葫芦山湾跨海大桥主桥施工仿真分析和施工控制的研究

论文摘要

飞鸟式中承式提篮拱桥施工工艺复杂,施工仿真分析和施工控制的研究日显重要。国内关于钢管混凝土拱肋的飞鸟式提篮拱桥的研究较多,而使用钢箱单拱作为承重构件时,关于拱肋稳定性、施工吊杆张拉力的确定和参数识别与预测等问题的深入研究和推广应用比较少。本文采用桥梁博士建立桥梁结构的平面有限元模型,分析整个施工过程。对结构在各施工阶段下的应力、变形进行复核。使用MIDAS建立结构空间有限元模型进行同步复核。通过比较多种确定成桥吊杆索力的理论和方法,最终采用刚性支承连续梁法,确定吊杆成桥索力；结合桥梁现场实际施工情况,对吊杆安装、张拉方案进行优化、比选,采用影响矩阵法确定各吊杆施工安装索力；基于弦振动原理,采用频率法测定各吊杆索力,同时在指定吊杆上安装穿心式压力传感器,复核测量吊杆索力；基于最小二乘法原理进行参数识别,进行参数敏感度分析和参数偏差修正。综合平面有限元模型和空间有限元模型计算结果,并结合现场实际施工条件,确定吊杆安装、张拉方案；严格按照吊杆施工指令,对整个吊杆安装,索力张拉过程进行监控,并且对主梁和拱肋的各控制断面的应变和位移进行监测。主梁和拱肋的成桥线形满足设计要求,达到全面有效的施工监控,从而保证拱桥施工的安全,而且得到大量很有价值理论数据和实测数据,为深度分析和研究提供了有利条件,在相似的桥梁施工控制研究方面具有参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 拱桥概述
• 1.2 桥梁施工控制和施工仿真分析的概述
• 1.2.1 桥梁施工控制研究概述
• 1.2.2 桥梁施工仿真分析概述
• 1.3 文章背景工程概述
• 1.4 本文研究的意义
• 第2章 桥梁施工控制原理和方法
• 2.1 施工控制的目的和意义
• 2.2 施工监控的原则与方法
• 2.3 施工监控的内容
• 2.4 葫芦山湾跨海大桥主桥施工监控内容及方法
• 2.4.1 位移监控内容及方法
• 2.4.2 应力监测内容及方法
• 2.4.3 索力监测内容及方法
• 2.4.4 温度场监测内容及方法
• 第3章 葫芦湾大桥施工过程有限元分析
• 3.1 有限元分析理论
• 3.2 大桥结构参数和施工过程
• 3.2.1 大桥结构参数
• 3.2.2 大桥主桥施工方法与流程概况
• 3.3 吊杆张拉过程模拟
• 3.3.1 吊杆张拉力的确定
• 3.3.2 吊杆张拉方案设计
• 3.4 有限元模型的建立
• 3.4.1 基于桥梁博士平面模型建立
• 3.4.2 基于MIDAS空间模型建立
• 第4章 葫芦山湾大桥现场监测数据分析
• 4.1 主梁施工仿真及控制
• 4.1.1 主梁位移监测数据及分析
• 4.1.2 主梁应变监测数据
• 4.1.3 主梁应力分析
• 4.2 拱肋控制
• 4.2.1 拱肋位移监测数据及分析
• 4.2.2 拱肋应变监测数据
• 4.3 吊杆张拉控制
• 4.3.1 吊杆张拉过程索力分析
• 4.3.2 各吊杆成桥索力分析
• 4.4 参数识别
• 4.4.1 结构偏差的定义
• 4.4.2 多参数间接偏差识别
• 4.4.3 桥梁施工控制中的状态预测
• 4.4.4 参数识别与状态预测的关系
• 4.5 误差分析
• 第5章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
• 作者简介
• 在读期间发表的学术论文
• 致谢