高墩大跨连续刚构桥施工控制及病害研究

摘要

连续刚构桥有着受力合理、跨越能力大，对环境的适应能力强，行车舒适等多方面的优点，是近几十年来在国内外主要采用的桥梁结构型式之一。然而，随着其跨度的不断增大，墩高不断增加，连续刚构桥的问题也逐渐显现出来，如悬臂浇筑法施工中节段标高难以准确控制，营运期间挠度增大，腹板开裂等。
　　本文首先对国内外有关施工控制理论及技术进行了介绍与总结，并以油坊沟大桥为依托背景工程，按照正装计算方法，采用Midas/Civil软件建立有限元仿真分析模型。计算分析了施工全过程结构应力、线形的变化情况，验算了结构的受力性能及高墩稳定性。同时，对油坊沟大桥施工监控中对于监测截面的选取、测试元件的布置、影响因素的过滤等问题做出了详细的论述。将仿真分析结果作为实际施工的指导并与实时监测结果进行了详细的对比分析。在此基础上，着重分析了基于灰色预测理论按余弦曲线分配预拱度的立模标高计算方法，计算了不同时间点拆除施工临时荷载对成桥线形的影响。
　　针对大跨径连续刚构桥梁体开裂与主梁下挠严重这两大常见病害，所受影响的因素繁多，控制起来比较困难的现状。本文在查阅大量文献的基础上对导致这两种病害的因素进行了详细分析，总结出了合理的防止及补救措施。本文的研究结果表明正确的施工控制方法对这两种病害有很好的抑制作用，此外还能提高竖向预应力效应。
　　通过以上工作，研究得出由于腹板开裂、收缩徐变及预应力损失等因素的影响，使得大跨径连续刚构桥跨中下挠严重以及桥面线形成波浪形变化，因此不推荐使用公桥规按照荷载短期效应组合计算的长期挠度与预应力长期反拱值之差来设置预拱度，建议采用余弦曲线分配成桥预拱度;中跨合拢后再拆除挂篮对成桥后的边、中跨挠度都有利，可以说是比较理想的一种方案;分析表明腹板竖向预应力损失相当严重（永存应力不足60％），因此不建议完全采用竖向预应力来取代腹板弯起束。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 连续刚构梁桥概述

1．1．1 国内外连续刚构的发展

1．1．2 连续刚构桥的特点

1．2 桥梁施工控制技术

1．2．1 桥梁施工控制的发展

1．2．2 桥梁施工控制的重要性

1．3 大跨径连续刚构粱桥的常见病害

1．3．1 梁体开裂病害

1．3．2 主梁下挠严重病害

1．4 本文研究的主要内容

第二章 连续刚构桥施工控制理论

2．1 施工控制的内容

2．2 施工控制结构计算方法

2．2．1 正装法

2．2．2 倒拆法

2．2．3 无应力状态法

2．3 桥梁施工控制的影响因素

2．4 施工控制误差调整理论

2．4．1 设计参数识别法

2．4．2 卡尔曼滤波法

2．4．3 灰色理论预测法

2．5 本章小结

第三章 施工控制仿真计算

3．1 工程概况

3．2 仿真模型的建立

3．2．1 仿真模型建立的原则

3．2．2 模型建立过程

3．3 仿真分析结果

3．3．1 变形计算结果

3．3．2 应力计算结果

3．3．3 高墩稳定性分析结果

3．3．4 主要验算成果

3．4 本章小结

第四章 油坊沟大桥施工监控

4．1 施工监控工作

4．2 油坊沟大桥应力监控

4．2．1 计算控制参数的修正

4．2．2 应力监测实施

4．2．3 应力监测结果

4．3 油坊沟大桥线形监控

4．3．1 线形测点布置

4．3．2 预拱度的确定

4．3．3 立模标高的确定

4．3．4 线形监测结果

4．4 拆除施工荷载对后期挠曲的影响

4．4．1 不对称荷载拆除的影响

4．4．2 挂篮拆除对成桥线形的影响

4．5 本章小结

第五章 大跨径连续刚构桥常见病害分析

5．1 粱体开裂分析

5．1．1 大跨径连续刚构桥梁体开裂成因

5．1．2 梁体裂缝处理方法与防止措施

5．2 主粱下挠分析

5．2．1 主梁下挠成因分析

5．2．2 主梁下挠的防御措施

5．3 施工控制对抑制结构病害的影响

5．4 竖向预应力有效性分析

5．3．1 竖向预应力对梁体裂缝的影响

5．3．2 竖向预应力损失计算

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果