预应力混凝土连续刚构桥施工中的结构分析及线型控制

摘要

本文以青海省尖扎黄河大桥为工程实例，针对连续刚构桥悬臂浇筑施工中的结构分析方法、施工中的线型控制两个方面的问题进行了深入研究。 1、全面介绍目前桥梁结构常用分析方法，重点对连续刚构桥结构分析中的正算法和倒拆法进行了较详细的理论分析和对比；通过对这两种方法的讨论，提出了简单实用又满足精度要求的计算方法。 2、依据力学原理和有限元理论，对结构计算图式的选取、结构离散化进行了较为详细的分析。运用ANSYS(R)限元软件对预应力混凝土连续刚构桥施工过程进行了数值模拟，并将计算结果与实测值进行对比分析，最终形成了一系列采用ANSYS(R)有限元软件分析该桥型的方法，包括建模、运用单元生死功能模拟施工过程、模型求解和计算结果分析。分析结果与实际测量值吻合较好，表明：ANSYS(R)分析软件能较好地模拟分析桥梁施工过程，本文所依据的分析理论和采用的计算方法能够较好地反映实际情况，对同类桥型的建设具有一定的参考价值。 3、预应力混凝土连续刚构桥悬臂浇筑施工线型控制是桥梁悬臂施工中重要的任务；其施工过程中挠度控制水平将影响合拢精度，也是确保桥梁线型符合设计要求的决定性工作。在对立模标高的确定、梁体真实挠度的分离、本节段挠度分析和累积挠度分析等有关连续刚构桥线型控制的问题进行了探讨，取得了一些比较实用的成果。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1连续刚构桥概述

1.1.1连续刚构桥的发展

1.1.2连续刚构桥独特的优点及其适用前景

1.2连续刚构桥的构造特点和施工过程

1.2.1连续刚构桥的构造特点

1.2.2连续刚构桥的施工过程

1.3课题的提出

1.3.1桥梁施工控制的发展

1.3.2连续刚构桥施工控制的特点

1.3.3连续刚构桥施工控制的必要性及其重点

1.3.4结构分析和线型控制的研究现状

1.4本文研究意义

1.5本文研究内容

2桥梁施工控制的结构分析方法

2.1桥梁施工控制结构分析简述

2.1.1前进分析法

2.1.2倒退分析法

2.1.3无应力状态法

2.2倒拆法与正算法的本质及各自特点

2.2.1倒拆法的本质及其特点

2.2.2正算法的本质及其特点

2.2.3倒拆法与正算法的比较

2.2.4关于倒拆法和正算法联合应用的问题

2.3桥梁结构分析常用数值方法

2.3.1有限单元法

2.3.2有限条法及折板理论

2.3.3有限段法

2.3.4格子梁理论

2.4桥梁结构分析常用有限元计算程序

2.5钢筋混凝土有限单元

2.5.1钢筋混凝土有限单元模型

2.5.2混凝土的本构关系

2.5.3钢筋的本构关系

3 ANSYS(R)中混凝土有限元分析方法

3.1 ANSYS(R)分析程序简介

3.2 ANSYS(R)中混凝土有限元分析方法

3.2.1单元类型

3.2.2 ANSYS(R)中混凝土的本构关系

3.2.3钢材材料性质

3.2.4 ANSYS(R)中进行土木工程分析的相关高级技术

4连续刚构桥施工控制有限元分析

4.1 工程实例——青海省尖扎黄河大桥工程简介

4.1.1 工程设计概况

4.1.2大桥一般构造

4.1.3大桥主要建筑材料

4.1.4大桥预应力体系

4.1.5大桥施工方案、施工方法

4.2施工控制分析计算的一般原则

4.3三维实体有限元模型的建立

4.3.1总体构思

4.3.2建模原则

4.3.3结构计算图式

4.3.4单元类型选择

4.3.5材料特性参数

4.3.6模拟普通钢筋的实常数表

4.3.7网格划分

4.4加载

4.4.1边界条件的处理

4.4.2 ANSYS(R)中预应力的模拟方式

4.4.3施工阶段的划分及其在程序中的处理

4.4.4各阶段的施工荷载计算

4.5模型求解

4.5.1荷载步选项设置

4.5.2收敛准则

4.5.3求解过程

4.6程序计算结果及分析

4.6.1应力结果

4.6.2变形结果

4.7 ANSYS(R)计算结果与实测结果对比

5连续刚构桥施工线型控制

5.1立模标高的确定

5.1.1立模标高的绝对高程形式

5.1.2立模标高的相对高差形式

5.2控制标高的测量及复核

5.3挠度分析及模型参数的调整

5.3.1梁体的真实挠度

5.3.2本阶段挠度分析

5.3.3累积挠度分析

5.3.4理论模型中各参数调整步骤

5.3.5模型参数调整的原则

6结论

6.1本文的主要工作及成果

6.2本文有待进一步研究的问题

致 谢

参考文献