【摘要】：隨著施工工藝與技術(shù)的發(fā)展,斜拉橋以其優(yōu)越的跨越能力和良好的結(jié)構(gòu)性能受到越來越多的橋梁建設(shè)者的青睞。其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也使得斜拉橋的施工控制成為重要的研究課題,而施工控制的基礎(chǔ)是施工仿真分析,通過控制施工過程以及成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與線形,以使斜拉橋在成橋狀態(tài)滿足設(shè)計期望值。本文以永寧黃河公路大橋?yàn)楣こ瘫尘?建立Midas/Civil全橋有限元模型,結(jié)合實(shí)際施工程序進(jìn)行正裝分析,對預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的施工仿真分析問題進(jìn)行探討。本文首先介紹了施工仿真分析理論,其施工仿真分析內(nèi)容主要包括合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài),接著對斜拉橋主梁與斜拉索的模擬方法做了總結(jié),并根據(jù)實(shí)際需要,最終采用空間桿系結(jié)構(gòu),單主梁模型進(jìn)行分析計算。本文的主要內(nèi)容是斜拉橋的有限元計算分析部分,對斜拉橋的每個施工階段及成橋階段進(jìn)行詳細(xì)的仿真分析,重點(diǎn)研究結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力、索力、主梁變形及塔柱偏位,其結(jié)果表明該橋受力合理、線形整體平順。同時分析各個施工狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受力與變形情況,并研究典型主梁節(jié)段在不同施工狀態(tài)下的變化規(guī)律,為施工控制提供理論基礎(chǔ),接著提出了立模標(biāo)高的計算及控制方法。另外對比分析設(shè)計參數(shù)對施工控制的影響情況,其結(jié)果表明結(jié)構(gòu)自重與混凝土收縮徐變對橋梁的受力與線形變化有較為顯著的影響,施工控制過程中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注。然后對永寧黃河公路大橋進(jìn)行穩(wěn)定性分析,分別選取塔柱施工狀態(tài)、最大雙懸臂施工狀態(tài)、最大單懸臂狀態(tài)與成橋狀態(tài)四種工況,按照第一類穩(wěn)定性問題計算不同模態(tài)下結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形式及特征值,結(jié)果表明該橋具有良好的穩(wěn)定性,均滿足規(guī)范要求。最后統(tǒng)計匯總部分現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù),并與理論值對比分析,以成橋階段主梁的線形、應(yīng)力以及斜拉索索力為目標(biāo)。實(shí)測數(shù)據(jù)與理論計算值較為吻合,全橋索力分布均勻,主梁線形整體平順,滿足設(shè)計要求,施工控制得到較好的結(jié)果,可供類似斜拉橋施工監(jiān)控參考。
【圖文】：

實(shí)際結(jié)構(gòu)同計算模型之間的剛度等效性，空間組合單元模型則要關(guān)注不同單元結(jié)合部之間的節(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào)性。大跨度斜拉橋本身是柔性結(jié)構(gòu)體系，非線性的影響比較重要，，而非線性主要體現(xiàn)在材料及幾何非線性這兩個方面[21]。1.4.1 全橋模擬全橋模型因?yàn)榻?jīng)常受到計算規(guī)模的局限所以一般使用空間桿系模型�？臻g桿系常根據(jù)主梁的模擬情況分為單主梁模型、Π形模型、雙主梁模型及三主梁模型[22]。雖然使用板殼、梁及塊體單元組合所建的模型，跟桿系結(jié)構(gòu)模型相比具有在剛度和質(zhì)量分布等方面同實(shí)際結(jié)構(gòu)的差別較小的優(yōu)點(diǎn)，但是這種方法的工作量比較繁瑣，對混凝土徐變和預(yù)應(yīng)力等方面的分析處理較為麻煩[23]。對于單主梁模型，顯然主梁截面的扭轉(zhuǎn)中心位于其中間軸線。雙索面斜拉橋的主梁模型則是用短剛臂及斜拉索鏈接從而變?yōu)椤棒~骨”式。準(zhǔn)確的主梁剛度系統(tǒng)及質(zhì)量系統(tǒng)是此類模型的優(yōu)點(diǎn)，而缺點(diǎn)則是橫梁的剛度及主梁的翹曲剛度不能夠考慮地十分充分[24]。如果采用剛臂的連接方式其桿件數(shù)則一定會增多，于此同時，若剛臂剛度的取值不太恰當(dāng)，那對自振的頻率值也能夠產(chǎn)生不利影響。

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，以兩片邊主梁之間的中心距作為質(zhì)點(diǎn)之間的橫向間距，而質(zhì)點(diǎn)的豎向位置則設(shè)立由截面質(zhì)心的水平線之上，節(jié)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)之間通過水平剛臂與豎向剛臂相連接，是為。此類模型因?yàn)橘|(zhì)量分散于兩側(cè)，從而可以主動產(chǎn)生轉(zhuǎn)動慣量。這這模型把剛度系質(zhì)量系統(tǒng)置于相應(yīng)的位置之上，可以較為準(zhǔn)確地表達(dá)截面的實(shí)際受力情況，但是由點(diǎn)數(shù)及桿件數(shù)數(shù)量太大，從而導(dǎo)致其計算工作量也相應(yīng)變大，與此同時因?yàn)閯偠燃瑐�節(jié)點(diǎn)之上，因此難以充分考慮翹曲剛度產(chǎn)生的影響[24]。
【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】：2017
【分類號】：U445.4;U448.27

【參考文獻(xiàn)】

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9 王

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