基于大型移动模架施工的桥梁施工控制

发布时间：2017-08-05 14:14

  本文关键词：基于大型移动模架施工的桥梁施工控制

  更多相关文章： 移动模架 连续梁桥 有限元模拟 预压试验 施工控制

【摘要】：移动模架工法因具有工序程序化、施工周期短、经济效益高、交通影响小、无需进行基础处理等优点,在中小跨混凝土桥梁建设中得到了广泛的应用。基于大型移动模架施工桥梁的施工控制尚存在较多问题,如错台和开裂控制等,并且移动模架在施工中的安全质量事故时有发生,制约了移动模架在桥梁施工中的进一步推广使用。本文以湖北鄂州武四湖大桥移动模架施工为背景,对移动模架结构受力分析、荷载试验以及移动模架施工箱梁的施工控制关键技术进行了研究,研究的主要内容如下:(1)对移动模架施工过程中可能承受的受力情形进行了有限元模拟分析。结果表明:虽然模架的强度和稳定性均符合设计和相关规范要求,但首跨浇筑工况的挠跨比为1/496,稍大于设计控制值1/500,建议主梁刚度予以适当加强;且首跨浇筑工况主梁跨中梁底拉应力为210MPa,梁顶压应力为220MPa,均接近规范限值,建议采取加强措施,如增大钢主梁截面高度或加大顶、底板厚度等,并且在施工过程中严密监控该区域的应力变化情况。(2)对移动模架预压各加载工况下主梁、横梁、挂梁以及吊杆的变形和应力进行了模拟计算,并与预压试验现场实测数据进行对比,对移动模架加工制作质量和结构安全性进行了评估。结果表明:虽然主梁在加载及持荷期间始终在弹性范围内工作,但挂梁实测弹性变形值约为理论值的50%~125%左右,由上横梁、吊杆以及挂梁共同组成的承重结构实际刚度小于设计刚度,建议增加其刚度。卸载后挂梁的残余变形较大,在模架正式投入使用之前需要进行预压试验充分消除该部分非弹性变形。(3)依据大型上行式移动模架及武四湖大桥的结构特点,制定了适于该工程的施工监控方案并得以有效实施。首先,通过模架预压并依据详细的施工控制分析结果确定合理立模标高,成功实现了线形控制,各控制点标高误差值不超过±2cm。采用理论计算确定箱梁浇筑分段,并通过采取在已浇梁段悬臂部位设置临时支撑以及吊杆多次预张拉等措施,实现了已浇筑梁段悬臂端接缝处错台的有效控制。节段间错台均控制在10mm内,与不采取措施相比减小了49mm。此外全桥纵、横向线形及应力控制结果良好,各测点应力实测值与理论值的误差绝大部分均处于±20%以内,施工过程中无裂缝产生,开裂控制效果良好。
【关键词】：移动模架 连续梁桥 有限元模拟 预压试验 施工控制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 混凝土桥梁常用施工方法10-14
• 1.3 移动模架施工技术发展14-19
• 1.3.1 国外发展及应用14-17
• 1.3.2 国内发展及应用17-19
• 1.4 桥梁施工监控技术的发展19-22
• 1.4.1 国外桥梁施工监控研究现状19-20
• 1.4.2 国内桥梁施工监控研究现状20-22
• 1.5 依托工程概况22-24
• 1.5.1 结构布置22
• 1.5.2 施工概述22-23
• 1.5.3 工程特点及技术难点23-24
• 1.6 本文研究的主要内容24-25
• 第2章 移动模架受力分析25-55
• 2.1 引言25
• 2.2 有限元模型建立25-28
• 2.2.1 主要参数取值25-26
• 2.2.2 单元选取26
• 2.2.3 网格划分26-27
• 2.2.4 边界条件27-28
• 2.3 移动模架工作状况分析28-53
• 2.3.1 自重荷载计算29-31
• 2.3.2 首跨浇筑计算分析31-39
• 2.3.3 标准跨浇筑计算分析39-44
• 2.3.4 末跨浇筑计算分析44-50
• 2.3.5 行走工况计算分析50-53
• 2.4 本章小结53-55
• 第3章 移动模架预压试验55-72
• 3.1 引言55
• 3.2 试验目的55
• 3.3 试验方案55-60
• 3.3.1 加载方案55-57
• 3.3.2 测点布置57-60
• 3.3.3 测试方法60
• 3.4 有限元模拟60-65
• 3.4.1 预压荷载模拟60-61
• 3.4.2 计算结果61-65
• 3.5 试验结果65-71
• 3.5.1 变形测试结果65-67
• 3.5.2 应力测试结果67-71
• 3.6 本章小结71-72
• 第4章 移动模架现浇箱梁施工监控72-97
• 4.1 引言72
• 4.2 施工控制的基本原理72-73
• 4.3 武四湖大桥施工阶段计算分析73-78
• 4.3.1 有限元模型73-75
• 4.3.2 计算结果75-78
• 4.4 武四湖大桥施工监测78-79
• 4.4.1 变形测试78
• 4.4.2 应力测试78-79
• 4.5 武四湖大桥施工控制79-95
• 4.5.1 标高控制81-94
• 4.5.2 应力控制94-95
• 4.6 本章小结95-97
• 结论与展望97-100
• 参考文献100-103
• 致谢103

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