偶数跨刚构-连续梁桥施工关键技术及底板防裂研究

摘要

近些年来，在一些采用大跨连续桥型为优胜方案的桥梁工程中，往往采用中间若干孔墩梁固结形成刚构而其他孔墩顶设置支座的刚构-连续体系梁桥桥型，也称为刚构-连续梁桥。
　　本文以伦洲大桥为工程背景，对刚构-连续梁桥的施工合拢次序、预应力张拉次序、施工控制以及跨中底板防裂进行研究，为此类桥梁的设计、施工提供借鉴。
　　首先，运用有限元软件对伦洲大桥进行整体仿真分析，并采取不同的合拢方式进行施工模拟，考虑不同合拢次序对伦洲大桥成桥后成桥累计位移和内力的影响，分析各种合拢次序桥梁成桥累计位移和内力的差异，得出最优的施工合拢次序。
　　然后，分析边跨现浇段和中跨合拢段后期预应力钢束不同张拉顺序对体系转换过程中和成桥状态桥梁整体累计位移和内力的影响，选取最优的预应力张拉次序，使伦洲大桥成桥累计位移更为平顺、内力变化更合理，并为以后刚构-连续梁桥的施工提供借鉴。
　　其次，基于灰色系统理论和现代预测控制理论，结合大跨径预应力混凝土刚构-连续梁桥施工特点，建立预应力混凝土刚构-连续梁桥施工的灰色预测模型，并在伦洲大桥施工控制过程中验证了其有效性与实用性，保证伦洲大桥施工控制的顺利进行。
　　再次，针对刚构-连续梁桥跨中底板合拢段开裂问题，根据以往研究成果归纳总结裂缝的类型和产生原因。
　　最后，建立伦洲大桥跨中段实体有限元模型，在设置横隔板情况下，分析合拢段径向力作用下箱梁底板应力状态;对不设跨中横隔板的合拢段进行设计参数分析，并分析其底板的应力分布，为底板防裂提供理论支撑。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 刚构-连续箱梁桥发展概况

1．1．1 梁桥发展历程

1．1．2 预应力刚构-连续梁桥

1．2 工程背景介绍

1．2．1 工程概况

1．2．2 伦洲大桥技术参数

1．3 存在的难题与研究现状

1．3．1 存在的难题

1．3．2 研究现状

1．5 论文主要研究内容

1．5．1 偶数跨刚构-连续梁桥合龙关键技术研究

1．5．2 偶数跨刚构-连续梁桥施工控制技术研究

1．5．3 偶数跨刚构-连续梁桥合拢段底板防裂研究

第2章 刚构-连续梁桥合拢关键技术研究

2．1 概述

2．2 刚构-连续梁桥合拢方案

2．3 伦洲大桥合拢方案分析

2．3．1 有限元模型的建立

2．3．2 原合拢方案成桥状态分析

2．3．3 备选合拢方案及原合拢方案成桥状态对比分析

2．4 合拢段预应力束张拉次序研究

2．4．1 原合拢方案预应力张拉顺序分析

2．4．2 原合拢方案预应力张拉顺序最优选择

2．5 小结

第3章 刚构-连续梁桥施工控制研究

3．1 概述

3．2 桥梁施工监控的内容和方法

3．2．1 施工监控内容

3．2．2 施工控制方法

3．3 桥梁施工控制系统

3．3．1 控制理论的发展

3．3．2 现代控制理论

3．3．3 施工控制影响因素

3．4 施工控制结构分析方法

3．4．1 施工过程模拟分析方法

3．4．2 施工控制结构分析方法

3．5 桥梁施工误差调整理论

3．6 状态预测灰色系统模型建立

3．6．1 灰色系统理论原理

3．6．2 灰色系统理论方法

3．7 刚构-连续梁桥施工的灰色预测控制系统

3．7．1 施工过程模拟分析计算

3．7．2 理论参考轨迹的确定

3．7．3 箱梁梁端部竖向位移灰色预测

3．7．4 立模标高的最优选择

3．8 伦洲大桥施工过程灰色预测控制系统研究

3．8．1 桥梁简介及计算模型

3．8．2 伦洲大桥参考轨迹

3．8．3 梁端竖向位移灰色预测模型的建立

3．8．4 模型输出对比分析

3．9 小结

第4章 刚构-连续梁桥跨中底板防裂研究

4．1 概述

4．2 箱梁底板开裂机理分析

4．2．1 底板开裂方式

4．2．2 箱梁底板开裂原因

4．2．3 箱梁底板预应力张拉径向外崩力分析

4．3 伦洲大桥径向力作用下中跨合拢段仿真模拟

4．3．1 伦州大桥中跨跨中钢束布置介绍

4．3．2 伦州大桥中跨跨中预应力钢束径向力计算

4．3．3 合拢段局部模型建立

4．3．4 计算结果分析

4．4 不设跨中横隔板合拢段底板设计参数分析

4．4．1 模型简介

4．4．2 腹板厚度与底板应力的关系

4．4．3 底板钢束孔道下缘保护层厚度与底板应力的关系

4．4．4 底板钢束孔道上缘保护层厚度与底板应力的关系

4．4．5 底板钢束孔道直径与底板应力的关系

4．5 小结

结论与展望

参考文献

致谢