大跨度预应力混凝土桁式组合拱桥拆除技术研究

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桁式组合拱桥结构体系、构造设计不够合理,出现了很多问题,很多老桥面临被拆除重建的境况。而旧桥拆除难度大、风险高,又缺乏拆除施工可供参考的资料,故研究逆序拆除法是十分必要的。本文以某主跨150m预应力混凝土桁式组合拱桥为依托,以数值模拟为主要研究手段,对此类桥梁的拆除方法进行研究,主要研究成果如下:(1)按照“先建后拆”的思路,设计了钢管混凝土拱支承拆除桁式组合拱桥的施工方案,拟定拆除工序,探讨了拆除施工关键技术,并结合有限元软件对旧桥整个拆除过程进行静力及稳定性分析。结果表明,开拱前拱顶轴力为136.5k N(受压),应力为0.9MPa(受拉),开拱前后下挠约7mm,且最小弹性稳定性系数为15.23。拆除过程中新旧桥受力均匀、变形平缓、索力整体较小,保证了整个拆桥过程的施工安全,为类似桥梁拆除提供了集约化的新思路、新方法。(2)按照“后建先拆”的思路,构思了斜拉扣挂缆索吊装拆除桁式组合拱桥的施工方案,并利用有限元软件模拟同一个拆除过程。结果表明,开拱前拱顶轴力为125.3k N(受压),应力为1.4MPa(受拉),开拱前后下挠约22mm,且最小弹性稳定性系数为10.83;拆除过程中旧桥最大拉应力、最大压应力和最大步骤位移分别为5.3MPa、20.2MPa、33mm;拆除过程中最大索力值为858k N。此方法是一种常规且安全的施工方法,具有普遍性和适用性。(3)通过对优化前两种拆除方案对比研究,可得钢管混凝土拱支承拆除方案在依托工程中更占优势,但在施工条件和拆除旧桥跨径上具有一定的局限性。(4)对上述旧桥拆除顺序进行优化设计及对比研究,可得钢管混凝土拱支承拆除方案在依托工程中仍更占优势,而斜拉扣挂缆索吊装拆除方案较优化前其优势进一步凸显。
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