大跨度连续梁桥施工控制及基于响应面法的参数敏感性分析

摘要

为保证连续梁桥的成桥线形、应力状态与理想状态很好的吻合，以及结构在悬臂施工过程中的安全与稳定，桥梁施工控制受到了越来越多的重视。本文以陇海路主线南幅桥为工程背景，对大跨径预应力混凝土连续梁桥施工控制进行研究，主要研究内容及结论如下:
　　1、基于有限元原理及陇海路主线南幅桥施工特点，利用Midas软件建立有限元模型，对该桥进行施工过程模拟分析，得出桥梁变形及控制截面的应力状态;
　　2、结合本工程受力特征及施工进度，编制施工监控方案，对大桥的施工全程进行监控。其监控项目主要包括应力、线形、温度及临时支墩稳定性监控。通过有效的施工控制，各应力监测断面实际应力状态随施工进程发展状况符合预期设计目标、线形符合设计要求、温度变化对梁体扭转变形较小、T构两侧临时支墩变形基本一致且稳定性较好;
　　3、在应力监控中，对实测应力计算方法进行了研究。本文实测应力计算考虑阶段施工中收缩、徐变的影响，并用Matlab进行编程计算。通过比较分析，考虑混凝土收缩、徐变所得的实测应力与计算值差别较小，按此方法由实测应变得到桥梁的真实应力状态是可行的;
　　4、线形控制的主要工作之一就是提供立模标高。为提高立模标高管理工作效率，确保数据信息的准确性与安全性，本文基于Access建立立模标高管理系统;
　　5、本文提出了基于响应面法的参数敏感性分析方法，简化了参数敏感性分析过程。通过对陇海路主线南幅桥的参数敏感性分析可知，所选影响参数对结构状态的影响基本呈线性关系，且在不同施工阶段影响程度不同。总体来说，对挠度的敏感性而言，混凝土弹性模量和截面抗弯惯性矩为主要影响参数，混凝土容重和预应力为次要影响参数;对截面应力的敏感性而言，混凝土容重和预应力为主要影响参数，抗弯惯性矩和混凝土弹性模量为次要影响参数。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 预应力混凝土连续梁桥概述

1．1．1 我国预应力混凝土连续梁桥的发展

1．1．2 悬臂施工的特点

1．2 施工监控的目的和意义

1．2．1 施工监控的目的

1．2．2 施工监控的意义

1．3 国内外施工监控研究现状

1．3．1 国外情况及发展趋势

1．3．2 国内研究现状及应用

1．4 工程概况

1．4．1 主要设计指标

1．4．2 结构主要尺寸

1．4．3 主要工程材料

1．4．4 施工方法

1．5 问题的提出和本文研究的内容

1．5．1 问题的提出

1．5．2 本文研究的主要内容

2 施工控制基本理论

2．1 施工控制基本方法

2．1．1 开环控制法

2．1．2 闭环控制法

2．1．3 自适应控制法

2．1．4 最大宽容度法

2．2 结构分析方法

2．2．1 正装分析法

2．2．2 倒装分析法

2．2．3 无应力分析法

2．3 本章小结

3 陇海路主线南幅桥有限元模拟分析

3．1 有限元计算分析

3．1．1 单元类型

3．1．2 材料参数的选取

3．1．3 荷载及边界条件

3．1．4 施工阶段划分

3．1．5 有限元分析结果

3．2 本章小结

4 应力监控

4．1 应力监控措施

4．1．1 测点布置

4．1．2 测试流程

4．2 分段施工中考虑收缩、徐变影响的应力计算

4．2．1 混凝土收缩、徐变分析方法

4．2．2 实测应力计算

4．3 实测应力与计算应力的比较

4．4 本章小结

5 线形、温度及临时支墩稳定性监控

5．1 线形监控

5．1．1 高程监控方法

5．1．2 预拱度及挂篮变形值设置

5．1．3 观测断面及测点布置

5．1．4 基于Access的立模标高管理系统

5．2 温度监控

5．2．1 箱梁温度～挠度关系曲线观测

5．2．2 箱梁温度场观测

5．3 临时支墩稳定性监控

5．4 本章小结

6 基于响应面法的参数敏感性分析

6．1 概述

6．1．1 响应面法的概念

6．1．2 试验设计

6．1．3 响应面函数形式的选取及拟合度评价

6．1．4 基于响应面法的参数敏感性分析

6．2 陇海路主线南幅桥敏感性分析

6．2．1 1／2悬臂状态

6．2．2 3／4悬臂状态

6．2．3 最大悬臂状态

6．2．4 参数敏感性结果分析

6．3 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

作者简历

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