既有V墩连续刚构桥顶升改造研究分析

摘要

改革开放以来我国交通事业快速发展，许多桥梁面临不能满足桥下通行或通航要求的问题。这些桥梁中绝大多数的承载能力依然满足要求，拆除重建会造成极大的浪费，顶升改造技术的出现为解决这个问题提供了新的思路。国内外学者对桥梁顶升改造的研究多见于简支梁桥和连续梁桥，对于V墩连续刚构桥顶升改造的研究却鲜有报道。本文基于实际工程项目，对一座V墩连续刚构桥在顶升改造过程中的各个关键工况进行了仿真分析，主要完成了以下工作:
　　(1)结合V墩连续刚构桥的发展现状，分析了桥梁顶升改造的必要性，然后介绍了顶升系统的组成及其工作原理，提出了适用于V墩连续刚构桥的项升改造技术。
　　(2)依托实际工程建立了V墩连续刚构桥整体和V墩局部的有限元模型，针对以下工况分别对大桥进行了仿真分析:
　　①顶升之前成桥状态;
　　②顶升过程中切割4＃墩并释放约束;
　　③项升过程中切割5＃墩并释放残余约束;
　　④大桥顶升到位。对比了顶升过程中千斤项不同顶力分布下桥梁的受力状态，提出了合理的千斤顶项力分布形式。讨论了顶升过程中顶升不同步及温度变化对结构的影响。
　　(3)在大桥顶升到位并接长墩柱后，依据现行规范对桥梁上部结构进行了安全性验算，包括正截面抗弯承载能力验算、正常使用极限状态抗裂验算和持久状况下结构应力验算，并对比分析了顶升改造前后大桥墩底及支座的内力分布以及大桥的自振特性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 理论研究

1．2．2 工程应用

1．3 本文主要研究内容

第2章 顶升原理及顶升施工技术

2．1 PLC液压同步控制系统

2．2 千斤顶系统

2．3 托架系统

2．4 限位装置

2．5 顶升施工技术

2．5．1 抱箍系统顶升技术

2．5．2 墩柱断柱接长技术

2．6 本章小结

第3章 有限元模型的建立

3．1 有限元法概述

3．2 工程概况

3．3 V墩连续刚构桥整体有限元模型的建立

3．4 V墩局部有限元模型的建立

3．5 计算荷载及计算工况

3．6 本章小结

第4章 顶升前结构仿真分析

4．1 顶升前上部结构仿真分析

4．1．1 正截面抗弯承载能力验算

4．1．2 正常使用极限状态抗裂验算

4．1．3 持久状况下构件应力验算结果

4．2 现状桥梁V墩局部仿真分析

4．3 本章小结

第5章 顶升过程中桥梁结构仿真分析

5．1 荷载组合及千斤顶顶力分布形式

5．2 切割4#墩上部结构仿真分析

5．2．1 千斤顶均衡力作用下切割4#墩上部结构仿真分析

5．2．2 千斤顶非均衡力作用下切割4#墩上部结构仿真分析

5．3 切割4#墩V墩局部仿真分析

5．3．1 千斤顶均衡力作用下V墩局部仿真分析

5．3．2 千斤顶非均衡力作用下V墩局部仿真分析

5．4 切割5#墩上部结构仿真分析

5．5 切割5#墩V墩局部仿真分析

5．6 顶升不同步对主梁的影响

5．6．1 4#、5#墩同时产生向上不同步误差

5．6．2 4#、5#墩同时产生向下不同步误差

5．6．3 4#墩单独产生向上不同步误差

5．6．4 4#墩单独产生向下不同步误差

5．7 温度变化对结构的影响

5．8 本章小结

第6章 顶升完成后成桥仿真分析

6．1 顶升完成后桥梁上部结构仿真分析

6．1．1 正截面抗弯承载能力验算

6．1．2 正常使用极限状态抗裂验算

6．1．3 持久状况构件应力验算结果

6．2 顶升完成后V墩局部仿真分析

6．3 墩底内力分析

6．4 自振特征分析

6．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献