基于长期健康监测数据的某S形线梁桥径向偏位研究

发布时间：2017-06-12 09:11

  本文关键词：基于长期健康监测数据的某S形线梁桥径向偏位研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国交通运输事业的快速发展,曲线梁桥在城市立交和山区高速公路中被广泛采用,但由于其“弯扭耦合”的受力特点,曲线梁桥在运营过程中屡屡出现梁体径向偏位的病害。为确保桥梁运营安全,对梁体径向偏位病害产生机理及防治方案的研究,具有一定的理论与实践意义。论文首先归纳总结了曲线梁桥的力学特点,介绍了曲线梁桥平面变形计算方法和变形监测方法。结合某高速公路S形曲线梁桥长期健康监测工程项目,应用有限元分析软件Midas Civil分析不同线形和支承形式下曲线梁桥的平面变形影响因素,结果表明:(1)结构自重、钢束预应力、均匀温度作用、梯度温度作用和车辆荷载都会对圆曲线梁桥和缓和曲线梁桥的径向位移产生影响,且曲率半径越小,影响越大。S形曲线梁桥的联端径向相对位移量受曲线方向变化的影响,不能真实反映各联自身的径向位移情况,在运营养护过程中应该在联中布置足够的变形监测点并进行长期监测;梯度温度作用是曲线梁桥内外侧支座竖向反力分配不均的主要原因。均匀温度作用是曲线梁桥产生径向位移的主要原因之一,因此在进行曲线梁桥建设时,应将竣工时间控制在气温与当地年均温度相近的时间里;车辆荷载是曲线梁桥产生向外侧径向位移的另一个主要原因,车辆荷载产生的离心力与车速的平方成正比,运营单位应设置相应的限速标志,避免车辆超速通过;(2)曲线梁桥支座滑动受限对均匀温度作用下的桥梁性能影响最大。当支座摩擦系数升高,依托工程在温度作用下的支座反力和梁体径向变形均有所增加,且联端支座在最不利荷载下可能会发生损坏或变形超限。因此,应重视曲线梁桥支座的养护;(3)该桥联间相对位移检测结果验证了有限元分析结果的合理性;本文通过对S形曲线梁桥平面变形一般规律研究,得出曲线梁桥径向偏位是多因素组合长期作用累积的结果,为确保桥梁安全畅通,应对运营曲线梁桥进行长期健康监测和定期检测。
【关键词】：曲线梁桥 健康监测 位移 分析
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 曲线梁桥的发展与应用11-12
• 1.2 曲线梁桥的常见病害及典型事故12-13
• 1.3 曲线梁桥径向偏位病害国内外研究现状13-15
• 1.3.1 国外研究现状14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 研究意义15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第二章 曲线梁桥径向偏位分析方法17-24
• 2.1 曲线梁桥的力学特点17-18
• 2.2 曲线梁桥平面变形的分析方法18-23
• 2.2.1 结构力学方法18-20
• 2.2.2 有限元分析法20
• 2.2.3 空间梁单元法20-21
• 2.2.4 板壳元法21
• 2.2.5 梁格法21-23
• 2.2.6 三维实体元法23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章S形曲线梁桥运营期长期健康监测24-34
• 3.1 运营期桥梁长期健康监测的意义24
• 3.2 运营期桥梁变形监测的主要内容24-25
• 3.3 S形曲线梁桥变形监测方法及数据后处理25-27
• 3.3.1 变形监测方法25-26
• 3.3.2 数据后处理26-27
• 3.4 某高速公路S型桥梁长期健康监测27-33
• 3.4.1 桥梁概况27-29
• 3.4.2 垂直位移监测结果29-31
• 3.4.3 水平位移监测结果31-32
• 3.4.4 桥梁定期检测结果32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 某高速公路S形曲线梁桥有限元分析34-70
• 4.1 S形曲线梁桥的平面变形因素34-52
• 4.1.1 分析模型的建立34-36
• 4.1.2 活动盆式支座的模拟36-37
• 4.1.3 结构自重的影响37-39
• 4.1.4 钢束预应力的影响39-42
• 4.1.5 均匀温度作用的影响42-46
• 4.1.6 梯度温度作用的影响46-49
• 4.1.7 车辆荷载的影响49-52
• 4.2 支座病害的影响52-54
• 4.2.1 盆式橡胶支座的结构特点52-53
• 4.2.2 盆式支座滑动受限原因53-54
• 4.3 支座滑动受限有限元分析54-60
• 4.3.1 一端支座滑动受限54-56
• 4.3.2 两端支座滑动受限56-58
• 4.3.3 全桥支座滑动受限58-60
• 4.4 综合分析60-69
• 4.4.1 线形和支承形式的影响60-62
• 4.4.2 支座滑动受限综合分析62-65
• 4.4.3 依托工程联间相对位移分析65-69
• 4.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 一、结论70-71
• 二、展望71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76-77
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见77

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