大跨度钢箱梁顶推受力特性及监测控制研究

论文摘要

在我国顶推法施工大多运用于建造大型桥梁,具有不影响桥位处交通状况、减少施工设备、有利于生产组织、安全可靠和缩短施工工期等优点,但在顶推施工过程中主梁的受力远较采用其他常规的施工方法复杂,有必要对施工过程进行准确的模拟。本文以某三塔叠合梁斜拉桥——武汉二七长江大桥钢箱梁的顶推为工程背景,采用了大型通用有限元程序ANSYS建立全桥实体模型,分析钢箱梁顶推施工的全过程,对箱梁桥在顶推施工过程的受力与变形进行仿真计算分析,为类似工程建设提供一定的参考。综合大跨度曲线钢箱梁构造、受力和施工特点及难点,根据施工控制和实际施工的需要提出了钢箱梁顶推施工控制的关键技术。本文完成的主要工作如下:⑴本文总结了顶推法施工技术的原理、特点及分类。并对顶推施工方法的国内外研究现状进行了详细的介绍和说明。同时也总结了钢箱梁顶推施工还存在的问题。⑵详细阐述了大跨度钢箱梁的受力特点及分析方法,提出既有顶推施工仿真计算软件的不足。为钢箱梁的受力分析提出依据。并结合武汉二七大桥的特点,介绍钢箱梁顶推施工的实施过程,并针对该桥的施工工艺特点,确定施工监测与控制的重点。⑶本文通过运用大型通用有限元软件ANSYS对钢箱梁顶推施工的各个工况逐个建立三维仿真模型,根据基本工程资料,确定相关模型参数、选取合理的单元。对其受力特点进行分析,详细分析其在顶推施工过程中的内力、应力、变形以及各墩的支反力的变化情况。⑷对有限元计算的结果进行分析,确定影响顶推过程中钢箱梁受力的主要因素。⑸根据实际顶推的施工过程提出了几种监测措施,即线型控制、几何监测以及物理监测。并结合实际顶推仿真计算的结果分析得到几点二七大桥顶推施工的注意事项。为该桥的后续施工提供了坚定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 顶推施工的应用及发展
• 1.2.1 国外发展概况
• 1.2.2 国内发展概况
• 1.3 顶推施工研究现状及存在的问题
• 1.4 本文主要内容及研究意义
• 1.4.1 本文主要内容
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 本章小结
• 第二章 顶推法及钢箱梁的受力分析方法
• 2.1 顶推法简介
• 2.1.1 顶推法的原理及分类
• 2.1.2 顶推法的特点
• 2.1.2.1 顶推法的优点
• 2.1.2.2 顶推法的缺点
• 2.1.2.3 顶推法的发展特点
• 2.2 箱梁截面的受力特性及分析方法
• 2.2.1 箱梁截面的受力特性
• 2.2.2 钢箱梁分析方法
• 2.2.2.1 箱型截面的优点
• 2.2.2.2 分析方法
• 2.3 单元类型的选取及介绍
• 2.4 本章小结
• 第三章 钢箱梁顶推三维仿真模型
• 3.1 概述
• 3.2 工程背景
• 3.2.1 工程项目概况
• 3.2.2 顶推施工工艺
• 3.2.3 顶推施工流程
• 3.2.4 本工程的特点及难点
• 3.3 顶推仿真计算原理
• 3.4 三维动态仿真模型建立
• 3.5 材料特性、荷载参数及边界条件
• 3.6 本章小结
• 第四章 钢箱梁顶推仿真计算及分析
• 4.1 顶推工况的介绍
• 4.2 顶推仿真计算结果及分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 钢箱梁顶推施工安全影响及控制措施
• 5.1 概述
• 5.2 影响顶推安全的关键因素
• 5.3 顶推施工中监控措施
• 5.4 顶推施工过程注意事项
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文目录
• 附录B 攻读学位期间从事科研项目目录
• 详细摘要