连续弯梁桥受力特性与施工监控研究

发布时间：2017-05-06 13:04

  本文关键词：连续弯梁桥受力特性与施工监控研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：连续弯梁桥的出现是历史进步的必然,它的出现解决了跨越复杂地形和桥梁线型服从路线要求两大难题。但连续弯梁桥不同于直线梁桥,其受力和变形更加复杂,存在“弯—扭”耦合作用,截面形式也多种多样,尤其对于箱型截面,随着桥梁跨度的增大,其截面构造呈现变高度变曲率的特点,迫切需要深入分析其受拉、受压、受弯、受扭、翘曲以及畸变等受力状态,以方便连续弯梁桥的设计和施工。本文为了探究连续弯梁桥的一般力学特性,通过改变设计参数,对弯曲半径为300m的等跨等截面连续弯梁桥进行不同曲率半径、腹板厚度和腹板间距的研究,并对其分析结果进行归纳总结。并以太平互通预应力混凝土连续弯梁桥为工程背景,采用Midas Civil 2012建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,分析其在施工阶段和成桥运营阶段的力学特性。针对施工阶段,重点对支承反力、变形、内力以及应力随施工阶段进展进行分析;针对成桥运营阶段,重点分析各个荷载工况下连续弯梁桥的力学特性,并就挠度和应力进行最不利荷载组合,以验证连续弯梁桥的安全性。由于篇幅限制,施工监控中针对线形监控方法进行介绍,并通过理论计算和实测数据的对比分析,验证监控方法与组织管理系统的正确性。通过本文的研究,得出以下结论:(1)对成桥状态下不同曲率半径对等跨等截面连续梁桥的分析可知,当弯曲半径大于100m时,在恒载作用下,若要进行连续弯梁桥最大变形、内力(除扭矩外)和应力的粗略估计分析,可近似按直梁桥进行考虑,而扭矩随着曲率半径的减小而增大。弯曲半径在100m以下时,需单独分析。(2)在恒载作用下,腹板厚度的变化对等跨等截面连续梁桥的力学性能影响不明显,腹板间距的变化对扭矩的影响特别明显,变化幅度达到74.9%,对其它力学特性影响不太明显。(3)施工过程中,在各个施工阶段,全桥应力均在可控范围内,施工过程安全可靠。(4)成桥运营阶段,挠度和应力均在各自的最不利荷载组合下,满足桥梁设计的要求,是安全的。(5)通过太平互通A匝道1#桥工程实践,证明了本次监控是成功的,监控的理论与方法及其组织管理系统是正确的,它具有较强的实用性和推广应用价值。
【关键词】：连续弯梁桥 曲率半径 腹板参数 施工阶段 施工监控
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U445.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及研究意义10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 连续弯梁桥国内外发展现状11-12
• 1.3 连续弯梁桥的形式12-15
• 1.3.1 连续弯梁桥的结构形式12
• 1.3.2 连续弯梁桥的截面形式12-13
• 1.3.3 连续弯梁桥支撑布置形式13-15
• 1.4 论文选题的意义15
• 1.5 论文研究的主要内容15-17
• 第2章 连续弯梁桥特点与理论计算方法研究17-26
• 2.1 弯梁桥的特点17-18
• 2.2 连续弯梁桥理论研究的历史与现状18-19
• 2.3 弯梁桥的计算理论19-23
• 2.3.1 弯梁的平衡微分方程19-21
• 2.3.2 弯梁的位移与扭角21-22
• 2.3.3 弯梁的基本微分方程（符拉索夫方程）22-23
• 2.4 弯梁桥分析的其他方法23-26
• 第3章 不同设计参数对连续弯梁桥的受力性能研究26-47
• 3.1 不同曲率半径对等跨连续弯梁桥受力性能的研究26-34
• 3.1.1 模型概况26-29
• 3.1.2 不同曲率半径对连续弯梁桥变形分析29-31
• 3.1.3 不同曲率半径对连续弯梁桥内力分析31-33
• 3.1.4 不同曲率半径对连续弯梁桥应力分析33-34
• 3.2 不同腹板参数对连续弯梁桥的影响34-45
• 3.2.1 不同腹板厚度对连续弯梁桥的影响34-40
• 3.2.2 不同腹板间距对连续弯梁桥的影响40-45
• 3.3 本章小结45-47
• 第4章 连续弯梁桥结构力学行为分析47-90
• 4.1 工程概况47-49
• 4.2 全桥有限元模型建立49-52
• 4.2.1 软件及模型介绍49-51
• 4.2.2 计算荷载的模拟51-52
• 4.3 施工阶段弯梁桥力学特性分析52-64
• 4.3.1 施工阶段支反力52-53
• 4.3.2 施工阶段径向、横向和竖向变形53-57
• 4.3.3 施工阶段内力57-62
• 4.3.4 施工阶段应力62-64
• 4.4 施工阶段力学行为小结64-65
• 4.5 成桥阶段弯梁桥力学特性分析65-83
• 4.5.1 自重荷载作用工况65-70
• 4.5.2 移动荷载作用工况70-73
• 4.5.3 系统温度荷载作用工况73-76
• 4.5.4 温度梯度作用工况76-79
• 4.5.5 支座沉降作用工况79-83
• 4.6 成桥状态各荷载工况作用下汇总小结83-86
• 4.6.1 各荷载工况下的支座反力83-84
• 4.6.2 各荷载工况下的变形84
• 4.6.3 各荷载工况下的弯矩84-85
• 4.6.4 各荷载工况下的扭矩85-86
• 4.6.5 各荷载工况下的应力86
• 4.7 荷载组合下桥梁整体力学特性分析86-88
• 4.7.1 最不利荷载组合的挠度86-87
• 4.7.2 最不利荷载组合的应力87-88
• 4.8 本章小结88-90
• 第5章 施工监控研究90-113
• 5.1 施工监测与控制的目的和内容90-91
• 5.1.1 施工监控的目的90
• 5.1.2 施工监控的内容90-91
• 5.2.施工控制依据、目标及步骤91-92
• 5.2.1 施工控制依据91
• 5.2.2 施工监控目标91
• 5.2.3 施工监控步骤91-92
• 5.3.施工监控组织机构92-94
• 5.3.1 组织机构92-93
• 5.3.2 各单位职责分工93-94
• 5.4 施工控制的一般原则与计算方法94-95
• 5.4.1 施工控制计算的一般原则94
• 5.4.2 施工控制的计算方法94-95
• 5.5 施工监控计算模型95-97
• 5.6 施工控制中的误差与调整97-99
• 5.6.1 参数识别与调整法97-98
• 5.6.2 最小二乘法98-99
• 5.7 施工监测与试验99-104
• 5.7.1 施工挂篮静力荷载试验99-100
• 5.7.2 挠度监测100-104
• 5.8 主梁线形监控104-112
• 5.8.1 主要监控过程104-105
• 5.8.2 施工关键工况控制情况105-108
• 5.8.3 桥面铺装完成后桥面线形108-112
• 5.8.4 关键工况线形监控小结112
• 5.9 本章小结112-113
• 第6章 结论和展望113-115
• 6.1 结论113-114
• 6.2 展望114-115
• 致谢115-116
• 参考文献116-118
• 攻读学位期间取得的研究成果118

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