高速铁路连续梁拱组合特大桥施工仿真及主梁监控分析

摘要

连续梁拱组合桥具备梁桥和拱桥的共同优点，结构刚度大、跨越能力强，被广泛应用于高速铁路建设中。作为多次超静定结构，连续梁拱组合桥在施工过程中需进行多次体系转换，结构受力复杂，其变形及应力难以控制。同时，高速铁路桥梁的施工精度比普通桥梁要求更高，因此需要对高速铁路连续梁拱组合桥进行施工过程仿真分析并开展施工监控工作，以确保其在竣工后满足设计要求。本文以郑万高铁跨南水北调特大连续梁拱组合桥为依托工程，对该桥的主梁和拱肋进行施工仿真分析，并在此基础上，对该桥主梁开展施工监控工作。主要研究内容如下:
　　(1)高速铁路连续梁拱组合特大桥主梁施工仿真分析
　　运用有限元软件MIDAS/Civil建立大桥主梁空间模型，对主梁悬臂施工过程进行模拟，探讨施工过程中主梁的变形及应力变化规律。分析不平衡配重、预应力钢束及混凝土重量等参数对主梁施工的影响，确定其施工最不利参数。
　　(2)高速铁路连续梁拱组合特大桥拱肋施工仿真分析
　　采用MIDAS/Civil建立桥梁拱肋空间模型，对拱肋竖向转体施工过程进行模拟，分析拱肋竖转过程中提升索索力、拱肋应力及变形的变化规律，确定竖转过程中拱肋的最不利状态。运用MIDAS/Civil施工阶段联合截面功能分析压注过程中混凝土养护时间对拱肋的影响。建立竖转施工所用塔架的空间模型，研究塔顶分力对塔架最大水平位移和最大应力的影响，确定拱肋竖转过程中平衡索的索力和塔顶最大控制位移，并在拱肋竖转过程中对拱肋和塔架进行稳定性分析。
　　(3)高速铁路连续梁拱组合特大桥主梁施工监控分析
　　选用自适应法对梁拱组合大桥主梁开展施工监控工作，制订施工监控方案，计算主梁立模标高，根据应力测试过程中的影响因素修正实测应变，对比分析主梁线形和应力的实测值与理论值，对主梁施工状态进行实时监控。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 连续梁拱组合桥力学性能的研究现状

1．2．2 连续梁拱组合桥施工仿真及监控分析的研究现状

1．3 本文主要研究内容

2 连续梁拱组合特大桥主梁施工过程仿真分析

2．1 工程概况

2．1．1 结构设计简介

2．1．2 主梁施工方法

2．1．3 主梁施工难点

2．2 主梁施工过程的模拟

2．2．1 桥梁有限元模型的建立

2．2．2 计算荷载的模拟

2．2．3 边界条件的模拟

2．2．4 施工阶段的模拟

2．3 主梁施工过程仿真分析

2．3．1 主梁应力

2．3．2 主梁变形

2．4 主梁施工过程的参数分析

2．4．1 不平衡施工

2．4．2 预应力钢束参数

2．4．3 混凝土重量

2．5 本章小结

3 连续梁拱组合特大桥拱肋施工过程仿真分析

3．1 拱肋的施工方法

3．2 有限元模型的建立

3．2．1 材料参数

3．2．2 计算荷载

3．2．3 模型的建立

3．3 提升索索力分析

3．3．1 提升索竖转过程分析

3．3．2 提升索横向偏移分析

3．4 拱肋分析

3．4．1 拱肋变形计算

3．4．2 拱肋竖转过程中的受力分析

3．5 塔架平衡索索力取值分析

3．5．1 不考虑平衡索时塔架受力分析

3．5．2 平衡索索力确定

3．5．3 塔架稳定性分析

3．6 拱肋施工对主梁的影响分析

3．6．1 拱肋拼装对主梁的影响

3．6．2 拱肋竖转对主梁的影响

3．6．3 拱肋混凝土压注对主梁的影响

3．7 本章小结

4 连续梁拱组合特大桥主梁施工监控

4．1 主梁施工监控方案

4．1．1 主梁线形监控方案

4．1．2 主梁应力监测方案

4．1．3 监控难点及控制措施

4．2 主梁线形监控分析

4．2．1 主梁立模标高的设置

4．2．2 线形监控实测数据与理论值对比分析

4．3 主梁应力监控分析

4．3．1 实测应力的计算

4．3．2 应力监控实测数据与理论值对比分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢