基于midas中承式复式钢箱提篮拱桥关键施工过程控制分析

摘要

中承式拱桥作为一种新兴的桥型，由于其自身的优点与桥梁建设过程中实际情况相适合的特点，在我国得到了极大的发展。中承式拱桥在施工过程中，其施工工艺较为复杂，在施工过程中常常会有许多难以预料和估计的因素，可能导致某些构件中的应力或变形过大，理论值与实际值会产生较大的偏差，并且具有累计性。因此，施工前对大桥的施工全过程进行了仿真，在施工中采用实时跟踪、监测监控的方法来配合大桥的现场施工是完全有必要的。只有根据其设计的技术要求，在全桥施工过程中，对各种工况下的各控制截面上的应变、变形、挠度以及各索的索力都进行了严格的监测，控制其在设计的允许范围内，才能有效地保证了大桥的施工安全和施工质量，起到了指导施工的作用。
　　 大跨度拱桥的施工要经过一个复杂的过程，在此过程中将受到许多确定和不确定因素的影响，导致桥梁结构的实际状态偏离理论计算分析状态。因此，桥梁施工控制的重点就是通过对施工过程中出现的偏差进行分析识别，发现问题并及时进行纠偏，同时对结构的后续阶段进行预测，使施工系统始终处于控制之中。
　　 拉萨某大桥作为目前西藏首座现代化的中承式钢箱提篮式拱桥，其钢箱拱结构形式主跨跨度120米，副拱跨度130米，主拱间距27.52米，为双向4车道中承式钢桥，拱肋为单箱式橄榄式截面，主拱为平行拱，副拱为双曲线拱，倾角30°，主副拱间设16道横撑，将主副拱连接为空间结构。施工工艺复杂，施工技术难度较高。该桥施工中的稳定问题十分关键，而这种拱桥的拱轴线在施工过程中的调整非常有限，成桥后结构的线形和应力也不能再作调整。为了保证桥梁的安全施工，使成桥后结构内力和线形满足设计要求，施工控制就显得非常重要。
　　 对于施工中稳定、应力和变形控制的实施，本文应用有限元分析软件MIDAS，对各种工况进行稳定性分析，确保每个施工阶段结构的稳定性满足要求；应力和变形控制中，以理论值为指导，采取各种监测手段，使结构的内力和线形控制在合理范围之内。
　　 经过分析和比较，确定了总体施工方案及主要施工工序。根据现有的施工条件，确定了拱肋的合拢方案，既经济可靠又缩短了工期。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

1.1 桥梁施工过程控制概述

1.2 现代中承式拱桥发展综述

1.2.1 发展概况

1.2.2 结构与构造

1.2.3 施工方法

1.3 桥梁施工过程控制发展概述

1.3.1 桥梁施工过程控制的起因

1.3.2 桥梁施工过程控制技术的发展

1.3.3 桥梁施工过程控制技术发展中存在的问题

1.3.4 中承式拱桥施工过程控制

1.4 本论文的主要工作及意义

2 桥梁施工控制基本理论准备

2.1 现代控制理论简介

2.2 基于有限元分析的桥梁施工过程控制

2.2.1 有限单元法的基本原理

2.2.2 有限单元法的理论基础

2.2.3 有限单元法的基本过程

3 某中承式拱桥施工过程概述

3.1 某中承式拱桥工程概况

3.1.1 工程规模

3.1.2 主要技术标准

3.2 施工方案的选择

3.2.1 主桥主跨

3.3 施工阶段的划分

4 某中承式拱桥施工过程分析

4.1 计算模型

4.1.1 桥道系计算

4.1.2 吊杆计算

4.2 建模计算阶段划分

4.2.1 第1阶段

4.2.2 第2至第6阶段

4.2.3 第7至第17阶段

4.2.4 第18阶段

5 某中承式拱桥基于MIDAS的施工过程计算与分析

5.1 MIDAS程序介绍

5.1.1 Midas/Civil的适用范围

5.1.2 Midas/Civil的主要特点

5.1.3 Midas/Civil的优点

5.2 施工控制建模及荷载计算

5.2.1 施工控制建模

5.2.2 荷载计算

5.2.3 单元受力计算

5.3 大桥施工控制计算及结果分析

5.3.1 结构的位移分析

5.3.2 结构的内力及应力分析

6 结论与建议

6.1 本论文研究结论

6.2 进一步可能的工作和展望

参考文献

致 谢

附录 攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表论文