大跨度连续梁桥施工监控及剪力滞效应研究

论文摘要

近年来,随着交通事业的迅速发展和连续梁桥行车平稳舒适及跨越能力大的优点,连续梁桥已成为我国预应力混凝土大跨径桥梁的主要桥型之一,悬臂施工也成为现代大跨度桥梁建造的主要施工方法。而在混凝土自重、预应力、温度、桥面施工荷载等荷载的共同作用下,悬臂梁体处于不断变化中。为了确保桥梁正常合拢以及成桥线形符合设计要求,必须对该桥梁上部结构进行施工力学分析及现场施工控制。本文以车站北路浏阳河大桥为工程背景,结合浏阳河大桥设计要求和施工特点,采用有限元分析软件对施工阶段进行精确的仿真分析,给出每个悬臂浇筑阶段的内力和变形。并结合浏阳河大桥监控过程对一些敏感性因素的测试,研究这些参数对主梁线形的影响。通过比较分析,发现日照温度对结构线形影响比较显著,施工立模以及挠度测量都要避免温度影响。对施工过程桥梁结构各部分的变形量进行监测与监控,是确保桥梁结构顺利合拢以及成桥结构线形符合设计要求的重要途径。而随着节段施工的进行,几乎无法消除已施工梁段出现的误差,而且随着悬臂的伸长,各种因素累计误差亦越来越明显,因此对下一阶段的状态预测就显得尤为重要。本文阐述了浏阳河大桥变形监测的具体实施,以及具体说明灰色控制理论在施工监控具体应用。浏阳河大桥最后合拢误差精度高,线形平顺,说明灰色理论在连续梁桥施工控制中具有很强的实用性。“剪力滞效应”历来是桥梁工程中极为关注的一个问题。本文首先研究“三杆比拟法”原理在求解变截面连续梁剪力滞系数中的具体应用,然后针对浏阳河大桥变截面的特点探讨单元网格密度、腹板以及底板厚度等参数对箱梁剪力滞效应的影响。最后以最大悬臂施工状态为对象,运用ANSYS里的APDL语言,编制预应力结构分析程序,研究不同荷载效应对剪力滞效应的影响。预应力对结构影响比较显著,对于复杂截面应采用空间有限元分析,同时预应力索应进行优化设计,使截面应力均匀。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 预应力混凝土连续梁桥概述
• 1.1.1 预应力混凝土连续梁桥的发展概况
• 1.1.2 预应力混凝土连续梁桥的施工特点
• 1.2 桥梁施工监测与控制
• 1.2.1 桥梁施工监控的发展概况
• 1.2.2 桥梁施工监控的重要性
• 1.2.3 连续梁桥施工监控任务
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 施工控制敏感性参数分析
• 2.1 概述
• 2.2 浏阳河大桥计算模型
• 2.2.1 浏阳河大桥简介
• 2.2.2 浏阳河大桥主要设计参数
• 2.2.3 浏阳河大桥计算模型的建立
• 2.3 结构敏感性参数分析
• 2.3.1 结构自重的影响
• 2.3.2 结构刚度的影响
• 2.3.3 预应力误差的影响
• 2.3.4 日照温度的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 悬臂施工中线形控制实施以及误差预测调整
• 3.1 概述
• 3.2 悬臂施工立模标高的确定及挠度监测
• 3.2.1 悬臂施工立模标高的确定
• 3.2.2 施工过程中挠度的监测
• 3.3 灰色理论预测系统简介
• 3.4 误差预测方法在浏阳河大桥中的应用
• 3.4.1 灰色预测系统的具体应用举例
• 3.4.2 浏阳河大桥施工控制结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 剪力滞效应研究
• 4.1 概述
• 4.2 变截面连续梁剪力滞效应的三杆比拟法
• 4.2.1 三杆比拟法计算思路
• 4.2.2 变截面连续梁剪力滞效应的求解
• 4.2.3 三杆比拟法具体应用
• 4.3 变截面连续梁剪力滞效应的参数分析
• 4.3.1 有限元网格密度对剪力滞效应的影响
• 4.3.2 加腋构造对剪力滞效应的影响
• 4.3.3 腹、底板厚度对剪力滞效应的影响
• 4.4 荷载对箱梁剪力滞效应的影响
• 4.4.1 预应力荷载模型
• 4.4.2 不同荷载效应对箱梁剪力滞效应的影响
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 浏阳河大桥上下幅成桥线形
• 附录B ANSYS计算程序