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大跨度连续刚构桥施工监控及误差分析

作　者: 周瑞高
导　师: 姚占勇
学　校: 山东大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 连续刚构桥施工监控 MIDAS模型参数敏感性灰色理论
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着桥梁建设的发展和预应力技术的提高,大跨度预应力混凝土连续刚构桥得到越来越多的应用。为保证大跨度连续刚构桥梁的成桥线型与设计线形相吻合,以及结构在施工过程的安全,施工监控受到越来越多的重视。本文以京广主干线吉安高速公路泰和赣江特大大桥作为工程背景,采用MIDAS/CIVIL软件对全桥进行建模计算,给出立模标高和全桥关键截面的应力理论值,指导施工。同时对桥梁主要结构参数进行敏感性计算分析,为施工过程的参数调整提供依据。计算表明,混凝土容重、收缩徐变对结构挠度和应力影响都较大。因此在施工控制中必须精确考虑混凝土的容重误差和收缩徐变。混凝土的弹性模量与结构挠度大小成反比例关系,弹性模量的变化幅度对结构挠度的影响较大,对结构的应力影响很小。成桥状态下,局部温差对结构变形和应力的影响都较大,特别是跨中最大悬臂段,挠度变化值相当大。因此,在立模标高放样过程中要注意观测梁体温度,挠度观测严格安排在清晨6：00-8：00时间段内观测并完成。年温差对结构的挠度影响较大,对应力影响较小。预应力塑料波纹管的孔道摩擦系数和孔道偏差系数对结构挠度和应力影响较小。将灰色理论运用于泰和赣江大桥的施工监控过程中,编写了对应的MATLAB程序用于预拱度的优化调整。本桥在全部悬臂箱梁段施工完成后,合拢段误差均在12mm以内,各节段理论与累积挠度差值均在15mm以内,完全达到了施工控制预期目标。表明灰色系统理论在大跨径连续刚构桥实际施工过程中能够优化预拱度,指导施工。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-13
第一章绪论  13-21
  1.1 预应力连续刚构桥  13-14
  1.2 预应力连续刚构桥施工监控的意义及发展概况  14-18
    1.2.1 施工监控的意义  14-16
    1.2.2 施工监控发展概况  16-17
    1.2.3 施工控制中需要解决的主要问题  17-18
  1.3 研究内容  18
  1.4 研究技术路线  18-21
第二章大跨度连续刚构桥的施工和施工控制  21-38
  2.1 大跨度连续刚构桥的施工技术特点  21-22
  2.2 大跨度连续刚构桥的施工控制影响因素和内容  22-25
    2.2.1 施工控制的影响因素  22-24
    2.2.2 施工控制的主要内容  24-25
  2.3 大跨度连续刚构桥施工控制方法  25-29
    2.3.1 开环控制法  25-26
    2.3.2 闭环控制法  26-27
    2.3.3 自适应控制法  27-29
  2.4 大跨度连续刚构桥结构计算方法  29-31
    2.4.1 正装计算法  29-30
    2.4.2 倒装计算法  30
    2.4.3 无应力状态计算法  30-31
  2.5 三种结构计算方法的优缺点  31-34
    2.5.1 正装计算法  31-32
    2.5.2 倒装计算法  32-33
    2.5.3 无应力状态计算法  33-34
  2.6 算法的选择  34-35
  2.7 大跨度连续刚构桥施工控制技术体系  35-36
  2.8 小结  36-38
第三章泰和赣江大桥模型计算及参数敏感性分析  38-53
  3.1 泰和赣江大桥概况  38-40
  3.2 泰和赣江大桥有限元计算模型  40-42
    3.2.1 单元类型  40-41
    3.2.2 材料类型  41
    3.2.3 边界条件及荷载  41-42
    3.2.4 施工阶段划分  42
  3.3 泰和赣江大桥设计参数敏感性分析  42-52
    3.3.1 混凝土容重影响分析  43-44
    3.3.2 混凝土收缩徐变影响分析  44-46
    3.3.3 混凝土弹性模量影响分析  46-47
    3.3.4 预应力管道参数影响分析  47-49
    3.3.5 温度影响分析  49-52
  3.4 小结  52-53
第四章泰和赣江大桥线形和应力控制  53-81
  4.1 泰和赣江大桥施工监控内容及目标  53-54
    4.1.1 泰和赣江大桥施工监控的主要内容  53
    4.1.2 泰和赣江大桥施工监控的主要目标  53-54
  4.2 泰和赣江大桥建模计算结果  54-58
    4.2.1 设计荷载  54
    4.2.2 成桥阶段挠度和应力计算结果  54-58
  4.3 灰色理论在泰和赣江大桥施工监控中的应用  58-64
    4.3.1 灰色理论法基本概念  58-60
    4.3.2 灰色理论法在泰和赣江大桥的应用  60-62
    4.3.3 灰色模型精度检验  62-63
    4.3.4 预拱度调整的MATLAB程序  63-64
  4.4 泰和赣江大桥挠度监控  64-72
    4.4.1 箱梁标高测量  64-65
    4.4.2 挠度控制结果  65-71
    4.4.3 合拢段控制结果  71-72
  4.5 泰和赣江大桥应力监控  72-80
    4.5.1 应力监测的主要内容  72
    4.5.2 应力控制结果  72-79
    4.5.3 右幅中跨合拢段应力监控  79-80
  4.6 小结  80-81
第五章结论和展望  81-83
  5.1 结论  81-82
  5.2 创新点  82
  5.3 展望  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
学位论文评阅及答辩情祝表  88

大跨度连续刚构桥施工监控及误差分析

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