大跨度曲线连续梁桥结构分析及施工监控研究

作     者：李广昊 

作者单位：山东交通学院 

学位级别：硕士

导师姓名：徐向锋;荣杰

授予年度：2021年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：曲线连续梁桥 敏感性分析 张拉应力 曲率半径 水平位移 线性及应力监控 

摘      要：近几十来来,随着经济的不断发展,交通行业不断的进步,越来越多的桥梁被应用于道路、铁路中,曲线连续梁桥因其具有的外形美观、能更好的适应各种地形条件、桥梁伸缩缝少、良好的抗震性等优点被大量的推广于交通领域中。但曲线连续梁桥在成桥过程中,对内力及线形的外界影响因素较多,所以需对施工及桥梁本身的结构的影响展开分析,以确保最终施工可以满足线形、应力的设计要求,保证最终施工的安全性。以新台高速公路平邑互通G匝道为工程依托,结合实际工程按照36+60+36m的跨度布置,通过Midas/Civil对该弯桥进行有限元模拟,根据有限元模拟结果指导施工。研究各材料参数的变化对曲线梁桥受力变形的影响,结合受力特征分析几何或材料参数对全桥的影响。对比分析曲率半径对桥梁的影响,分别对曲率半径不同的曲线连续梁桥的成桥和未成桥（最大悬臂状态）进行分析,主要针对竖向位移、水平位移、扭转角及内力的在不同曲率半径下的变化进行分析。通过计算得到主要监控截面,通过对曲线桥的主要监控截面的控制、分析,以达到预期值。主要内容如下:（1）对新台高速公路平邑互通G匝道进行有限元模拟,结合不同的施工状态,分析桥梁的变形、内力变化。通过分析得出曲线桥变形及受力最不利截面,选取墩顶0号块、最大悬臂状态的悬臂端、边跨1/2处、成桥的跨中截面为主要监测控制截面。（2）通过有限元软件Midas/Civil对平邑互通G匝道进行敏感性分析,主要选取混凝土容重、混凝土弹性模量、预应力误差及混凝土时间进行参数分析。分析得出曲线桥的最大的影响参数为张拉控制应力,无论是内力还是变形,张拉应力对于曲线桥的影响是最大的。通过敏感性分析找出参数变化对施工产生最大影响的受力点,以加强对该点的监控,保证施工安全。（3）根据实际工程背景建立不同曲率半径的曲线桥模型,研究曲线梁桥在不同施工阶段的梁体变形与结构受力特点,分别对曲率半径不同的曲线连续梁桥的成桥和未成桥（最大悬臂状态）进行分析,主要针对竖向位移、水平位移、扭转角及内力的在不同曲率半径下的变化进行分析,研究得出曲率半径的改变对于变形影响最小的为各种状态下的竖向位移:影响最大的为最大悬臂状态的水平位移,增幅为164%,是监控中需重点监测的线形变化。（4）根据现代监控理论,与监控实例相结合,通过Midas/Civil进行理论建模分析,对平邑互通G匝道（36m+60m+36m）曲率半径250m的曲线连续梁桥的主要截面进行的线性及应力监控,监控结果满足设计成桥状态,并对后续类似工程提供借鉴。