温福高速铁路五跨连续刚构桥施工监控

摘要

近年来，预应力混凝土连续刚构桥作为一种大跨度桥型得到越来越多的应用，在主跨100～300m范围的公路桥甚至铁路桥的建设上几乎成为首选桥型。而在预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工过程中，已建成梁段的线形在后期施工中是不可调节的，因此为了保证大桥的顺利合拢及成桥线形满足设计要求，同时成桥内力控制在设计容许范围内，必须在桥梁施工过程中进行施工监控工作。 本论文将理论与工程实践相结合，以温福高速铁路白马河特大桥作为工程背景，通过建立该五跨连续刚构桥的Midas/Civil有限元分析计算模型，对施工过程进行模拟计算，得到每段梁块在各种工况下的应力和挠度，经实桥测试，分析对比，计算结果正确。在理论计算与分析中，计算图式选取和各种计算参数的取用，都反映桥梁施工过程的实际情况。应力数据处理中通过剔除实测应变中收缩、徐变等非应力应变，使实测应力能较好地反映结构的真实状态，对白马河特大桥实施有效的应力监控提供重要保证，从而确保施工安全顺利地进行。 此外本文对白马河特大桥的抗风性能进行了研究，补充说明施工控制的安全性。采用Midas/Civil软件进行静力三分力对白马河特大桥施工阶段的典型工况作用分析，对照中南大学Ansys分析所得到计算结果，验证了计算的准确性。表明对于刚性较大的大跨径连续刚构桥，采用阵风荷载进行施工阶段的抗风分析切实可行，结果合理。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1 预应力混凝土连续刚构桥

1.1.1 发展概况

1.1.2 优势分析

1.1.3 问题总结

1.2 预应力混凝土连续刚构桥施工监控

1.2.1 施工监控的作用和意义

1.2.2 桥梁施工控制的研究现状

1.2.3 施工监控中存在的问题

1.3 本文的研究内容

2 大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工控制理论与方法

2.1 施工控制的目的、原则、内容、流程

2.1.1 控制目的

2.1.2 控制原则

2.1.3 控制内容

2.1.4 控制流程

2.2 施工控制中常用的方法

2.2.1 采用纠偏终点控制的方法

2.2.2 应用自适应控制方法

2.3 施工控制中的误差调整

2.3.1 卡尔曼(Kalman)滤波法

2.3.2 灰色系统理论法

2.3.3 最小二乘法

2.4 施工控制中常用仪器设备

2.5 本章小结

3 白马河特大桥施工仿真计算

3.1 大跨度连续刚构桥施工过程仿真分析法

3.1.1 正装计算法

3.1.2 倒装计算法

3.1.3 无应力状态法

3.1.4 算法选择

3.2 工程概况

3.2.1 白马河特大桥简介

3.2.2 设计技术标准

3.2.3 主要材料参数

3.2.4 施工步骤

3.3 计算模型建立

3.3.1 结构有限元划分

3.3.2 计算参数取值

3.3.3 边界条件及加载

3.3.4 施工阶段划分

3.4 计算结果提取

3.4.1 成桥阶段内力、应力计算结果

3.4.2 施工阶段挠度及应力计算结果

3.5 误差分析

3.6 本章小结

4 白马河特大桥施工监控

4.1 线形监测

4.1.1 标高控制原理

4.1.2 立模标高的确定

4.1.3 预拱度的计算和调整

4.1.4 线形控制结果

4.1.5 线形偏差成因分析

4.2 应力监测

4.2.1 应力测点布置

4.2.2 传感器元件测试原理

4.2.3 应力测试现状

4.2.4 实测与理论计算结果

4.2.5 截面应力数据处理

4.3 控制经验总结

4.4 本章小结

5 白马河特大桥墩梁抗风分析

5.1 抗风分析理论

5.1.1 风荷载计算

5.1.2 风荷载加载与内力计算

5.2 计算模型

5.2.1 大悬臂施工阶段静风风速计算

5.2.2 气动三分力的数值计算

5.2.3 模型加载示意

5.3 计算结果及小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历