连续刚构桥跨中下挠预防及控制

论文摘要

在近几年里,连续刚构桥技术和结构得到了快速的发展,但在运营中多数大跨度连续刚构桥主梁过度下挠,影响到车辆运行的平稳性,甚至导致裂缝的产生,影响桥梁的安全性。而导致连续刚构桥跨中下挠和开裂的原因主要存在于设计参数的选取、施工线形标高控制等多方面因素。设计是桥梁工程的先导,桥梁方案设计从整体上决定了桥梁工程的使用性能。大型桥梁工程方案设计的失误和不足将造成巨大的损失,这种损失在随后的详细设计阶段和施工阶段以及运营阶段都是难以弥补的。而造成这些失误的因素有：(1)自重,(2)桥梁材料特性。自重荷载在大跨径桥梁结构荷载中占80%以上,长期高比例的自重荷载导致跨中下挠持续增长、箱梁裂缝不断增多。高强混凝土收缩徐变大,对高强混凝土收缩徐变机理认识不充分,也会出现与理论计算不符的下挠。决定自重及材料特性对挠度影响大小的是一些设计参数的取值问题。本文主要在前人研究基础上,分析总结主梁梁底曲线形式、薄壁墩墩高、壁厚、高跨比、孔跨比等因素对刚构桥的影响。施工控制是对桥梁工程性能的最后一次把关,大跨度连续刚构箱梁施工过程复杂,材料的力学性能、荷载,力学模型均有时变性。需要现场监控和模拟分析计算才能保证成桥线形符合设计要求。影响桥梁线形监控的因素主要为箱梁挠度变形。本文在综合国内外大跨度连续刚构箱梁桥上部结构监控技术的基础上,结合了G65包茂高速常家河特大桥主桥施工监控实例展开课题研究。(1)在前人研究基础上,分析总结梁底曲线形式、高跨比、孔跨比等因素对刚构桥的影响。(2)采用前进分析计算与后退分析计算结合,运用MIDAS/CIVIL专用分析软件,建立了分析监控模型,给出挠度分析计算结果。(3)对悬臂浇筑挂篮及0#块支架的挠度、应力进行分析计算,以便于进一步对箱梁挠度分析,并验证施工安全性。(4)简述最小二乘法在桥梁施工控制中的应用,对常家河特大桥控标高调整和预测,提出箱梁线形控制的主要结论。(5)对未来连续刚构箱梁桥的建造提出若干建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出与意义
• 1.1.1 结构缺陷与探索
• 1.1.2 设计参数研究背景
• 1.1.3 施工控制的发展与连续刚构桥施工控制的作用
• 1.2 施工控制依托工程
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 研究的主要内容
• 第二章 结构设计参数的选取
• 2.1 主梁梁底曲线的选取
• 2.2 高跨比选取分析
• 2.3 边中跨比及取值
• 第三章 连续刚构桥施工过程模型分析
• 3.1 结构分析的方法
• 3.2 施工控制模型的建立
• 3.2.1 工程背景
• 3.2.2 施工工序及模型单元划分
• 3.2.3 约束条件
• 3.2.4 材料特性
• 3.3 挠度及应力的模型分析结果
• 第四章 0号块施工托架变形分析
• 4.1 托架方案
• 4.2 托架计算说明
• 4.2.1 主要计算参数
• 4.2.2 托架荷载计算
• 4.2.3 计算模型
• 4.2.4 托架挠度模型分析
• 4.2.5 托架强度模型分析
• 4.2.6 稳定性分析
• 4.3 总结
• 第五章 挂篮的变形分析
• 5.1 常家河特大桥工程概述
• 5.2 设计依据
• 5.3 荷载组合
• 5.4 计算中对传力作如下的假定
• 5.5 加载计算方法
• 5.5.1 1#块施工挂蓝
• 5.5.2 13#块施工挂蓝
• 5.6 计算模型
• 5.6.1 1#块挂篮的主要构件刚度分析
• 5.6.2 1#块挂篮主要构件强度分析
• 5.6.3 挂篮主要构件的稳定性分析
• 5.7 挂篮变形修正
• 5.8 总结
• 第六章 大跨度连续刚构桥施工标高线形控制
• 6.1 标高线形控制的主要内容
• 6.1.1 挠度变形的观测
• 6.1.2 承台及基础下沉量监控
• 6.1.3 混凝土容重,弹性模量实验
• 6.1.4 温度测定
• 6.2 预拱度设置
• 6.2.1 成桥预拱度设置方法
• 6.2.2 规范对预拱度设置的规定
• 6.2.3 合理预共度的设置
• 6.2.4 主桥预拱度
• 6.3 参数估计及误差分析
• 6.3.1 最小二乘法在桥梁施工控制中的应用
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢