨時(shí)荷載影響的過(guò)濾 （4 4）斜拉橋施工中的同步作業(yè)問(wèn)題）斜拉橋施工中的同步作業(yè)問(wèn)題 （5 5）鋼絞線(xiàn)斜拉索的掛設(shè)張拉）鋼絞線(xiàn)斜拉索的掛設(shè)張拉 （6 6）主梁預(yù)制線(xiàn)形）主梁預(yù)制線(xiàn)形 （7 7）鋼梁架設(shè)）鋼梁架設(shè) （8 8）懸索橋架設(shè)）懸索橋架設(shè) （9 9）結(jié)構(gòu)參數(shù)的識(shí)別和狀態(tài)調(diào)整）結(jié)構(gòu)參數(shù)的識(shí)別和狀態(tài)調(diào)整中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMA

30、JOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 在工程實(shí)踐中，在工程實(shí)踐中，利用平衡方程，可以利用平衡方程，可以分析單元無(wú)應(yīng)力狀態(tài)分析單元無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量偏差對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)量偏差對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線(xiàn)形的影響力和線(xiàn)形的影響。京滬高速南京大勝關(guān)大橋 0LPK 京滬高速鐵路南京大勝關(guān)大橋的實(shí)踐表明，與其他計(jì)算參數(shù)相比，京滬高速鐵路南京大勝關(guān)大橋的實(shí)踐表明，與其他計(jì)算參數(shù)相比，構(gòu)件制造長(zhǎng)度偏差是產(chǎn)生線(xiàn)形和內(nèi)力偏差的主要因素。構(gòu)件制造長(zhǎng)度偏差是產(chǎn)生線(xiàn)形和內(nèi)力偏差的主要因素。 （1 1）預(yù)制制造誤差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線(xiàn)形的影響）預(yù)制制造誤差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線(xiàn)形的影響中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集

31、團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD 倒退分析法：倒退分析法：狀態(tài)（狀態(tài)（6 6）狀態(tài)（狀態(tài)（5 5）狀態(tài)（狀態(tài)（4 4）狀態(tài)（狀態(tài)（3 3） 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法：無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法：用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量作為控制參數(shù)，用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量作為控制參數(shù)，直接求解直接求解 中間過(guò)程狀態(tài)（中間過(guò)程狀態(tài)（3 3）的內(nèi)力和位移。）的內(nèi)力和位移。 （2)2)斜拉橋安裝計(jì)算斜拉橋安裝計(jì)算N N N N N N N N N N N N N N N N

32、 N N N N N N 0KPL （6 6） （5 5） （4 4） （3 3） （2 2） （1 1） 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約計(jì)算工作量節(jié)約計(jì)算工作量50%50%以上；應(yīng)變能力強(qiáng)：以上；應(yīng)變能力強(qiáng)： 狀態(tài)（狀態(tài)（5)5)（4 4）有變化時(shí)，對(duì)狀態(tài)（）有變化時(shí)，對(duì)狀態(tài)（3 3）無(wú)影響。）無(wú)影響。要計(jì)算中間狀態(tài)內(nèi)力和位移（如過(guò)程要計(jì)算中間狀態(tài)內(nèi)力和位移（如過(guò)程 3 3 ）：）：中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING G

33、ROUP CO.LTD123567N3 N2 N1N1 N2 N3123567N3 N2 N1N1 N2 N3123567N2 N1N1 N22356N2 N1N1 N235N1N1斜拉索掛設(shè)時(shí)的張拉：索力控制（溫度影響問(wèn)題）斜拉索掛設(shè)時(shí)的張拉：索力控制（溫度影響問(wèn)題） 后期調(diào)整：索長(zhǎng)差（撥出量）后期調(diào)整：索長(zhǎng)差（撥出量）混凝土結(jié)構(gòu)收縮徐變：改變的是單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率混凝土結(jié)構(gòu)收縮徐變：改變的是單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率 理論計(jì)算時(shí)迭代解決理論計(jì)算時(shí)迭代解決 閉合問(wèn)題，預(yù)抬標(biāo)高與預(yù)制外形閉合問(wèn)題，預(yù)抬標(biāo)高與預(yù)制外形中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJO

34、R BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD “理論計(jì)算理論計(jì)算”到到 “ “實(shí)際操作實(shí)際操作”? ?施工階段監(jiān)控測(cè)試與調(diào)整：施工階段監(jiān)控測(cè)試與調(diào)整：索力、線(xiàn)形測(cè)試 在凌晨日出前進(jìn)行，避免日照的影響，同步測(cè)試結(jié)構(gòu)溫度和調(diào)查記錄橋上臨時(shí)荷載。溫度和臨時(shí)荷載標(biāo)準(zhǔn)化處理設(shè)計(jì)條件下的索力、線(xiàn)形下階段調(diào)整方案制定調(diào)整方案的實(shí)施溫度、臨時(shí)荷載？（3 3）施工過(guò)程溫度與臨時(shí)荷載影響的過(guò)濾）施工過(guò)程溫度與臨時(shí)荷載影響的過(guò)濾 斜拉索索力和主梁的安裝高程是在設(shè)計(jì)溫度條件下的計(jì)算值。斜拉索索力

35、和主梁的安裝高程是在設(shè)計(jì)溫度條件下的計(jì)算值。16.7 C 5000kN25.0 C 5100kN ? 4900kN ? ？ C ？中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD傳統(tǒng)做法傳統(tǒng)做法：澆筑澆筑1/21/2混凝土?xí)r增加一次調(diào)索?；炷?xí)r增加一次調(diào)索。問(wèn)問(wèn) 題題：混凝土澆筑數(shù)量估計(jì)偏差影響索力精度；混凝土澆筑數(shù)量估計(jì)偏差影響索力精度； 中斷混凝土澆筑，施工風(fēng)險(xiǎn)大。中斷混凝土澆筑，施工風(fēng)險(xiǎn)大

36、。CnCn - 1Cn - 2CnCn - 1Cn - 2CnCn-1Cn-2 a a）節(jié)段混凝土澆筑前狀態(tài)）節(jié)段混凝土澆筑前狀態(tài) b b）節(jié)段混凝土澆筑）節(jié)段混凝土澆筑1/21/2狀態(tài)狀態(tài)c c）節(jié)段混凝土澆筑完成狀態(tài)）節(jié)段混凝土澆筑完成狀態(tài)(4)(4)斜拉橋施工中的同步作業(yè)問(wèn)題斜拉橋施工中的同步作業(yè)問(wèn)題中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD狀態(tài)狀態(tài)( (a a)-)-狀態(tài)狀態(tài)( (c

37、 c):):荷載變化索力調(diào)整荷載變化索力調(diào)整567321200 200 200 200 200 200 567321200 200 200 200 (a)初狀態(tài)圖3 (a)(a)狀態(tài)：狀態(tài)： KKa a=P=Pa a+L+L0a0a (4) (4) (b) (b)狀態(tài)：狀態(tài)： KKb b=P=Pb b+L+L0b0b (5) (5) ? ? (c) (c)狀態(tài)：狀態(tài)： KKc c=P=Pc c+L+L0c0c (6) (6)式式(4)-(4)-式式(6) K (6) K c ca a P Pc cP Pa a + L + L0c0c -L -L0a0a (7) (7)由式由式(7)(7)可以看

38、出：可以看出： 不論經(jīng)歷如何的過(guò)程狀態(tài)(b) ，只要 PcPa 、L0c -L0a 確定，最終狀態(tài)(c)的內(nèi)力和位移都是唯一的。 解決工程實(shí)際中索力變化交叉影響，荷載變動(dòng)影響索力等問(wèn)題！解決工程實(shí)際中索力變化交叉影響，荷載變動(dòng)影響索力等問(wèn)題！567321? 200 200 ? 200 200 (b)過(guò)程狀態(tài)(c) 終狀態(tài)中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD斜拉橋調(diào)索可與斜拉橋調(diào)索可與吊

39、機(jī)、掛籃移動(dòng)吊機(jī)、掛籃移動(dòng) 模板安裝模板安裝 鋼筋綁扎鋼筋綁扎 橋面二恒施工等橋面二恒施工等并行作業(yè)！并行作業(yè)！多根拉索索力調(diào)整多根拉索索力調(diào)整中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD(5)(5)鋼絞線(xiàn)斜拉索的掛設(shè)張拉鋼絞線(xiàn)斜拉索的掛設(shè)張拉理論計(jì)算的斜拉索索力是整根索力理論計(jì)算的斜拉索索力是整根索力鋼絞線(xiàn)斜拉索是由若干單根掛設(shè)的鋼絞線(xiàn)組成鋼絞線(xiàn)斜拉索是由若干單根掛設(shè)的鋼絞線(xiàn)組成施工中怎樣施

40、工中怎樣確定單根鋼絞線(xiàn)的張拉力確定單根鋼絞線(xiàn)的張拉力？中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTD0l0l“等張力法” 首根鋼絞線(xiàn)張拉力怎樣確定？縮短錨頭長(zhǎng)度長(zhǎng)度無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法：無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法：整索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度長(zhǎng)度單根鋼絞線(xiàn)的張拉力應(yīng)是其無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度等于時(shí)的張拉力單根鋼絞線(xiàn)的張拉力應(yīng)是其無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度等于時(shí)的張拉力中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRID

41、GE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDij（6 6）主梁預(yù)制線(xiàn)形）主梁預(yù)制線(xiàn)形依據(jù)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法依據(jù)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法的基本原理，的基本原理，EIMKKiii10EIMKKjjj10EANll01iK1jKl是成橋狀態(tài)節(jié)段的長(zhǎng)度和曲率是成橋狀態(tài)節(jié)段的長(zhǎng)度和曲率則節(jié)段的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率為：則節(jié)段的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率為：主梁節(jié)段的預(yù)制線(xiàn)形應(yīng)是該節(jié)段成橋狀態(tài)的無(wú)應(yīng)力外形。主梁節(jié)段的預(yù)制線(xiàn)形應(yīng)是該節(jié)段成橋狀態(tài)的無(wú)應(yīng)力外形。中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEM

42、AJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDl2il1jl0)233(220jiijillvvlK)233(220jijijllvvlKijvv0_2)2(2ijiKlll0_2)2(2jjiKlll)2(600jiiKKl)2(600jijKKl節(jié)段預(yù)制時(shí)單元平放：節(jié)段預(yù)制時(shí)單元平放： 解得：解得： 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHON

43、GTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDijiuiuijij成橋線(xiàn)型是設(shè)定曲線(xiàn)時(shí)：成橋線(xiàn)型是設(shè)定曲線(xiàn)時(shí)：122(332)ijiijKvvlll122(332)jijijKvvlll成橋線(xiàn)型是預(yù)制拱度的一系列離散的高程數(shù)值時(shí)：成橋線(xiàn)型是預(yù)制拱度的一系列離散的高程數(shù)值時(shí)：節(jié)段曲率需用樣條插值的方法來(lái)推算。節(jié)段曲率需用樣條插值的方法來(lái)推算。1111636iiiiiiillllKKK+-+111iiiiiiyyyyll+-+-=-邊界條件邊界條件? ?中鐵大橋局集團(tuán)有限公司中鐵大橋局集團(tuán)有限公司CHINA ZHONGTIEMAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.LTDCHINA ZHO