学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

斜拉桥的施工监控分析和仿真计算

作　者: 王彬
导　师: 李青宁
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜拉桥几何非线性仿真分析 Midas/Civil 模拟计算
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 70次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

斜拉桥是将主梁用拉索直接拉在索塔上的一种桥梁,作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。目前,斜拉桥普遍采用悬臂挂篮施工的方法施工,由于桥梁跨度较大,双悬臂状态对结构受力很不利。而且斜拉桥属于高次超静定结构,主梁和拉索又具有几何非线性,施工状态和成桥状态又有明显的体系转换之分,这些影响都必然给桥梁结构的受力和成桥线形带来很大的变化,所以对斜拉桥施工过程进行准确的模拟分析和施工控制尤为重要。本文主要结合湖北襄阳汉江三桥主桥的设计资料和施工监控实践,围绕着混凝土斜拉桥施工控制与模拟进行了较为深入的分析和研究。首先介绍斜拉桥施工中开展施工监控的必要性,针对斜拉桥施工监控和模拟分析方法展开深入的研究;其次介绍目前常用的结构几何非线性分析的基本方法,并对斜拉桥的几何非线性影响因素和相应的处理方法进行详细的分析,包括斜拉索的垂度效应、大变形效应和梁—柱效应,并讨论各种方法的适用范围;最后根据实际工程背景建立有限元模型,对斜拉桥的合理成桥状态和施工过程进行模拟分析和数据处理。针对建设中的汉江三桥主桥工程,进行建模仿真分析是本文的核心内容。在充分了解该工程施工工序的前提下,参考相关桥梁施工控制的理论与方法,利用大型桥梁分析软件Midas/Civil,建立三维空间计算模型。采用零位移法确定合理的成桥状态,采用未闭合配合力功能求解斜拉索施工初始张拉力,然后对该斜拉桥施工过程进行正装模拟计算,得到各施工阶段下的主梁内力、挠度、索塔应力和拉索内力,并选择施工最危险的几个阶段进行重点受力分析,得出了一些有价值的结论并分析了具体计算中存在的一些问题,以便今后做进一步的研究。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1. 绪论  9-15
  1.1 斜拉桥的发展概况  9-11
  1.2 桥梁施工监控技术的重要性  11-12
  1.3 桥梁施工监控的现状和发展远景  12-13
  1.4 本文的主要研究内容  13-15
2. 斜拉桥施工监控的内容和方法  15-25
  2.1 桥梁施工监控的内容  15-16
    2.1.1 变形监控  15
    2.1.2 应力监控  15
    2.1.3 稳定控制  15-16
    2.1.4 安全监控  16
  2.2 斜拉桥施工监测的内容  16-18
    2.2.1 主梁线形监测  16-17
    2.2.2 主塔变位监测  17
    2.2.3 索力监测  17
    2.2.4 应变监测  17-18
    2.2.5 温度监测  18
  2.3 斜拉桥施工监控的特点  18-19
  2.4 桥梁的施工控制方法  19-20
  2.5 影响斜拉桥施工控制的因素  20-22
    2.5.1 结构参数  20
    2.5.2 结构分析计算模型  20-21
    2.5.3 施工监测  21
    2.5.4 施工工艺  21
    2.5.5 温度变化  21
    2.5.6 混凝土收缩和徐变  21-22
    2.5.7 施工管理  22
  2.6 斜拉桥施工控制结构分析的方法  22-25
    2.6.1 有限单元法  22-24
    2.6.2 解析法  24-25
3. 斜拉桥非线性理论分析  25-31
  3.1 影响斜拉桥几何非线性的主要因素  25-26
    3.1.1 垂度效应  25-26
    3.1.2 梁—柱效应  26
    3.1.3 大位移效应  26
  3.2 斜拉桥几何非线性问题的分析方法  26-28
    3.2.1 垂度效应引起的非线性效应  26-27
    3.2.2 梁—柱效应引起的非线性效应  27
    3.2.3 大位移效应引起的非线性效应  27-28
  3.3 斜拉桥非线性分析的基本方法  28-29
  3.4 非线性分析的基本步骤  29-31
4. 斜拉桥有限元模型的建立  31-43
  4.1 本文工程背景  32-35
    4.1.1 结构断面形式  32-34
    4.1.2 材料类型  34-35
    4.1.3 主要技术标准  35
  4.2 斜拉桥计算模型的模拟  35-41
    4.2.1 主梁的模拟  35-37
    4.2.2 索塔的模拟  37
    4.2.3 预应力筋的模拟  37-38
    4.2.4 斜拉索的模拟  38-39
    4.2.5 边界条件的模拟  39
    4.2.6 体系转换的模拟  39-40
    4.2.7 荷载条件的模拟  40
    4.2.8 混凝土的收缩徐变  40-41
  4.3 斜拉桥有限元模型的建立  41-43
5. 斜拉桥合理成桥状态的确定  43-55
  5.1 合理成桥状态的确定方法  43-44
  5.2 利用未知荷载系数法确定成桥状态  44-48
  5.3 成桥计算结果校核  48-53
  5.4 本章小结  53-55
6. 斜拉桥施工阶段仿真计算  55-83
  6.1 斜拉桥的施工概述  55-56
  6.2 斜拉桥施工阶段的划分  56-61
  6.3 确定斜拉桥合理施工状态的方法  61-63
  6.4 斜拉索施工初拉力的确定  63-64
  6.5 施工过程计算结果分析  64-77
    6.5.1 主梁弯矩结果  65-66
    6.5.2 主梁应力结果  66-71
    6.5.3 主梁挠度结果  71-72
    6.5.4 索塔受力分析  72-74
    6.5.5 拉索受力分析  74-77
  6.6 时间依存效应的影响分析  77-80
    6.6.1 时间依存效应的介绍  77-78
    6.6.2 时间依存效应对索力的影响  78
    6.6.3 时间依存效应对索塔的影响  78-80
    6.6.4 时间依存效应对跨中挠度的影响  80
  6.7 本章小结  80-83
7. 结论和展望  83-85
  7.1 结论  83-84
  7.2 展望  84-85
致谢  85-86
参考文献  86-88
附录硕士研究生学习阶段发表论文和参与的科研项目  88

斜拉桥的施工监控分析和仿真计算

内容摘要

全文目录

相似论文