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现代大跨度混凝土桥梁多采用自架设体系施工,在混凝土自重、预应力、桥面荷载、温度变化的作用下,悬臂梁体处于不断的变化之中,为保证正常合拢和控制成桥线形和应力符合设计要求,需要对施工过程中的挠度变形和应力进行预测和控制。这要求正确计算出分段施工过程中受力和变形的理想状态,严格按照各施工阶段的实际情况对桥梁施工过程进行仿真分析。 本文首先用MIDAS/Civil对内蒙古磴口黄河大桥施工全过程进行仿真分析,然后运用灰色系统理论中的系统云预测模型SCGM(1,1)_c和SCGM(1,2)_c,对施工梁段的挠度及应力进行了拟合和预测。论文主要工作如下: (1) 采用MIDAS/Civil有限元分析软件建立桥梁结构仿真模型,对桥梁施工全过程进行仿真分析。在仿真分析中,考虑了混凝土的收缩徐变、钢筋的预应力损失,体系转换过程中边界条件变化等因素。计算出各施工阶段的应力和挠度变化值。将MIDAS/Civil计算结果与GQJS计算结果及实测值进行比较分析,验证了MIDAS/Civil进行连续梁桥施工仿真分析的可行性和正确性。 (2) 用MIDAS/Civil对悬臂箱梁的温度场进行了仿真分析,计算出不同温度梯度下悬臂箱粱的挠度变形和应力值,并与实测值进行对比分析。 (3) 把系统云SCGM(1,h)_c预测模型运用到连续梁桥的挠度变形和应力预测中,建立灰色系统云SCGM(1,1)_c预测模型,对磴口黄河大桥施工中箱梁挠度变形进行计算和预测,并论证预测效果。 (4) 建立灰色系统云SCGM(1,2)_c预测模型,对磴口黄河大桥施工中箱梁挠度变形和应力值进行计算和预测,并论证预测效果。建立温度变化和挠度变化之间的联系,预测下一时刻两者的大小,为不同温度下立模标高的确定提供一定的参考依据。 通过分析计算表明,本文运用MIDAS/Civil建立的仿真模型是正确的。计算参数选用合理,结构影响因素考虑得较全面,仿真分析效果良好。灰色系统云SCGM(1,h)_c预测模型应用于少数据量情况下梁体挠度值和应力的拟合与预测,具有较高的精度和较广的应用前景。