连续刚构桥运营期下挠及合理预拱度研究

发布时间：2020-09-25 07:31

　　随着公路交通的蓬勃发展,连续刚构桥以其造型美观、造价经济、行车舒适、跨越能力强等独特优势,受到众多桥梁设计者青睐。然而,在已通车运营的连续刚构桥中,很多桥梁出现了不同程度的下挠和开裂现象,由此给桥梁的正常使用和结构安全造成严重威胁。设置预拱度是避免此类过度下挠的一种有效手段,而运营阶段的挠度在总挠度值中所占比例较大,因此,针对现有连续刚构桥的下挠病害统计分析,研究其病害产生原因,进而设置合理预拱度具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以陕西省交通建设集团公司交通科技项目“连续刚构(连续梁)桥施工控制关键技术研究”为依托,采取广泛调研、理论分析与数值仿真相结合的研究方法,针对连续刚构桥下挠的敏感性参数、连续刚构桥运营期下挠量预测以及连续刚构桥合理预拱度设置等内容进行了研究。首先,采用有限元程序建立实桥仿真分析模型,通过改变参数大小建立敏感性方程,进而对参数敏感性进行了研究;然后,通过调研陕西省连续刚构桥现状,采用Elman神经网络法等对单因素的挠度预测方法以及采用RBF神经网络法对多因素的挠度预测方法进行了研究;接着,基于恒载零弯矩法对运营期挠度控制进行了研究;最后,采用最小二乘法对成桥预拱度大小基于有限元程序对成桥预拱度设置进行了研究。研究结果表明,主梁混凝土容重、张拉控制应力、主梁弹性模量以及徐变系数为主要敏感性参数;挠度与时间以及挠度与各单因素挠度之间存在非线性关系,两种模型均能较好的对挠度进行预测,恒载零弯矩法可以有效的控制恒载长期挠度;估算预拱度与实测值最为接近,按照优化法设置成桥预拱度具有可靠性。本论文的研究成果对于指导连续刚构桥的设计、施工以及运营管理具有参考应用价值。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U448.23
【部分图文】：

布置图,特大桥,主桥,梁高

长安大学硕士学位论文(一) 五里坡特大桥五里坡特大桥为左右幅独立的双幅桥，其主桥在第 9 跨～第 14 跨，为跨径组合85m+4×160m+85m 的连续刚构桥。主桥截面形式采用单箱单室，主梁跨中梁高 3.5m，主梁根部梁高 9.5m，其间梁高按二次抛物线变化。单幅桥面宽度为 0.5m+11.50m+1.0m。除了墩顶 0#块采用支架现浇外，其余各单 T 箱梁块段均采用挂篮悬臂施工，总共分为19 对悬臂梁段，边跨现浇段长度为 3.9m，合龙段长度 2.0m，挂篮自重 800kN，最大悬臂浇注块重 1500kN，中跨合龙段采用三向预应力体系，吊架重量 200kN。五里坡特大桥主桥下部主墩为双薄壁空心墩，编号为 9#～13#，其中 11#和 12#为超高墩。五里坡特大桥主桥成桥图，如图 2.1 所示。主桥横断面布置图，如图 2.2 所示。

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第二章连续刚构桥下挠敏感性参数研究根据五里坡特大桥的相关设计、施工和规范文件，需要进行敏感性分析的有 12 个结构参数，其原始值如表 2.3 所示。表 2.3 结构参数原始值表编号参数名称参数取值编号参数名称参数取值1 张拉控制应力con 1395Mpa 7 收缩系数sC 12 张拉时龄期 t 7 天 8 徐变系数xC 13 预应力锚具回缩量L 12mm 9 混凝土热膨胀系数 1e-54预应力钢筋松弛系数 0.3 10 环境相对湿度 RH 0.85 预应力管道摩阻系数 0.2 11 混凝土弹性模量 E 3.45e4MPa6 预应力管道偏差系数 k 0.0015 12 混凝土容重 26KN/m3为了使计算结果更加准确，本文采用 Midas/Civil 和 Dr.Bridge 对五里坡特大桥建立2 个有限元模型，分别如图 2.3 和图 2.4 所示。利用这 2 个模型对主桥的施工过程和成桥状态进行仿真分析，2 个模型的计算结果可以相互比较验证。

模型图,模型,预应力管道,松弛系数

L4预应力钢筋松弛系数 0.3 10 环境相对湿度 RH 0.85 预应力管道摩阻系数 0.2 11 混凝土弹性模量 E 3.45e4MPa6 预应力管道偏差系数 k 0.0015 12 混凝土容重 26KN/m3为了使计算结果更加准确，本文采用 Midas/Civil 和 Dr.Bridge 对五里坡特大桥建立2 个有限元模型，分别如图 2.3 和图 2.4 所示。利用这 2 个模型对主桥的施工过程和成桥状态进行仿真分析，2 个模型的计算结果可以相互比较验证。图 2.3 MIDAS/Civil 模型

【参考文献】