大跨度高铁梁-拱组合桥梁施工控制与分析研究

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大跨径连续梁-拱组合桥梁因其新颖的结构形式和良好的受力性能,近年来在桥梁工程中得到了广泛的应用。同时,大跨径连续梁-拱组合桥施工控制意识和标准也得到了重视和提高。本文在总结国内外连续梁-拱组合桥发展的基础上,对连续梁-拱组合桥的施工控制进行了总结,并以某(90+180+90)m大跨度高铁梁-拱组合桥为工程背景,对大跨度连续梁-拱组合桥的监测和控制方法进行了全面的分析和研究。本文主要从以下几个方面进行研究:(1)运用Midas/Civil建立了该连续梁-拱组合桥完整的有限元模型,通过计算分析得到桥梁各个施工阶段的位移和应力数据,为施工控制提供了理论数据,对现场施工控制具有重要的指导意义。(2)采用刚性支承法和刚性吊杆法确定该桥合理成桥状态,通过对比两种成桥状态下的连续梁和拱肋受力情况可知,刚性支承法更适合该桥合理成桥索力的确定。使用倒退-正装差值迭代法和影响矩阵法求得一次张拉成型和二次张拉成型不同施工顺序下的吊杆索力。通过对比分析各个施工方案下拱肋应力和位移情况,确定两次张拉并采用从拱脚至拱顶对称间隔张拉为最优的张拉方案。(3)运用Midas/Fea建立该桥梁拱结合部位的有限元模型,获得等效荷载局作用下的连续梁、拱座与拱肋混凝土和拱肋钢管应力位移数据。通过数据分析,梁拱结合部在施工阶段应力较为合理,变形符合设计要求。(4)对该大跨度高铁梁-拱组合桥的连续梁、拱肋的应力和线形以及吊杆索力进行现场监控,通过对比分析实测值与理论值可知,连续梁和拱肋各截面的应力实测值与理论值较为符合,全桥高程各节段张拉后以及吊杆张拉后的连续梁实测标高与理论标高最大差值均小于15mm,拱肋的变形的实测值基本符合理论变化值,按照最优张拉方案张拉吊杆后的成桥索力与设计值差值不超过4%,连续梁和拱肋在施工过程中线形和应力均呈现良好的好发展趋势,吊杆索力符合相关规范的要求。
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