高墩大跨径弯连续刚构桥施工过程中的空间受力分析与变形研究

论文摘要

随着我国交通事业的大发展及西部大开发的进行，祖国西南部崇山峻岭地区将建设多条高等级公路，要求公路中所建桥梁轴线服从路线要求，在平面上呈直线或者曲线形，立面上应用高墩，以跨越深沟，提供顺畅的交通线，高墩大跨径弯连续刚构桥有着广阔的应用前景。 目前，我国在大跨径桥梁建设方面与先进国家的差距还很明显，施工方法比较落后。连续刚构的计算分析多年来一直停留在平面分析上，即使做空间分析也是局部做，如零号块空间分析、锚下局部应力分析等，极少做全结构仿真分析。目前已建成的一些大跨径连续刚构桥中出现了裂缝，结构整体效应分析不够肯定是原因之一。 随着计算机技术的发展，有限单元法在桥梁计算分析方面的应用已日臻成熟，本文在总结以前软件的基础上，主要以实体单元来模拟桥梁施工过程，分析其在施工过程中的受力变形问题。采用国家西部交通科技项目“高墩大跨径弯桥设计与施工技术的研究”成果——BridgeKF三维预应力专用分析程序，以贵州一座高墩大跨径弯连续刚构桥——朱昌河特大桥为依托，进行全结构施工仿真分析，并从保持墩高不变，改变所建模型的平曲线半径；保持平曲线半径不变，改变墩高这两方面进行仿真计算。分析弯桥在悬臂浇筑过程中，其上部结构的整体受力、零号块受力及高墩受力状态随着半径及墩高的变化而产生的变化规律，为在施工中对不同状况下的弯桥进行应力监控提供指导依据。分析弯桥在悬臂浇筑过程中，其上部结构的竖向挠度、横向位移、扭转及高墩的横向位移随着半径及墩高的变化而产生的变化规律，一般的趋势是弯桥的竖向位移是内侧大于外侧，箱梁的竖向位移、横向位移、扭转及高墩的横向位移均随着平弯半径的减小及墩高的增加而变大。计算结果表明在施工中应对不同状况下的弯桥需设置合理的箱梁扭转预拱度与桥墩侧移预拱度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土弯连续刚构桥的发展简介
• 1.2 连续刚构桥的结构特点及施工工艺
• 1.2.1 结构特点
• 1.2.2 连续刚构桥悬臂浇筑施工工艺
• 1.3 大跨弯连续刚构桥空间受力分析及变形研究的意义
• 1.4 大跨弯连续刚构桥空间受力分析及变形研究的发展现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 有限元法及桥梁仿真模型建立
• 2.1 钢筋混凝土有限元模型
• 2.1.1 空间8节点等参单元
• 2.1.2 钢筋混凝土组合单元
• 2.1.3 节点荷载
• 2.2 预应力的损失分析
• 2.3 仿真模型的建立
• 2.3.1 工程概况
• 2.3.2 建模中的几点假设
• 2.3.3 建模参数
• 2.3.4 分析内容
• 2.3.5 BridgeKF建模分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 高墩大跨弯刚构桥的空间受力分析
• 3.1 半径对弯连续刚构桥上部结构受力特性的影响
• 3.1.1 不同半径下上部结构整体应力分析
• 3.1.2 不同半径下0#块应力分析
• 3.2 墩高对弯连续刚构桥上部结构受力特性的影响
• 3.2.1 不同墩高下上部结构整体应力分析
• 3.2.2 不同墩高下0#块应力分析
• 3.3 半径对高墩受力特性的影响
• 3.4 墩高对高墩受力特性的影响
• 3.5 计算值与实测值对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 高墩大跨弯刚构桥的变形分析
• 4.1 半径对弯连续刚构桥上部结构变形的影响
• 4.1.1 不同半径下的弯连续刚构桥恒载下的竖向挠度（W）分析
• 4.1.2 不同半径下的弯连续刚构桥恒载下的横向位移（V）分析
• 4.1.3 不同半径下的箱梁扭转分析
• 4.2 墩高对弯连续刚构桥上部结构变形的影响
• 4.2.1 不同墩高下的弯连续刚构桥恒载下的竖向挠度（W）分析
• 4.2.2 不同墩高下的弯连续刚构桥恒载下的横向位移（V）分析
• 4.2.3 不同墩高下的箱梁扭转分析
• 4.3 半径对高墩横向变形的影响
• 4.4 墩高对高墩横向变形的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢