仙桃汉江大桥施工监控中疑难问题的分析与研究

摘要

本文针对仙桃汉江大桥实际施工监控中的一些问题,进行了仿真分析与研究.文中利用大型有限元软件ANSYS,对仙桃汉江大桥建立了详尽的实体结构仿真分析模型.实体计算模型包括全桥结构模型、塔梁固结处细部结构模型、主塔日照偏位计算模型以及桩土共同作用下群桩计算模型.在建模过程中,采用三维实体和杆单元相结合的形式,用三维实体单元模拟钢筋混凝土,用杆单元模拟预应力钢束和斜拉索.实体结构模型克服了传统计算方法中因一些假定和假设带来的误差的缺陷,更加接近实际结构.文中利用全桥实体模型计算了该桥在特殊工况下全桥的应力和位移情况,与桥梁设计软件的分析结果进行了分析比较.同时,通过对塔梁固结处细部结构模型的详尽分析,得出了不同工况下该处的应力分布,这对该类桥型桥塔的设计与施工具有重要的指导意义.本文重点阐述了桥塔在日照条件下的偏位变化情况,通过分析施工监控过程中的实测数据得出了桥塔在日照条件下的变化规律.同时还建立了索塔的有限元实体模型,通过模拟桥塔截面内温度场的分布,计算出了塔在不同日照条件下的偏位,并与实测值进行了对比分析.本文还建立了群桩与土体相互作用的实体模型,在对土层特性、边界条件、作用力等计算条件进行了简化的前提下,利用ANSYS对群桩沉降进行了计算,并与实际测量的数据进行了对照,分析了理论计算中存在的问题.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1仙桃汉江大桥概况

1.2本论文的主要内容

1.3斜拉桥的结构计算

1.4桥梁结构仿真分析

2斜拉桥全桥结构仿真分析

2.1有限元分析方法的特点

2.2有限元法基本理论

2.3全桥结构仿真分析的基本方法

2.4仙桃汉江大桥全桥结构仿真分析

2.5小结

3斜拉桥桥塔结构的应力分析

3.1预应力钢筋混凝土结构有限元模型的建立

3.2桥塔下横梁锚固区应力分析

3.3全塔应力仿真分析

4桥塔日照偏位的仿真分析

4.1索塔偏位对斜拉桥受力的重要性

4.2监控阶段的全天候测量

4.3塔顶偏位的仿真分析

5摩擦桩的沉降的仿真分析

5.1群桩沉降理论

5.2桥位处土质的主要特点

5.3利用空间有限元分析群桩沉降

5.4实测沉降值与计算值的比较

5.5沉降计算中存在的问题

6结束语

致谢

参考文献

附录(攻读硕士学位期间发表论文目录)