【摘要】：近30年來,隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展,橋梁工程取得了巨大的成就,橋梁的設(shè)計(jì)水平、施工技術(shù)和材料性能都有了大幅度的提高。同時(shí),隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民的物質(zhì)生活水平及精神需求層次都有了大幅的提高,對新建橋梁外觀方面的要求日益增加。在這種大背景下,預(yù)應(yīng)力混凝土V形支撐橋梁應(yīng)運(yùn)而生。由于這種橋型具有梁式橋、斜腿剛構(gòu)橋的特點(diǎn),外形美觀、結(jié)構(gòu)輕巧、視野開闊,上下線條平斜結(jié)合,獨(dú)具一格,與周圍環(huán)境配合相得益彰,適合于對景觀要求比較高而跨徑要求不是很大的地方。本文以溫榆河特大橋?yàn)楣こ瘫尘?歸納總結(jié)了V形支撐連續(xù)梁橋的各種施工方法,并論述了相應(yīng)的施工控制方法和理論,分別建立了整體和局部的有限元分析模型,初步研究了在V撐澆筑過程中及全橋施工過程中V撐的應(yīng)力分布規(guī)律。本文的主要研究工作如下:(1)針對本文施工背景進(jìn)行了主橋施工控制仿真分析及局部V撐施工控制仿真分析,建立了Midas/civil整體模型及ANSYS局部模型,提取了各控制工況的全橋內(nèi)力及V撐結(jié)構(gòu)局部內(nèi)力,并通過現(xiàn)場監(jiān)控與ANSYS數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,分析計(jì)算了V撐各控制截面的應(yīng)力數(shù)值,初步研究了V撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布規(guī)律,驗(yàn)證了現(xiàn)有監(jiān)控手段在V形支撐連續(xù)梁橋這一特殊橋梁形式中的適用性。(2)通過對V形支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行分塊澆筑過程中的自身空間應(yīng)力分析及全橋施工過程中的V形支撐結(jié)構(gòu)空間應(yīng)力分析,利用ANSYS有限元分析軟件,提取第一主應(yīng)力并繪制應(yīng)力云圖,初步分析了V形支撐結(jié)構(gòu)在分塊澆筑過程中的自身空間應(yīng)力分布規(guī)律及全橋施工過程中的V形支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布規(guī)律,尋找并定位V形支撐結(jié)構(gòu)這一復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的受力不利部位,為本橋及同類型橋梁的施工提供指導(dǎo)。(3)利用ANSYS軟件中的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,針對V形支撐傾角和截面進(jìn)行結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化分析。優(yōu)化目標(biāo)從結(jié)構(gòu)的可靠度、強(qiáng)度和工程造價(jià)方面考慮,優(yōu)化后的支撐截面使結(jié)構(gòu)受力均勻,造價(jià)低廉,造型美觀,施工難度較低。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)分析,計(jì)算得到了針對上述優(yōu)化目標(biāo)的V形支撐結(jié)構(gòu)最優(yōu)尺寸參數(shù)。
【圖文】：

圖 2.2 自適應(yīng)施工控制系統(tǒng)工參數(shù)的識別是自適應(yīng)控制的關(guān)鍵，目前識別方法主要有兩類：一是最小二基于誤差最小化算法來實(shí)現(xiàn)；二是 Kalman 濾波法，該方法基于隨機(jī)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。 施工控制的影響因素橋施工控制內(nèi)容主要包括應(yīng)力控制、變形控制、穩(wěn)定性控制、安全控制等橋施工監(jiān)控的主要目的在于保證橋梁實(shí)際施工狀態(tài)盡可能的與理想設(shè)計(jì)狀但因施工環(huán)境的復(fù)雜性以及影響因素的多樣性，上述狀態(tài)很難實(shí)現(xiàn)。引起主要因素有：1）設(shè)計(jì)參數(shù)的定義與結(jié)構(gòu)的實(shí)際參數(shù)存在誤差；2）預(yù)應(yīng)力體系中實(shí)際張拉應(yīng)力與理論值存在誤差；3）掛籃荷載與理論值存在誤差；4）由于結(jié)構(gòu)自重的影響，模板會發(fā)生變形，帶來誤差；5）現(xiàn)場施工人員在測量過程中具有儀器誤差和人工誤差；

高速鐵路大跨度V 撐連續(xù)梁橋施工階段空間應(yīng)力分析及參數(shù)優(yōu)化研究2.3 主橋施工控制仿真分析本文采用先整體后局部的建模思想，通過整體模型與局部模型相結(jié)合的手段，提高建模效率與準(zhǔn)確性，在不占用大量計(jì)算資源的情況下，較為準(zhǔn)確的分析全橋及局部的受力分布情況。本文選用 Midas/civil 軟件建立大橋有限元分析整體模型，選用 ANSYS 軟件建立大橋有限元分析局部模型。2.3.1 整體模型的建立建模時(shí)，，主梁選用梁單元進(jìn)行模擬，根據(jù)箱梁截面變化規(guī)律，結(jié)合大橋?qū)嶋H施工階段，全橋共定義了 124 個(gè)梁單元，147 個(gè)節(jié)點(diǎn)，模型支座約束方式根據(jù)圖紙布置模擬。按照現(xiàn)場實(shí)際施工計(jì)劃定義模型施工階段，同時(shí)考慮施工過程中結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失等因素對大橋內(nèi)力和線形的影響，其他參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙資料進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。主橋有限元模型如圖 2.4 所示。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U445.4

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