基于有限元分析的连续梁桥同步顶升技术研究

发布时间：2020-04-14 21:54

【摘要】：关于桥梁建筑,桥梁支座因环境影响或年久失修而引起的支座老化、行车过程中对净空高度的增加、交通线路要和环境协调等方面的问题现如今出现的越来越多。为了满足使用要求,我国许多桥梁都需要进行维护甚至拆除重建,拆除就会造成大量资金的浪费以及人力物力等其他方面的损失,所以桥梁修复成为主要的技术手段。一些类型的桥梁修复时一般采用同步顶升技术。利用这项技术,能保证交通顺畅或者在尽量减少交通中断时间的前提下,更换或者维护支座来满足我们预定的净空要求,而且还具有节省资金、缩短工期的优点。同步顶升技术应用越来越广,但对不同的桥梁结构采用不同的顶升方案,都会存在一些安全风险,所以模拟梁桥特别是箱型或连续梁桥顶升修复具有较大的理论研究与应用意义。本文首先叙述了桥梁在国内外的发展状况,然后分析了国内外的一些桥梁出现坍塌的原因,对不同结构形式的桥梁进行了概括描述。而连续梁桥也是其中一种容易发生损坏的梁桥。本文是以某四跨的连续梁桥的支座实施同步顶升为例进行研究,文中详细介绍了连续梁桥的特点和主要病害以及常用的加固方法。结合工程实例,介绍了一种施工简便、快速、不影响运营,确保桥梁结构安全、无损施工,性价比优良,质量可靠,能够保证整个顶升过程中处于比较理想运行状态的整体同步顶升技术。接着利用ANSYS软件建立三维模型,施加强制性位移展开仿真模拟分析,对某一排的支座先进性试顶升,然后进行正式顶升,得出对桥梁在不同荷载作用进行顶升所产生的各种结果,以及分析出对不同跨所产生的影响,从所列举的几种工况中确定有利的顶升方案,避免不利方案。指导施工过程在受力安全状态下同步顶升操作与安全监控,提升施工安全度与效率。通过对某四跨连续梁桥在所列举的几种不同工况下试顶升和正式顶升得到的数据进行对比可以得出以下结论:试顶升5mm高度。发现工况四中最大拉应力、最大压应力以及挠度最大,所以顶升位置不能选择第四排支座。工况二和工况四由于荷载位置不对称,支座附近弯矩不能相互抵消,所以这两种工况下会产生较大的拉应力,不利于顶升;正式顶升30mm高度。工况一中最大拉应力、最大压应力以及最大挠度相对来说比较小,但该工况仍是不利工况。工况二中荷载布置在第一、第二和第四跨也是不利的顶升方案。工况三中荷载布置在第二、第三跨时,为顶升最不利位置。在顶升过程当中,产生最大拉应力的位置均在顶升处的支座。以上所述工况三为所列举工况中最不利工况,工况二、工况四和工况一的不利因素依次减弱。施工时应尽量避免以上工况对应顶升方案。其他情况均是可供选择的方案。总之,桥梁施工要重点对桥梁的支座进行改造与维护。对桥梁如此大型建筑物进行顶升、平移,建议利用有限元法进行模拟分析,通过数值模拟,可以分析出最不利的顶升方案,找出有利方案,采用PLC液压控制系统进行液压顶升,解决桥梁上部结构在顶升、降落过程中安全问题,保证桥梁的安全施工及正常运行。本文研究对除了桥梁外的其他建筑物类似顶升技术都可作为参考。
【图文】：

魁北克大桥Fig.1-1QuebceBridge

塔科马海峡大桥Fig.1-2TacomaStraitBridge
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U445.7

【参考文献】

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本文编号：2627745