高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究

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4、Ｘ西安建筑科技大学硕士学位论文高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究专业：结构工程硕士生：陈凯旋指导教师：高大峰教授摘要高墩大跨连续刚构桥是一种重要的桥梁形式，一般采用悬臂施工法进行施工。三水河特大桥为咸阳至旬邑高速公路上的一座特大型连续刚构桥，它集超高墩、长联、大跨特征于一身，本文依托该桥梁结构的施工建造，深入现场进行实时施工监测，并根据所凝练的相关问题，对比研究了大量国内、外有关预应力混凝土连续刚构桥的监控资料，利用MIDAS/Civil有限元软件建立数值模拟模型，对该桥梁箱梁梁段的建造、全桥的合龙施工进行

5、了全过程的监控。结果表明：采用悬臂施工法修建的三水河特大桥满足规范《公路桥涵设计通用规范》JTGD600-2004和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2012要求。具体工作如下：阐述了桥梁施工监测与控制的基本原理，简要评论了目前国内外高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥施工监测技术发展的历史与现状。运用MIDAS/Civil软件建立数值模拟模型，对该桥梁结构进行施工控制方面的仿真模拟。求出相应的应力值和挠度值，并与实测的施工监测数据对比以修正相关的模型参数，使之与实际相符，为该种桥梁结构的施工控制提

6、供了理论计算基础。基于施工过程中箱梁的高程变化数据，运用MIDAS有限元模型对数据进行参数识别、分析，继而为下一梁段箱梁的立模标高提供修正依据，以指导施工、建造，结果表明：成桥后梁底线形良好，符合设计要求。为保证箱梁梁体结构材料不发生破坏，对箱梁截面12#墩2#块所采集的应力数据进行分析，实测最大压应力值满足规范要求。结果表明：该梁段在各施工阶段的应力状态均满足设计要求。在日照产生的温度梯度荷载条件下，顶板和底板分别受到压应力和拉应力的西安建筑科技大学硕士学位论文作用，最大应力值位于跨中位置。经软件模拟计算，荷载工况

7、组合下（含温度梯度荷载），顶板和底板受到的最大压应力分别为11.4MPa和12.9MPa；12#墩10#块顶板和底板在下午3时受到的最压应力实测值分别为12.84MPa和8.52MPa，均满足规范要求。温度应力对桥梁产生向下的挠度，跨中挠度值为21.7mm。对咸阳地区该类型桥梁箱梁的合理温度梯度进行了研究：通过对该桥梁箱梁进行24小时的温度监控，基于经典热力学理论，建立ANSYS模型，运用瞬态热分析，求出了该桥梁夏季日最不利时刻（15:00）的理论温度场；并将有关温度的理论计算值与实测温度值进行对比，修正、优化计算模

8、型，遂得出适合该地区夏季的混凝土箱梁温度场分布图；与国内、外相关的公路规范对比，结果证明该温度梯度数值模拟模型较为合理。对桥梁合龙施工过程进行了理论分析：对梁段高程，应力应变，温度场进行实时监控；在合龙完成后，通过有限元软件进行分析、验证，结果表明理论计算精度达到预期要求。关键词：连续刚构桥；施工控制；挠度；合龙；温度梯度基金项目：国家自然科学