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苍溪嘉陵江特大连续刚构桥施工控制方法与实践

作　者: 周文辉
导　师: 钱永久
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 预应力混凝土连续刚构桥施工控制结构分析三角形挂篮参数估计最小二乘法
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
引　用: 2次
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内容摘要

预应力混凝土连续刚构桥因其跨越能力强、结构刚度大和施工技术简便成熟等优点,在我国得到了广泛的推广和应用。由于悬臂施工方案的选用和施工系统不确定性因素的干扰,使施工控制技术在该类型桥梁中倍受重视。本文以苍溪嘉陵江特大连续刚构桥为工程背景,对现有施工控制理论进行了归纳和整理,并对在本工程中所用到的结构分析方法和施工控制技术进行了较深入的分析和研究。论文首先介绍了连续刚构桥及其施工控制理论的发展历史和研究现状。同时,围绕设计理想状态、施工阶段实际状态和最优实现状态三者之间的关系,提出了在施工控制中进行误差分析和参数识别的必要性。随后,论文对连续刚构桥结构分析的常用计算方法进行了归纳和比较,结果表明独立使用正装分析法更适合于苍溪嘉陵江特大桥的施工控制。利用通用空间有限元软件Midas/civil进行仿真分析,介绍了有限元模型的建立过程。对主要设计参数进行敏感性分析,分别比较自重、弹性模量、预应力和温度对最大悬臂状态和成桥状态结构行为的影响。计算结果表明混凝土容重、预应力和温度效应(整体升降温)对结构行为的影响显著,为主要设计参数。在结构分析的同时,对悬臂施工中的主要施工构件三角形挂篮进行了强度和稳定性的验算,并对三角形挂篮荷载试验的结果进行了分析和总结。最后论文给出了在嘉陵江特大连续刚构桥施工控制中对高程、应力和稳定性控制的主要方法,并介绍了最小二乘法用于参数估计的实现方法。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-17
  1.1 连续刚构桥概述  10-13
    1.1.1 桥型发展概述  10-11
    1.1.2 受力特点  11
    1.1.3 设计特点  11-12
    1.1.4 发展趋势  12-13
  1.2 连续刚构桥施工控制  13-15
    1.2.1 大跨连续刚构桥梁施工控制的必要性和可行性  13-14
    1.2.2 桥梁施工控制的研究现状  14-15
    1.2.3 桥梁施工控制的发展趋势  15
  1.3 本文主要研究内容  15-17
第2章大跨连续刚构桥施工控制理论  17-24
  2.1 连续刚构桥施工控制的任务和内容  17-18
    2.1.1 连续刚构桥施工控制的流程  17
    2.1.2 连续刚构桥施工控制的内容  17-18
  2.2 连续刚构桥施工控制系统介绍  18-20
    2.2.1 连续刚构桥施工基本状态  18
    2.2.2 连续刚构桥施工控制系统分类  18-20
  2.3 连续刚构桥施工控制中误差分析与参数识别  20-22
    2.3.1 施工控制中的误差分析  20-21
    2.3.2 设计参数的识别与修正  21-22
  2.4 本章小结  22-24
第3章嘉陵江特大桥敏感性分析与挂篮系统的应用  24-51
  3.1 工程概况  24-26
    3.1.1 苍溪嘉陵江特大桥主桥概况  24-25
    3.1.2 苍溪嘉陵江特大桥上部结构施工方案简介  25-26
  3.2 大跨径桥梁施工过程计算方法  26-27
    3.2.1 正装分析法  26
    3.2.2 倒装分析法  26
    3.2.3 无应力状态分析法  26-27
    3.2.4 本桥结构计算方法的选用  27
  3.3 有限元模型的建立  27-31
    3.3.1 几何模型的建立  28
    3.3.2 结构材料参数的选取  28-29
    3.3.3 混凝土收缩应变和徐变系数的取值  29-30
    3.3.4 边界条件的模拟  30-31
    3.3.5 施工阶段的划分  31
  3.4 主要设计参数的敏感性分析  31-43
    3.4.1 参数敏感性分析的方法  31-32
    3.4.2 结构自重  32-35
    3.4.3 主梁混凝土弹性模量  35-38
    3.4.4 有效预应力  38-41
    3.4.5 温度变化  41-43
    3.4.6 结论  43
  3.5 三角形挂篮系统  43-50
    3.5.1 三角形挂篮系统概述  43-45
    3.5.2 三角形挂篮的传力过程  45
    3.5.3 三角形挂篮的强度和刚度验算  45-46
    3.5.4 三角形挂篮稳定性验算  46-49
    3.5.5 三角形挂篮的荷载试验  49-50
    3.5.6 结论  50
  3.6 本章小结  50-51
第4章苍溪嘉陵江特大桥的施工控制  51-66
  4.1 施工控制系统的建立  51
  4.2 施工控制的主要内容  51-62
    4.2.1 线形控制  52-56
    4.2.2 应力控制  56-59
    4.2.3 稳定性控制  59-62
  4.3 施工控制的参数估计方法  62-64
    4.3.1 最小二乘法理论  62-64
    4.3.2 最小二乘法在施工控制中的应用  64
  4.4 本章小结  64-66
结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71

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