大跨度连续梁桥转体施工过程力学响应与控制分析

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目前随着我国高速铁路飞速发展,交通线路的增多,桥梁的转体施工技术逐渐被应用于穿越线路工程。桥梁转体施工技术在穿越江川、峡谷方面具有卓越的功能。竖转、平转以及平竖结合是常见的三种施工方式,平转应用较广。施工监控以及稳定控制是转体施工的关键技术。随着平转施工向着大跨度和大吨位方向发展,加上结构的复杂性,有必要对桥梁的平转施工进一步分析。本文在查阅转体施工相关文献的基础上,结合通辽铁路特大桥为背景,以有限元法理论作基础,对连续梁桥平转施工进行研究,主要研究内容如下:(1)对连续梁桥施工过程仿真分析,研究主梁在不同施工阶段下的应力及变形。(2)研究了称重试验及平转施工过程控制。(3)对转体施工过程中结构的稳定性进行分析。通过数值模拟的方法,利用Midas civil软件对桥梁的施工过程分析发现:施工过程中主梁处于受压状态,符合规范要求,结构安全。将控制截面挠度和实测值对比,误差均在规范要求内。通过正装计算法得出施工预拱度值,由修正后的立模标高指导施工,保证了实际线形和设计值吻合。利用球铰应力法研究结构的不平衡力矩,得出称重试验数据。主要包括:摩阻力矩、不平衡力矩及摩擦阻力系数。通过不平衡力矩进行配重,结合转体牵引力指导施工控制,利用支撑系统和防超转设施完成精确就位。结合规范,通过理论计算法论证结构在风载下的稳定性,经过论证稳定性符合要求。通过解析法求解角加速度为4.9×10-3rad/s2。通过数值模拟的方法,利用ANSYS软件分析结构的平转动力特性,分析显示:应力和转速的平方大体上成正相关,应力和角加速度成正比例关系,转速和角加速度对稳定性有较大影响。加速旋转中,纵桥向轴线一侧受拉,一侧受压,结构安全,验证了解析解的合理性。将转速和角加速度分别设为0.017rad/min和4.9×10-3rad/s2,作为上限值指导转体施工,保证了桥梁的平稳转体。
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