大跨连续刚构桥变形分析及施工控制研究

论文摘要

随着我国铁路交通事业的蓬勃发展,越来越多的桥梁架设在广泛的铁路线路中。以跨越公路、铁路、海湾、大江河为主的大跨径梁桥被广泛应用。预应力混凝土连续刚构桥是目前桥梁中应用最为广泛的桥型之一。为了不设造价昂贵的河道支架,不中断桥下通航,连续刚构桥上部普遍采用自架设体系的施工方法,对于大跨径连续刚构桥而言,由于自架设体系在施工过程中受多种可控制和非可控制因素影响,施工阶段结构的变形、截面的应力状态是不断变化的,这对施工质量和施工安全是不利的,而且直接影响到成桥线形与成桥的受力状态,因此,对大跨径连续刚构桥进行施工控制显得尤为重要。本文从连续刚构桥的施工控制研究的全面性考虑,简单介绍了预应力混凝土连续刚构桥的发展情况,国内外施工控制研究的发展及意义。以向莆线新建铁路莆田DK537+347.33特大桥自架设体系悬臂现浇施工监控的工程实例详细的阐述了连续刚构桥施工控制的一般理论和方法。从研究的深度考虑,以理论计算为基础,利用连续刚构梁桥悬臂施工控制系统,分析了影响连续刚构桥施工变形控制的混凝土的容重、弹性模量、收缩徐变、温度影响及预应力等影响因素,重点分析了预应力钢束张拉控制力大小及弯起预应力钢束的位置变化对桥梁线形影响,并在施工模拟计算过程中对这些因素相关的设计参数进行调整；确定了悬臂施工过程中线性控制的方法及实施方案,准确的为各施工阶段进行预拱度设置。运用大型有限元软件Midas-Civil,参照设计图纸和实际施工情况考虑一些主要影响因素,对悬臂浇筑施工过程进行计算机仿真计算并与现场实际施工情况相结合使桥梁顺利合拢。施工控制不仅是建设工程中的安全保障,也是桥梁运营中安全性和耐久性的综合监测系统。本文密切联系工程实例,紧密结合现代桥梁施工技术的发展方向,较为全面的将大跨度连续刚构桥的线形控制进行剖析。虽然我国的桥梁施工控制理论水平在仅仅20年里有质的飞跃,施工控制设备也越来越先进,研究人才储备丰富,但我国的桥梁施工控制实际成绩仍然有待提高。本文的研究结果可为同类桥梁结构施工控制提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 连续刚构桥发展概述
• 1.2 国内外施工控制发展
• 1.2.1 国际施工控制发展
• 1.2.2 国内施工控制发展
• 1.3 施工控制研究现状
• 1.4 连续刚构梁桥施工监控的重要性
• 1.5 本文研究的内容
• 2 结构计算理论及施工控制内容
• 2.1 概述
• 2.2 施工控制的主要内容
• 2.2.1 线形控制
• 2.2.2. 应力控制
• 2.2.3 稳定控制
• 2.3 施工控制方法
• 2.3.1 开环控制法
• 2.3.2 闭环控制法
• 2.3.3 事后控制法
• 2.3.4 自适应控制法
• 2.4 施工控制的结构计算
• 2.4.1 正装计算方法
• 2.4.2 倒装计算方法
• 2.5 本章小结
• 3 连续刚构桥变形分析
• 3.1 概述
• 3.2 参数识别与调整
• 3.2.1 参数识别
• 3.2.2 参数调整
• 3.3 有限元模型简介
• 3.3.1 MIDAS/Civil简介
• 3.3.2 材料参数
• 3.3.3 模型的建立
• 3.4 结构参数对结构变形影响分析
• 3.4.1 混凝土容重对变形影响分析
• 3.4.2 混凝土弹性模量对变形影响分析
• 3.4.3 混凝土收缩徐变对变形影响分析
• 3.4.4 温度对变形影响分析
• 3.5 本章小结
• 4 预应力对变形影响分析
• 4.1 张拉控制应力大小对变形的影响
• 4.2 预应力钢束位置对变形的影响
• 4.3 摩阻损失对梁体变形影响
• 4.3.1 管道偏差系数对变形影响
• 4.3.2 管道摩擦系数对变形影响
• 4.4 本章小结
• 5 莆田DK537+347.33特大桥连续刚构梁桥施工控制
• 5.1 概述
• 5.1.1 工程背景
• 5.1.2 桥型构造及设计要点
• 5.2 莆田DK537+347.33特大桥施工方案及施工控制体系
• 5.2.1 施工内容
• 5.2.2 施工步骤
• 5.2.3 施工控制体系
• 5.3 莆田DK537+347.33特大桥线形控制
• 5.3.1 立模标高确定
• 5.3.2 挂蓝变形
• 5.3.3 标高控制方法及实施
• 5.3.4 标高监控结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果