连拱桥加固施工过程数值模拟与监控控制研究

发布时间：2020-08-15 16:09

【摘要】：随着社会科学技术的进步和世界经济的迅速发展,我国的交通行业也得到了快速发展发展。在桥梁工程领域,我国拱桥的规模不断增加,跨径也越来越大,拱桥的建设技术日趋成熟。但是,由于车流量的增长和车载重的增加,拱桥出现了承载力不足的问题,加之受自然环境、设计施工、自然灾害等因素影响,现状拱桥的病害越来越多,严重时甚至导致安全事故。因此,拱桥加固逐步成为国内研究的重点。本文首先通过大量阅读参考文献,总结了国内外拱桥加固的研究背景、研究目的和意义、研究现状,并提出了本文研究的内容和方法。然后,对涉及连拱桥的连拱效应理论进行了概述,阐述了考虑连拱效应时连拱桥受力分析的两种计算方法,并结合连拱桥的特点及各计算方法的优缺点,最终选择有限元法作为连拱桥加固过程受力分析的计算方法。在选定计算方法的基础上,本文对桥梁专用有限元分析软件Midas Civil进行了介绍,并对其建模的一般步骤进行了简介。然后,本文利用有限元分析软件Midas Civil建立了绵阳市涪江二桥的有限元模型,并对加固施工过程进行了数值模拟,通过通过数据分析,证明了拟定的加固施工方案的正确性,同时,对涪江二桥实际加固施工提供了理论指导。最后,本文对涪江二桥加固过程中桥墩、拱圈进行了位移、应变变化实时动态实测,通过监测收集的监测数据与有限元计算数据进行比较分析,再次证明了加固方案制定的正确性,并在一定程度上对有限元模型的正确性进行间接证明。对监控数据过程进行分析后,本文总结了连拱桥加固施工的主要影响因素。本文通过对绵阳市涪江二桥连拱桥加固施工过程进行数值模拟分析与施工控制研究,希望对类似连拱桥的加固方案的制定提供一定的参考价值。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72
【图文】：

连拱,跨桥,受力变形,效应

连拱桥加固施工过程数值模拟与监控控制研究2 连拱桥相关理论与受力分析计算方法2.1 连拱效应理论所谓连拱效应，即在多跨连拱桥中给任意一跨作用竖向荷载，该跨在荷载作用下引起其他跨的拱墩节点发生变形，变形导致水平位移和转角产生，从而使全跨桥共同作的反应[31]。如图 2.1 所示。

换算刚度,原结构,基本结构

不存在人为的判别条件问题。该计算方法考虑了节点转角的影响，提高内力的计算精度，它比连拱拱墩抗推刚度简化计算方法前进了一步。但是，Σ不到令人满意的计算精度，主要因为在计算式中忽略了固端弯矩的影响，采用的计算公式，结点转角计算公式，降低了结构内力的计算精度，尤其对于拱脚面，计算偏差就更大了。三）换算刚度法算刚度法[33]以任意多孔的连拱为研究对象，可用于跨径不等、桥跨不同、孔数般情况。该方法综合考虑了节点水平位移和转角对结构的影响，大大提高了连精度[34][35]。在计算两铰连拱时，计算结果是精确的；在计算无铰拱，计算结的。即使是利用精度较高的连拱等效荷载和相应的影响线面积，采用换算刚度拱墩的内力计算结果是近似的。算刚度法的计算原理是：用换算墩Ａ等效荷载孔左侧的拱跨结构，用换算墩Ｂ孔右侧的拱跨结构，在同一荷载作用在中间拱跨的情况下，结构的变形、内力相同，这样求解多跨拱桥的高次超静定问题转化为了单跨拱问题，见示意图 2

曲线,曲线,多线性,本构关系

连拱桥加固施工过程数值模拟与监控控制研究动荷载、结构沉降等设置；算并提取结果。料参数及其本构关系的桥梁结构计算模型的单元形式主要有两种：空间梁格体系有限元模型和模型。在有限元分析中，需要深刻认识在实际中结构所表现的特性，选择构特性的单元，以实现分析目的。混凝土AS/Civil 程序提供的压缩曲线有常量、线性硬化、饱和硬化、多线性曲线区域可以使用的硬化-软化曲线有抛物线、Thorenfeldt 等的硬化曲线，各所示本次建模受压模型选用多线性曲线。参考《混凝土结构设计规范》e 所示本构关系。混凝土本构模型见图 2.3。

【参考文献】