北江特大桥的施工监控仿真分析与研究

论文摘要

随着桥梁技术的不断提高,桥梁的结构形式出现了多种变化。形式的不断丰富都脱离不了桥梁的结构安全、可靠、耐用这三个重要性能指标。为了达到桥梁结构安全、可靠、耐久、舒适的运营理念,其关键在于对大型桥梁建造实施监测监控的过程。本文从如下几个方面展开对桥梁施工监控的研究:首先以MIDAS/Civil软件作为主要分析软件,对北江特大桥的桥梁总体结构进行三维空间有限元进行模拟。在掌握施工控制理论的基础上对有限元运算进行熟悉以及实践操作。有限元方法的引入使桥梁施工控制更精确,同时引入SAP2000软件作为辅助软件,计算成桥阶段的桥梁结构应力、以及桥梁变形、桥梁影响线、以及对桥梁摩阻试验阶段所需要的压力传感器的实体单元模拟。起到对MIDAS/Civil软件计算结果进行校核以及补充作用。运用多种有限元软件,对各个软件之间的计算数值进行校核,从而对计算精确性的提高有极大帮助。其次通过施工控制中的线形监测与应力监测,运用各种测量手段和测量仪器得到精确的监控数据。通过施工控制理论分析数据,得到影响标高控制的主要参数,并结合有限元分析的理论值对比分析,对施工过程中的标高控制,预应力张拉发出控制指令。通过北江特大桥预应力钢束摩阻试验,对试验所得到的数据进行理论分析以及计算之后而得到摩阻系数,从而对施工预应力的张拉提出参考性的意见和建议。总体来看,北江特大桥在施工过程中,结构实际测量应力结果以及变化趋势符合理论变化规律,与理论计算接近。建议后期加强对大桥的应力监测,保证桥梁的结构处于安全状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 施工监测监控意义和目的
• 1.2 施工控制原理与方法
• 1.3 施工监控内容
• 1.3.1 施工监控计算
• 1.3.2 施工监控测试
• 1.3.3 施工监控误差分析与调整
• 1.4 施工监控组织
• 1.5 本文研究的主要内容
• 1.6 北江特大桥概况
• 1.7 本章小结
• 第2章 施工监控仿真计算分析
• 2.1 主桥悬臂施工阶段仿真计算分析
• 2.1.1 施工监控计算方法
• 2.1.2 监控计算软件
• 2.1.3 计算模型的建立
• 2.1.4 仿真计算结果
• 2.2 挠度与应力理论值
• 2.2.1 挠度变化理论值
• 2.2.2 应力分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 大桥结构线形监测、监控分析
• 3.1 线形监测概况
• 3.1.1 箱梁线形的控制程序
• 3.1.2 墩顶测量和基准点设立
• 3.1.3 线形测量方法
• 3.2 箱梁0 号块高程控制点设置
• 3.3 主桥合拢前线形监测结果分析
• 3.4 全桥合拢后主桥线形监测结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 结构应力监测、监控分析
• 4.1 应力测试简述
• 4.1.1 应力测量
• 4.1.2 混凝土截面应变观测方法
• 4.1.3 传感器的选择
• 4.1.4 传感器布置方案
• 4.1.5 钢弦应变计埋设
• 4.1.6 箱梁结构应力测量
• 4.1.7 应力测试误差分析
• 4.2 全过程施工状态下应力监测
• 4.2.1 全过程施工阶段结果
• 4.2.2 合拢段应力分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 成桥仿真分析
• 5.1 成桥阶段仿真
• 5.1.1 软件介绍
• 5.1.2 计算模型的建立
• 5.1.3 仿真计算结果
• 5.2 内力影响线分析
• 5.2.1 内力影响线的基本概念
• 5.2.2 计算影响线
• 5.3 SAP2000 实体单元在北江特大桥预应力钢束摩阻实验中的运用
• 5.3.1 SAP2000 中的轴对称实体单元
• 5.3.2 北江特大桥预应力管道摩阻实验
• 5.3.3 试验现场布置
• 5.3.4 压力传感器的设计
• 5.3.5 压力传感器的原理
• 5.3.6 试验过程及试验数据处理
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结及展望
• 6.1 课题结论
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢