多跨连续刚构桥施工控制技术研究

论文摘要

预应力混凝土连续刚构桥具有整体性好、行车舒适、施工方便等优点,在西部山区高速公路中得到广泛应用。近年来,又陆续出现了多跨连续刚构桥,与常规的三跨连续刚构桥相比,长期作用下由混凝土收缩、徐变引起的主梁和桥墩偏位大；同时,多跨连续刚构桥存在多种合龙方式及顶推问题。施工监控的目的是通过对关键部位和施工工序的严格监控,准确预测和及时调整梁端立模标高,优化施工方案和施工工艺,确保大桥安全、桥梁结构线形和内力状态在设计和规范容许范围内。本文以何家坝大桥为工程依托,对大跨径多跨连续刚构桥的施工控制技术进行了分析研究。本文扼要介绍了连续刚构桥施工监控的基本理论和控制方法,比较了预测控制法和事后控制法的优缺点,并对影响施工控制的因素进行了总结分析。针对何家坝大桥为多跨连续刚构桥的特点,开展了施工控制理论计算,提出用余弦曲线法设置主梁预拱度；结合该桥长期作用下桥墩和主梁变形大的特点,为确保长期运营阶段的大桥安全,提出了两种不同的合龙顶推方案,应用桥梁博士程序,进行了详细的分析,在此基础上推荐边跨→中跨→次中跨的合龙顺序,应用回归方法,给出了不同合龙温度下的顶推力值,并应用到何家坝大桥的施工监控中。何家坝大桥监控成果表明,主梁合龙时的梁端高程差控制在1cm以内,主梁线形控制良好,控制截面实测应力与理论计算值吻合较好,达到了施工监控的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 多跨连续刚构桥在国内外发展现状
• 1.2 多跨预应力混凝土连续刚构桥的特点
• 1.2.1 构造特点
• 1.2.2 受力特点
• 1.3 多跨连续刚构桥施工方法
• 1.3.1 支架施工法
• 1.3.2 悬臂施工法
• 1.4 连续刚构桥施工控制技术研究现状
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 施工控制的意义
• 1.6 本文研究的主要内容
• 第二章 预应力混凝土连续刚构桥施工监控理论
• 2.1 概述
• 2.2 预应力混凝土连续刚构桥监控内容
• 2.2.1 主梁线形控制
• 2.2.2 控制截面应力
• 2.2.3 结构稳定性控制
• 2.2.4 安全控制
• 2.3 预应力混凝土连续刚构桥监控影响因素
• 2.3.1 结构参数
• 2.3.2 施工工艺
• 2.3.3 施工监测
• 2.3.4 结构计算模型
• 2.3.5 施工管理
• 2.3.6 温度变化
• 2.3.7 材料收缩、徐变
• 2.4 施工控制的方法
• 2.4.1 预测控制法
• 2.4.2 事后控制法
• 2.4.3 无应力状态分析法
• 2.5 施工控制中的误差调整
• 2.5.1 参数识别与调整
• 2.5.2 卡尔曼滤波法
• 2.5.3 最小二乘法
• 2.5.4 灰色理论法
• 2.6 施工监控流程
• 2.7 本章小结
• 第三章 多跨连续刚构桥施工监控计算
• 3.1 概述
• 3.2 挂篮预压
• 3.2.1 挂篮预压试验的目的
• 3.2.2 挂篮变形的计算
• 3.3 预拱度设置及分配方法
• 3.3.1 影响预拱度的主要因素
• 3.3.2 施工预拱度的原理和计算方法
• 3.3.3 成桥预拱度的原理和计算方法
• 3.4 计算参数的识别
• 3.4.1 主梁混凝土容重的识别
• 3.4.2 桥面垫平层混凝土换算容重
• 3.4.3 混凝土弹模
• 3.5 合龙顶推与配重控制
• 3.5.1 合龙顶推
• 3.5.2 配重的控制
• 3.6 本章小结
• 第四章 施工监测系统
• 4.1 概述
• 4.2 挠度监测的方法
• 4.2.1 挠度的类型及其变化特征
• 4.2.2 温度变化对挠度的影响
• 4.2.3 挠度观测的方法
• 4.3 施工监测系统
• 4.3.1 主梁结构部分设计参数的测定
• 4.3.2 主梁结构变形监测
• 4.3.3 主梁应力监测
• 4.3.4 温度场观测
• 4.3.5 混凝土弹模、容重及收缩、徐变系数的测试
• 4.3.6 管道预应力摩阻损失的测定
• 4.4 测试数据分析
• 4.4.1 应力数据处理
• 4.4.2 变形数据处理
• 4.4.3 温度数据处理
• 4.5 控制精度及阶段施工要求
• 4.5.1 施工总体要求
• 4.5.2 施工控制精度
• 4.5.3 阶段施工验收
• 4.6 本章小结
• 第五章 何家坝大桥施工监控与分析
• 5.1 何家坝大桥概况
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 监控依据
• 5.2 监控方案
• 5.3 有限元模型的建立
• 5.4 立模标高的确定
• 5.4.1 挂篮变形
• 5.4.2 设计预拱度的设置
• 5.4.3 立模标高计算实例
• 5.5 应力的检测
• 5.5.1 应力监测
• 5.5.2 测试仪器的选择
• 5.5.3 测点布置
• 5.5.4 应力的计算
• 5.6 主跨合龙与控制
• 5.6.1 合龙方案
• 5.6.2 顶推量的确定
• 5.7 何家坝大桥施工监控成果与分析
• 5.7.1 合龙线形控制
• 5.7.2 合龙应力控制
• 5.7.3 标准块施工应力监测与实测值比较
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文取得的主要成果
• 6.2 存在的问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文情况