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先简支后连续梁桥施工线形控制技术研究

作　者: 陈自航
导　师: 熊健民; 周金枝
学　校: 湖北工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 大跨径桥梁线形控制施工误差有限元
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

“先简支后连续”结构形式桥梁的研究在国内虽然起步较晚，但仍取得了许多研究成果。尤其是在桥梁结构理论和施工控制理论方面，达成了许多共识。但是，如何将理论的研究成果，结合具体的监控和施工控制，来最终达到设计的要求，这方面的研究内容较少。本文以郑州桃花峪黄河大桥第五标段大跨径等截面箱梁为研究对象，结合相关理论，对短线法施工控制过程进行研究。本文从以下几个方面进行研究：首先介绍了“先简支后连续”桥梁施工监控的内容和方法。线形控制是短线法施工监控的主要任务，也是本文的核心内容。对影响桥梁施工控制的因素也必须加以重视，否则会影响到控制的精度。其次，在介绍了先简支后连续桥梁施工特点的基础上，重点研究了短线法预制梁线形控制的基本方法，分析了施工形成的过程和原理；得到了匹配坐标的计算方法及精度控制的一些基本方法；针对短线法线形控制中出现误差的原因进行了分析和总结，并解释了误差产生的各种原因。在相关理论的基础上，对如何减少平面立面误差、提高线形精度作了分析。再次，结合工程实际，选取合理参数，利用桥梁分析软件Midas/civil建立模型，对施工阶段全过程进行了有限元分析。得到了本桥预制线形与设计线形之间的关系。为本桥的施工提供了理论的依据。在此基础上，结合第三章的内容，举工程实例进行计算。最后，对桥梁架设过程的施工线形控制进行了研究，分析了误差产生的原因和调整施工误差的方法。根据最后的成桥状态表明，此次施工控制措施得当，线形效果理想。据此表明了文中提出的短线法施工控制技术和有限元分析的准确与可行性，为科学地指导“先简支后连续”桥梁的线形控制提供了理论依据，并为其它类似工程提供了参考与借鉴。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 论文选题背景  10-11
  1.2 先简支后连续体系桥梁的研究进展  11-14
    1.2.1 简支体系桥梁的发展  11-13
    1.2.2 先简支后连续梁桥的发展  13-14
  1.3 节段预制方法简介  14-15
    1.3.1 长线法预制  14
    1.3.2 短线法预制  14
    1.3.3 长线法与短线法优缺点对比  14-15
  1.4 节段梁拼装方法  15-16
    1.4.1 整跨架设法  15-16
    1.4.2 悬臂平衡拼装法  16
  1.5 本文的研究工作  16-17
第二章先简支后连续梁桥的施工控制  17-25
  2.1 施工控制的目地和意义  17
  2.2 施工控制的内容  17-19
    2.2.1 施工全过程的结构安全控制  17-18
    2.2.2 预制阶段的线形控制  18
    2.2.3 关键施工工况的结构响应控制  18
    2.2.4 节段安装线形控制  18-19
    2.2.5 体系转换过程的控制  19
  2.3 施工控制的方法  19
  2.4 桥梁施工控制的影响因素  19-20
  2.5 监控参数的选取  20-22
    2.5.1 线形监测  20-21
    2.5.2 应力监测  21
    2.5.3 影响监控参数选取的因素  21-22
  2.6 桥梁施工控制结构分析方法  22-24
    2.6.1 前进分析法  22
    2.6.2 倒退分析法  22-24
    2.6.3 反馈控制法  24
  2.7 本章小结  24-25
第三章短线法线形控制研究  25-42
  3.1 箱梁短节段预制工艺  25-26
  3.2 线形控制原理及方法  26-33
    3.2.1 短线法预制梁线形控制原理  26-27
    3.2.2 短线法线形控制方法  27-30
    3.2.3 线形控制的坐标计算  30-32
    3.2.4 坐标变换精度控制  32-33
  3.3 结构线形的确定  33-35
    3.3.1 预制线形和制作预拱度  34
    3.3.2 拼装线形和施工预拱度  34-35
  3.4 预制阶段线形控制技术  35-37
    3.4.1 模板精度控制  35-36
    3.4.2 匹配精度控制  36
    3.4.3 测量精度控制  36-37
  3.5 连续梁桥施工误差调整方法  37-38
    3.5.1 设计参数识别修正法  37
    3.5.2 灰色预测法  37-38
    3.5.3 卡尔曼滤波法  38
  3.6 短线法误差处理  38-41
    3.6.1 误差产生原因  38-39
    3.6.2 误差的调整与计算  39-41
  3.7 本章小结  41-42
第四章工程实例与仿真计算  42-70
  4.1 工程背景  42-44
    4.1.1 误差设计标准  42-43
    4.1.2 结构要点  43-44
  4.2 仿真计算主要的计算内容  44-46
    4.2.1 节段预拱度的计算  44-45
    4.2.2 施工阶段受力与变形的计算  45-46
  4.3 仿真计算模型  46-50
    4.3.1 模型参数  46-47
    4.3.2 施工阶段  47-49
    4.3.3 计算中应注意的问题  49-50
  4.4 结构验算  50-64
    4.4.1 静力特性计算  50-54
    4.4.2 汽车活载计算  54-56
    4.4.3 温度作用计算  56-59
    4.4.4 支座沉降计算  59-60
    4.4.5 荷载组合验算  60-63
    4.4.6 仿真计算结果  63-64
  4.5 短线法计算实例与误差分析  64-69
    4.5.1 梁厂预制流程  64-65
    4.5.3 数据测量与采集  65
    4.5.4 预埋点与测量精度控制  65-66
    4.5.5 匹配计算  66-67
    4.5.6 匹配误差修正  67-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章节段箱梁拼装架梁与线形控制研究  70-83
  5.1 架桥机  71-72
  5.2 大跨径节段箱梁预制安装  72-77
    5.2.1 节段箱梁的安装  72
    5.2.2 施工方案概述  72
    5.2.3 主要工序施工方法  72-73
    5.2.4 节段箱梁安装  73-77
  5.3 节段拼装线形控制  77-79
  5.4 匹配精度控制  79-80
  5.5 结构体系转换及线形精度控制  80-81
  5.6 本章小结  81-83
第六章结论和展望  83-85
  6.1 本文结论  83-84
  6.2 课题展望  84-85
参考文献  85-88
致谢  88-89
附录攻读硕士期间发表的论文  89

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