大跨径斜拉桥主梁施工监控测量内容与等方法研究.doc.doc
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1、西南交通大学硕士学位论文大跨径斜拉桥主梁施工监控测量内容与方法研究姓名:黄育龙申请学位级别:硕士专业:大地测量学与测量工程指导教师:张献州20080601西南交通大学硕士研究生学位论文第页,曲,曲,:;西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口,在年解密后适用本授权书;不保密使用本授权书。(请在以上方框内打“)学位论文作
2、者签名:兹奈石日期:刎占,么,夕指导老师签名:磁驯吼伪卵一:(西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:系统地研究主梁施工监控测量内容,对各挠度变形的影响因素进行综合分析,阐述监控测量的目的与意义。根据监控测量项目的具体要求及特点,结合不同测量方法的适用范围,选择适合大跨径斜拉桥主梁施工监控测量的方法;对主梁施工监控测量
3、中所涉及的测量方法进行精度估算,结合对安庆长江大桥主梁施工监控测量成果的分析,验证所选用方法的可行性。西南交通大学硕士研究生学位论文第页概述第章绪论桥梁在交通运输中的地位建立四通八达现代化交通网,大力发展交通运输事业,对于加强全国各族人民的团结、发展国民经济、促进各地经济发展、促进文化交流和巩固国防,都具有非常重要的意义。在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中,为了跨越河流、沟谷或其他线路等各种障碍,必须修建各种类型的桥梁与涵洞,因此桥涵是交通线路中的重要组成部分。特别是在现代高等级公路以及城市高架桥道路的修建中,桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上,一般来说桥梁和涵洞的造价平均占公
4、路总造价的,而且随着公路等级的提高,其所占比例还会有所加大。在国防上,桥梁是交通运输的咽喉,在需要快速机动的现代化战争中具有非常重要的地位。随着科技的进步,工业水平的提高,社会生产力的高速发展,人们对桥梁建筑提出了更高的要求。现代高速公路上迂回交叉的立交桥,高架桥不但是规模巨大的工程实体,而且犹如一道地上“彩虹”。纵观世界各国的大城市,常以工程宏伟的大桥作为城市的标志与骄傲。桥梁已作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。国内桥梁发展简介我国是世界上文明发达最早的国家之一,在世界桥梁建筑史上我们的祖先写下了不少辉煌灿烂的篇章。浮桥方面:据史料记载,在距今约三千年的周文王时,我国就在宽阔的渭河上架过
5、大型浮桥。由于该类桥型具有架设简便快速特点,所以它常用于军事活动。汉唐以后,浮桥的运用日趋普通。现代桥梁中广为修建的多孔桩柱式桥梁,在我国春秋战国时期就普遍在黄河流域和其他地区采用,不同的只是古桥多以木桩为墩柱,上置木梁、石梁。石梁桥方面:在秦汉时期,我国已广泛修建石梁桥。世界上现在尚保存着西南交通大学硕士研究生学位论文第页的最长、工程最艰巨的石梁桥,就是我国于公元年年在福建泉州建造的万安桥(也称洛阳桥)。此桥长达,共孔,位于“波涛汹涌,水深不可测的海口江面上。此桥以磐石铺遍桥位江底,是近代筏形基础的开端;并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基,使之成为整体,是世界上绝无仅有的造桥方法。近
6、千年前就能在这种艰难复杂的水文条件下建成如此长的桥,实属中外桥梁史上的一个奇迹。年建造的福建漳州虎渡桥,也是令人惊奇的一座梁式石桥。此桥总长约,某些石梁长达,沿宽度由三根石梁组成,每根宽,高,质量达,该桥一直保存至今。历史记载,这些巨大石梁是利用潮水涨落浮运架设的。拱桥方面:举世闻名的河北省赵县的赵州桥(又称安济桥),是我国古代石拱桥的杰出代表。该桥在隋大业初年(公元年左右)为李春所创建,是一座空腹式的圆弧形石拱桥,跨径,宽,拱矢高。在拱圈两肩各设有两个跨度不等的腹拱,这样即减轻自重。节省材料,又便于排洪、增加美感。除赵州桥外,我国还有其他著名的石拱桥,如北京永定河上的卢沟桥,颐和园内的玉带桥
7、和十七孔桥,苏州的枫桥等。我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国,促进了与世界各国人民的文化交流,并增进了友谊。吊桥(悬索桥)方面:近代大跨径吊桥(悬索桥)和斜拉桥也是由古代的藤、竹吊桥发展而来的,在各国有关桥梁的历史书上,大都承认我国是最早建筑吊桥的国家。在唐朝中期,我国就从藤索、竹索发展到用铁链建筑吊桥,而西方在世纪才开始建造铁链吊桥,比我国晚了近千年。至今仍保留下来的古代吊桥有四川泸定桥县的大渡河铁索桥(),灌县的安澜竹索桥()等。泸定铁索桥跨长,宽约,由条锚固于两岸的铁链组成。而安澜桥是世界上最著名的竹索桥,全长,分孔,最大跨径约,全桥由跟竹索组成,其中桥面索和扶栏索各半,每根竹
8、索粗,用细竹篾编织而成。在我国古桥建筑中,尚值得一提的是广东潮安县横跨韩江的湘子桥(又名广济桥)。此桥始建于公元年,全桥长,总共个墩台孔,上部结构有石拱、木梁、石梁等多种形式,还有用条浮船组成的长达的开合式浮桥。设置浮桥的目的,一方面是适应大型商船和上游木排的通过,另一方面也避免了过多的桥墩阻塞河道,以至加剧桥基冲刷而造成的水害。这座世界上最早的开合式桥,论石桥之长、石墩之大、桥型之多、施工条件之难和工程历时之久,都是古代桥梁史上所罕见的。西南交通大学硕士研究生学位论文第页我国古代桥梁建筑曾取举世公认的成就。但自年鸦片战争后,由于帝国主义列强的侵入,社会制度的腐朽,民不聊生,桥梁建筑的发展也停
9、滞不前。解放前,我国交通事业落后,可供通车的公路里程少,质量低劣。公路桥梁绝大多数为木桥,年久失修,破烂不堪。虽然也修过一些公路钢桁梁桥、吊桥合钢筋混凝土拱桥,但与世界上桥梁建筑的技术水平相比,仍处于非常落后的状态。中华人民共和国成立后,随着社会主义社会建设的向前发展,桥梁建设同各条战线一样,也出现了突飞猛进的局面。年,第一座长江大桥武汉长江大桥的胜利建成,结束了我国万里长江无桥的状况,标志我国的现代化桥梁技术水平提高到了一个新的起点。大桥的正桥为三联的连续钢桁梁,双线铁路,上层公路桥面宽,两侧各设人行道,包括引桥在内全桥总长。年我国又建成了举世瞩目的南京长江大桥,这是我国自行设计、制造、施工
10、,并使用国产高强钢材的现代化桥梁。正桥除北岸第一孔为的简支钢桁梁外,其余为孔联,每联为的连续钢桁梁。上层为公路桥面,下层为双线铁路。包括引桥在内,铁路部分全长,公路部分为。桥址处水深流急,河床地质极为复杂,大桥桥墩基础的施工非常困难。南京长江大桥的建成,显示了我国的建桥事业已达到了世界先进水平,也是我国桥梁史上又一个重要标志。目前,我国最大跨度的公铁两用钢桥,为年建成的九江长江大桥,主跨为。我国的拱桥有悠久的历史。世纪至年代修建了大量经济美观的石拱桥,其中跨径最大的是云南省的南盘江长虹桥,跨径。之后跨径记录一再刷新,年建成的湖南省凤凰县乌巢河大桥跨径达到。除石拱桥外,我国还创建和推广了不少新颖
11、的拱桥结构,如年创建的双曲拱桥,它具有用料省、造价低、施工简便和外形美观等优点,很快在全国公路上得到应用和推广,对加快我国公路桥梁的建设速度,起了很大作用。此外,全国各地还因地制宜创建了其他一些各具特色的拱式桥梁,其中推广较快的有江、浙一带修建的钢筋混凝土桁架拱桥和刚架拱桥、其特点是上部结构自重小,适合于在软土地基上建造;山东的两铰平板拱、河南修建的双曲扁拱、山西与甘肃修建的扁壳拱、广东修建的悬砌拱、广西修建的薄壳拱、湖南修建的圬工箱形拱和石砌肋板拱等新桥型在结构或施工上也各具特色。西南交通大学硕士研究生学位论文第页在拱桥的施工技术方面,除了有支架施工外,对于大跨径拱桥,目前广泛采用无支架施工
12、、转体施工、刚性骨架施工法等。年建成的万县长江大桥,此桥是用钢管混凝土劲性骨架作为拱架施工的箱形拱桥,全长,主跨为,跨径居目前世界上同类型桥梁之冠。矢跨比为,拱上结构为孔预应力简支梁(南孔,北孔)。桥面连续,宽,设行车道和人行道。主桥下为一()级航道。钢筋混凝土预应力的梁式桥,在我国也获得了很大发展。对于中小跨径的桥梁,已广泛采用装配式的钢筋混凝土及预应力混凝土板式或型梁桥的定型设计,不但经济适用,并且施工方便,能加快建桥速度。年建成的洛阳黄河公路大桥,为跨径的预应力混凝土简支梁桥,全长达。目前,我国最大跨径的预应力混凝土简支梁桥是年建成的浙江瑞安飞云大桥,跨径。除简支梁桥以外,近年来我国还修
13、建了多座现代化的大跨径预应力混凝土悬臂梁桥和连续梁桥。年建成的重庆长江大桥,为主跨的型刚构桥。年建成的云南怒江桥,为主跨的连续梁桥。年建成的黄石长江公路大桥,主跨为的连续刚构桥。而年建成的广东虎门大桥,由东引桥、主航道桥、中引桥、辅航道桥及西引桥五部分组成、大桥全长,桥宽。辅航道桥为主跨的连续刚构桥,为当今同类型桥梁的世界最大跨径。它标志我国预应力混凝土桥梁的建设水平已跨入世界先进行列。近年来在世界桥梁建筑中蓬勃发展的现代斜拉桥,是结构合理、跨越能力大、用材指标低且美观的先进桥型。年我国开始建造斜拉桥。从云南省云阳汤溪河桥到上海市的南浦大桥、杨浦大桥,历时年建造了余座,跨径从到。年建成的当时世
14、界上跨进最大的结合梁斜拉桥杨浦大桥,主跨为。杨浦大桥的成功兴建,标志我国的斜拉桥技术已迅速赶上了世界的先进水平、不但促进了全国范围内建造大跨度斜拉桥的新高潮,也迎来了建造大跨度悬索桥新形势。目前我国己成为世界上拥有斜拉桥最多的国家,在世界前大著名斜拉桥排名榜上,中国有座。跨度以上的斜拉桥全球仅有座,中国占了座。其中南京长江二桥(年)以主跨创当时国内斜拉桥之最,之后的南京长江三桥再次将主跨跨径加长到。年竣工香港昂船洲大桥,主跨跨径已突破,达、年月建成通车的江苏苏通大桥,主跨跨径为,刷新世界同类型桥梁之最。建成后的苏通大桥西南交通大学硕士研究生学位论文第页将拥有四个世界之最:一是跨径最大,目前世界
15、上已建大跨径斜拉桥有日本多多罗大桥主跨、香港昂船洲大桥主跨,苏通大桥跨径,建成后将成为世界最大跨径斜拉桥;二是基础最深:主墩基础由根长约、直径的钻孔灌注桩组成,承台长、宽,是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础;三是“最高桥塔”:苏通大桥桥塔为高的混凝土塔,昂船洲大桥桥塔高,比多多罗大桥()高,为世界最高桥塔;四是“最长拉索:苏通大桥最长拉索为,最大重量为,比多多罗大桥斜拉索长多米,为世界最长斜拉索。苏通大桥建成后,具有十分重的经济战略意义。建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展,缓解过江交通压力、改善长江安全航运条件等都具有十分显著的作用。苏通大桥的建造,将缩短南通与上海和
16、苏南距离,使南通直接进入上海经济圈,接受上海经济的辐射和产业转移,为南通和江苏苏中、苏北地区的工业化、城市化和现代化建设注入新的活力。同三(黑龙江省同江市至海南省三亚市)国道将从苏通大桥通过,为太平洋西岸黄金走廊的畅通创造条件。国外桥梁发展简介纵观国外桥梁建设发展的历史,对于促进和发展现代桥梁有深远影响的是继意大利文艺复兴后世纪在英国、法国和其他欧洲国家兴起的工业革命。它推动了工业的发展,从而也促进了桥梁建筑技术方面空前的发展。年起,法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥。大约在年,德国建造了第一批采用硅酸盐水泥作为胶结材料的混凝土拱桥。世纪初,法国建成了戴拉卡混凝土箱形拱桥跨度达。目前最大
17、跨径的石拱桥是年瑞典建成的绥依钠松特桥,跨度为。钢筋混凝土桥的崛起,要追溯到年法国的约瑟夫莫尼尔首创建成的一座拱式人行桥。由于有石拱桥的技术和建筑艺术为基础,加之钢筋混凝土突出的受压性能,所以钢筋混凝土拱桥的兴起,一开始就十分引人注目。从世纪末到世纪年代间,钢筋混凝土拱桥无论在跨越能力、结构体系和主拱圈的截面形式上均有很大发展。由法国费莱西奈教授设计,于年建成的孔拱桥和年瑞士建造的跨径的桑独桥,均达到了很高的技术水平。后者作为此中拱桥的跨度纪录,一直保持到年澳大利亚悉尼港柏拉马塔河桥的问世。年南斯拉夫用无支架悬臂施工方法建造了跨径为的克尔克西南交通大学硕士研究生学位论文第页大桥,突破了的世界纪
18、录。国外在发展钢筋混凝土桥的同时,也修建了一些钢筋混凝土梁式桥,但限于材料本身所固有的力学特性,梁式桥的跨径远逊于拱桥。直至年法国著名工程师费莱西奈经过年研究,使预应力混凝土付诸实施后,新颖的预应力混凝土梁首先在法国与德国以异乎寻常的速度发展起来。世纪年代以后,特别是年代以来,随着高速公路交通的迅速发展,要求行车平顺舒适,连续粱桥得到了迅速的发展。世纪年代前,预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系,但由于当时主要采用满堂支架施工,费工费时,限制了它的发展,跨径都在百米以内。年代后,悬臂施工方法的出现加速了连续梁桥发展步伐。结构的悬臂体系和悬臂施工方法相结合产生了型刚构,但是这种结构由于中间带
19、铰,加之对混凝土徐变、收缩变形估计不足,又因温度影响等因素使结构在铰处形成明显折线变形状态,对行车不利,在这种情况下预应力混凝土连续刚构桥应运而生,并得到较快的发展。世纪年代,随着对刚构体系受力特性认识的不断深入和悬臂施工方法的日趋完善,大中跨径预应力连续刚构方案获得了新的竞争力,逐步在跨径范围内占主导地位。迄今为止,世界上建成主跨大于的预应力连续刚构桥已经超过座。目前国外公路桥梁中跨径最大的预应力混凝土连续刚构桥为挪威桥及其姊妹桥桥,主跨跨径分别为和:铁路桥跨径最大的是葡萄牙桥,主跨达。现代大型桥梁中,斜拉桥己成为大跨径桥梁的主要桥型之一,并在跨度,范围内占据着绝对优势。自年第一座当代钢斜拉
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