大吨位非对称预制箱梁吊装施工监测试验分析

摘要

对预应力混凝土连续梁桥的调查发现，混凝土结构的开裂问题较为突出，这些裂缝严重降低了桥梁的承载能力和耐久性能。因此，在桥梁的施工建设过程中进行施工监测已变得十分重要。
　　本文研究依托于杭甬高速连接线工程，使用Midas/Civil和ANSYS两种有限元软件，分别建立梁单元有限元模型和实体单元有限元模型，进行关键工况下的箱梁整体及局部受力情况进行模拟计算分析。同时，对预制箱梁在场地内吊装以及搬运过程中箱梁关键截面及吊点区域应力、应变状态进行监测。综合实测数据与理论计算数据，对箱梁在该过程中的受力状态进行分析，主要研究成果如下：
　　（1）将试验实测应力值、模拟计算应力值及规范允许应力进行比较分析，可以得出，实测应力值与理论计算应力值较为吻合，且都在规范允许范围内。这表明，使用这两种单元建立的有限元模型可以满足应力计算的需要，本项目所采用的吊装施工工艺可以保证施工的安全，满足箱梁结构不受破坏的要求。
　　（2）分析实测应力数据可以得出，箱梁在由制梁台座吊装至存梁台座过程中，梁体两端出现了高度差，从而导致梁体应力分布的纵向不对称。因此，建议在施工过程中注意控制箱梁两端高度差，防止出现应力集中状况，而造成梁体出现裂缝等破坏。
　　（3）由于本项目箱梁的悬臂不对称特点，可能会造成吊装施工过程中，吊点合力作用点不在箱梁重心轴上，对箱梁施工造成危险。因此，除在施工中应注意对吊具的应力进行实时监测外，建议可以将吊点中心线向长翼缘侧偏移一定的距离或者在短翼缘侧配重的方式，对箱梁预偏心进行调整，防止箱梁发生倾覆。
　　（4）吊装过程中箱梁两端变截面处的顶、腹板交界位置应力差值较大，综合以往施工经验，若对箱梁进行多次吊装施工，此处较易产生纵向裂缝及斜裂缝。因此，在设计、施工等整个桥梁建设过程中，应注意优化此处构造钢筋布置并在施工前进行模拟计算分析。

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1 绪论

1.1 混凝土桥梁预制装配施工

1.2 桥梁施工监测的重要性

1.3 桥梁施工监控发展情况

1.4 预制混凝土箱梁施工监测

1.5 本文主要研究内容

2 箱梁场地内吊装施工及监测概述

2.1 项目概况

2.2 箱梁预制施工概况

2.3 箱梁吊装设备及方案

2.4 吊装施工安全注意事项

2.5 箱梁吊装施工应力理论计算和监测

2.6 本章小结

3 箱梁整跨及吊点局部应力分析

3.1 杆系有限元计算

3.2 实体有限元计算

3.3 计算结果评定与分析

3.4 本章小结

4 箱梁场地内吊装试验测试

4.1 监测仪器

4.2 控制截面及测点布置

4.3 箱梁吊装施工监测试验

4.4 应力监测结果

4.5 试验数据分析

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢