悬臂施工多跨PC连续梁桥施工监控及合龙工序优化研究

摘要

随着我国基础设施的不断建设与完善，铁路与公路里程也在不断刷新着，在道路建设过程中不可避免会遇到大江、山谷等必须要架设桥梁路段，近年来，各种桥型在全国各地随处可见，其中连续梁桥在铁路桥梁中备受青睐，并向大跨多跨发展。多跨连续梁的施工通常都采用悬臂施工方法，悬臂施工工艺需要经历一个复杂的过程并且会涉及到多次结构体系的转换，结构位移及内力一直在施工中动态变化，为了确保成桥后线形及应力满足设计及规范要求，必须要在施工过程中进行控制。
　　本文以某高速铁路特大桥(48+4×80+48)m PC双线连续梁桥为施工监控背景，主要进行了以下研究：
　　（1）采用专业有限元软件桥梁博士，根据该桥施工图纸建立了杆系有限元分析模型，并对施工过程进行详细模拟，在此过程中考虑了混凝土收缩徐变、预应力损失、环境湿度等因素对结构的影响。分析了成桥阶段的梁体累计位移及内力，计算了预拱度及其立模标高，为全桥合龙提供基本保证和理论依据；
　　（2）介绍了灰色控制理论及自适应控制理论，并将两种施工控制理论合理运用到施工控制中，更加准确地对立模标高进行预测，监控结果表明该桥施工控制线形良好
　　（3）对多跨连续梁桥的合龙顺序进行了多方案设计，研究了多跨连续梁桥的合龙顺序对桥梁结构累计位移及合龙段两侧的累计位移差的影响，研究发现合龙顺序对多跨连续梁成桥累计位移及合龙段位移差都有不同程度的影响，对于多跨连续梁桥可以通过合龙顺序的优化减小合龙段两侧悬臂端的累计位移差，降低施工监控难度。
　　（4）在保证施工过程中梁体安全的前提下，对合龙阶段的预应力张拉阶段和张拉顺序进行了设计，研究了合龙阶段不同的预应力方案对成桥累计应力及位移的影响，结果表明预应力工序优化设计可减小成桥累计位移，而对梁体内力影响不大。
　　（5）连续梁桥在进行内力分析时一般不考虑桥墩的影响，针对悬臂施工过程中墩梁固结的实际情况，建立了包含桥墩的有限元分析模型，分析了高墩多跨连续梁桥中桥墩对梁体累计位移及内力的影响，研究发现高墩多跨连续梁在施工过程中墩梁固结对梁体内力及位移都有一定程度的影响，建议高墩桥梁在设计施工阶段分析时考虑桥墩的影响。

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1绪论

1.1概述

1.2 悬臂浇筑PC连续梁桥在我国的发展

1.3 多跨连续梁桥的施工控制现状

1.4本文主要研究内容

2有限元分析

2.1工程背景

2.2桥梁结构分析的有限元法理论及其程序构造

2.3有限元模型

2.4计算结果

2.5小结

3结构施工控制理论及应用

3.1施工控制的意义和目的

3.2施工监控控制体系

3.3桥梁施工控制的基本理论

3.4小结

4多跨连续梁合龙工序优化设计

4.1概述

4.2合龙顺序优化

4.3预应力张拉工序优化

4.4墩梁固结效应对合龙段施工的影响

5主梁施工过程线形监控

5.1概述

5.2测点布置

5.3立模标高的测定

5.4悬臂阶段梁体线形控制成果

5.5合龙后梁体线形

5.6线形控制结论

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献