连续箱形梁桥施工监控仿真与局部应力分析

摘要

预应力混凝土连续梁桥以其结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量少、抗震能力强等特点而成为最富有竞争力的主要桥型之一。预应力混凝土连续箱梁桥经常采用悬臂浇筑法施工，其施工难度大，过程复杂，对大跨度桥梁进行施工监测与控制是确保成桥状态符合设计要求的重要措施，同时也是保证施工质量和施工安全的重要的环节。 本文以盐邵河大桥主桥为工程背景，主要完成了以下内容: (1)简要介绍了连续梁桥的发展现状和受力特点，以及国内外施工监控的意义、内容和发展现状。 (2)对连续箱形梁桥施工监控仿真过程中的相关理论进行了简要的介绍，主要包括仿真计算方法和有限元理论。 (3)针对盐邵河大桥的施工过程，运用有限元软件Midas/civil建立全桥施工仿真分析模型，给出最大悬臂状态和成桥状态的位移、内力和应力的情况，并对比它们之间的差异。 (4)对桥梁施工现场监控方案（包括线形和内力）进行了简要介绍，在线形监控方面给出了最大悬臂状态和成桥状态的高程变化情况，在应力监测方面给出了几个关键截面的控制应力，并将现场实测值与理论值进行对比分析。 (5)运用ABAQUS有限元软件建立0#块局部实体模型，给出了0#块的最大悬臂状态和成桥状态的顶板、底板、腹板和横隔板的应力分布情况，指出了拉应力较大的部位和应力集中的部位。 分析结果表明:采用Midas/civil对施工过程进行有限元分析对施工监控具有借鉴和指导作用，验证了施工监控实测值与理论值基本符合。从采用ABAQUS对0#块的分析结果可以看出在顶板与横隔板连接处、底板与横隔板连接处以及腹板与顶板的连接处都出现了不同程度的拉应力，容易出现裂缝，施工过程中要采取措施加以预防。

目录

摘要

1 绪论

1．1 预应力混凝土连续梁桥概述

1．1．1 预应力混凝土连续梁桥的发展现状

1．1．2 预应力混凝土连续梁桥的特点

1．2 连续梁桥的施工工艺

1．3 桥梁施工监控概述

1．3．1 桥梁施工监控的国内外发展现状

1．3．2 桥梁施工监控的重要性

1．3．3 桥梁施工监控的内容

1．3．4 桥梁施工监控的方法

1．4 本文主要研究内容

2 桥梁施工监控仿真分析理论

2．1 大跨度桥梁施工监控结构计算方法

2．1．1 正装计算法

2．1．2 倒装计算法

2．1．3 无应力状态计算法

2．2 连续梁桥施工控制有限元理论

2．2．1 有限元法

2．2．2 有限元法解决问题的基本过程

2．2．3 连续梁单元刚度矩阵

2．3 混凝土收缩徐变理论

2．3．1 混凝土收缩徐变机理

2．3．2 混凝土收缩徐变分析

2．4 本章小结

3 连续箱形梁桥仿真分析

3．1 工程概况

3．2 Midas／civil有限元仿真分析

3．2．1 Midas／civil简介

3．2．2 桥梁有限元模型的建立和分析

3．2．3 Midas仿真分析计算结果

3．3 本章小结

4 连续梁桥施工监控分析

4．1 主梁线形控制

4．1．1 主桥立模标高的确定

4．1．2 高程控制基准点布置

4．1．3 主梁线形监测结果分析

4．2 主梁应力监测

4．2．1 应力监测测点布置

4．2．2 主梁应力监测结果分析

4．3 本章小结

5 连续梁桥零号块局部应力分析

5．1 零号块局部应力分析的意义和作用

5．2 零号块有限元模型的建立

5．2．1 ABAQUS有限元软件简介

5．2．2 ABAQUS有限元模型的建立

5．3 零号块局部应力分析

5．3．1 最大悬臂状态应力分析

5．3．2 成桥状态应力分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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