【摘要】：近30年來,隨著我國基礎建設行業(yè)的不斷發(fā)展,橋梁工程取得了巨大的成就,橋梁的設計水平、施工技術和材料性能都有了大幅度的提高。同時,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民的物質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,預應力混凝土V形支撐橋梁應運而生。由于這種橋型具有梁式橋、斜腿剛構橋的特點,外形美觀、結構輕巧、視野開闊,上下線條平斜結合,獨具一格,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為工程背景,歸納總結了V形支撐連續(xù)梁橋的各種施工方法,并論述了相應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力及V撐結構局部內力,并通過現(xiàn)場監(jiān)控與ANSYS數(shù)值模擬相結合的手段,分析計算了V撐各控制截面的應力數(shù)值,初步研究了V撐結構的應力分布規(guī)律,驗證了現(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形支撐結構進行分塊澆筑過程中的自身空間應力分析及全橋施工過程中的V形支撐結構空間應力分析,利用ANSYS有限元分析軟件,提取第一主應力并繪制應力云圖,初步分析了V形支撐結構在分塊澆筑過程中的自身空間應力分布規(guī)律及全橋施工過程中的V形支撐結構應力分布規(guī)律,尋找并定位V形支撐結構這一復雜空間結構的受力不利部位,為本橋及同類型橋梁的施工提供指導。(3)利用ANSYS軟件中的優(yōu)化設計模塊,針對V形支撐傾角和截面進行結構的參數(shù)優(yōu)化分析。優(yōu)化目標從結構的可靠度、強度和工程造價方面考慮,優(yōu)化后的支撐截面使結構受力均勻,造價低廉,造型美觀,施工難度較低。通過優(yōu)化設計分析,計算得到了針對上述優(yōu)化目標的V形支撐結構最優(yōu)尺寸參數(shù)。
【圖文】：

圖 2.2 自適應施工控制系統(tǒng)工參數(shù)的識別是自適應控制的關鍵，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現(xiàn)；二是 Kalman 濾波法，該方法基于隨機狀態(tài)來實現(xiàn)。 施工控制的影響因素橋施工控制內容主要包括應力控制、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際施工狀態(tài)盡可能的與理想設計狀但因施工環(huán)境的復雜性以及影響因素的多樣性，上述狀態(tài)很難實現(xiàn)。引起主要因素有：1）設計參數(shù)的定義與結構的實際參數(shù)存在誤差；2）預應力體系中實際張拉應力與理論值存在誤差；3）掛籃荷載與理論值存在誤差；4）由于結構自重的影響，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合的手段，提高建模效率與準確性，在不占用大量計算資源的情況下，較為準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，，主梁選用梁單元進行模擬，根據(jù)箱梁截面變化規(guī)律，結合大橋實際施工階段，全橋共定義了 124 個梁單元，147 個節(jié)點，模型支座約束方式根據(jù)圖紙布置模擬。按照現(xiàn)場實際施工計劃定義模型施工階段，同時考慮施工過程中結構體系轉換、混凝土收縮徐變、預應力損失等因素對大橋內力和線形的影響，其他參數(shù)根據(jù)設計圖紙資料進行準確模擬。主橋有限元模型如圖 2.4 所示。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U445.4

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本文編號：2628427