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大跨径钢箱提篮拱桥的施工监控与仿真

作　者: 郭成龙
导　师: 朱若燕
学　校: 湖北工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 拱桥 施工控制 有限元分析
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 30次
引　用: 1次
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内容摘要


随着交通建设发展的需要，大跨径桥梁作为公路的重点工程，其建设任务倍加艰巨。同时，随着桥梁技术的不断提高，桥梁的结构形式出现了多种变化。形式的不断丰富都脱离不了桥梁的结构安全、可靠、耐用这三个重要性能指标。为了达到桥梁结构安全、可靠、耐久的运营理念，其关键在于对大型桥梁建造过程实施施工控制。本文以某大跨径钢箱提篮拱桥的施工监控过程为研究背景，对该桥结构应力及线形变化的监控数据进行了分析，并运用有限元计算软件对桥梁结构进行仿真计算，最后将计算结果与实测数据对比分析。研究大桥施工过程中结构应力及线形变化规律，以及有限元仿真在工程实际中的应用价值。本文主要完成了以下工作：1）介绍了拱桥的主要特点，结合国内外施工监控技术的发展历程，概述了桥梁施工监控的内容及意义。2）在掌握桥梁施工控制原理的基础上，介绍了有限元分析方法的理论基础及建模过程。3）运用先进的测量手段和仪器得到精确的监控数据。通过对施工监控数据的分析和总结，并将之与有限元分析的计算结果进行对比分析，对施工过程中的线形控制，应力张拉发出控制指令。4）以Midas/Civil软件为主要有限元分析计算软件，建立桥梁三维空间有限元仿真模型，对其成桥阶段的结构进行了仿真分析，得出了桥拱成桥阶段的位移及应力值，并与实测数据分析得到的预测值进行了对比分析，验证了有限元分析方法在桥梁施工监测中的可行性和实用性。在此基础上，对多个结构参数进行了敏感性分析，得出显著影响该桥线形和内力变化的敏感性参数，并据此提供监控意见。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章 引言  9-12
  1.1 拱桥的主要特点及发展概况  9-11
    1.1.1 拱桥的发展史  10
    1.1.2 拱桥的现状  10
    1.1.3 拱桥的发展方向  10-11
  1.2 本文研究主要内容  11-12
第2章 桥梁施工控制概述  12-21
  2.1 大跨径桥梁施工控制概述  12-15
    2.1.1 施工控制目的  12
    2.1.2 施工控制概念  12-14
    2.1.3 施工控制原则  14-15
  2.2 大跨径桥梁施工监控内容  15-17
    2.2.1 施工控制内容  15-16
    2.2.2 施工监控工作流程  16
    2.2.3 组织协作体系  16-17
  2.3 工程实际概况  17-21
    2.3.1 施工监控工程概述  17-20
    2.3.2 施工方案及流程概述  20-21
第3章 拱桥施工监控实例分析  21-50
  3.1 施工监控内容概述  21-23
    3.1.1 施工监控主要内容概述  21
    3.1.2 施工监控精度目标  21-23
  3.2 线形和位移监测  23-32
    3.2.1 拱座位移  23
    3.2.2 拱肋空间坐标  23
    3.2.3 拱肋变形监测  23-25
    3.2.4 扣塔塔顶偏位监测  25
    3.2.5 主梁标高和中线偏差监测  25-26
    3.2.6 拱座沉降监测和拱座变位监测  26
    3.2.7 线形和位移监测结果及分析  26-32
  3.3 索力、应力监测  32-50
    3.3.1 索力测试  32-35
    3.3.2 应力测试  35-41
    3.3.3 索力和应力监测结果及分析  41-50
第4章 施工控制有限元仿真计算分析  50-76
  4.1 结构有限元分析基本原理  50
  4.2 施工过程仿真计算分析  50-54
    4.2.1 施工控制计算方法  50-51
    4.2.2 监控计算主要内容  51-52
    4.2.3 误差分析和参数估计  52-54
  4.3 仿真计算模型的建立  54-59
    4.3.1 计算软件  54
    4.3.2 计算参数  54-56
    4.3.3 施工阶段划分  56-57
    4.3.4 建立计算模型  57-59
  4.4 仿真计算分析  59-72
    4.4.1 结构变形分析  59-66
    4.4.2 结构应力分析  66-72
  4.5 监控控制参数影响性分析  72-76
    4.5.1 拱肋最大悬臂阶段控制参数影响性分析  73-74
    4.5.2 成桥阶段控制参数影响性分析  74-76
第5章 结论及展望  76-78
  5.1 总结  76-77
  5.2 课题展望  77-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
附录 攻读硕士期间发表的论文  82

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 施工技术
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