连续弯梁桥受力特性与施工监控研究

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连续弯梁桥的出现是历史进步的必然,它的出现解决了跨越复杂地形和桥梁线型服从路线要求两大难题。但连续弯梁桥不同于直线梁桥,其受力和变形更加复杂,存在“弯—扭”耦合作用,截面形式也多种多样,尤其对于箱型截面,随着桥梁跨度的增大,其截面构造呈现变高度变曲率的特点,迫切需要深入分析其受拉、受压、受弯、受扭、翘曲以及畸变等受力状态,以方便连续弯梁桥的设计和施工。本文为了探究连续弯梁桥的一般力学特性,通过改变设计参数,对弯曲半径为300m的等跨等截面连续弯梁桥进行不同曲率半径、腹板厚度和腹板间距的研究,并对其分析结果进行归纳总结。并以太平互通预应力混凝土连续弯梁桥为工程背景,采用Midas Civil 2012建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,分析其在施工阶段和成桥运营阶段的力学特性。针对施工阶段,重点对支承反力、变形、内力以及应力随施工阶段进展进行分析;针对成桥运营阶段,重点分析各个荷载工况下连续弯梁桥的力学特性,并就挠度和应力进行最不利荷载组合,以验证连续弯梁桥的安全性。由于篇幅限制,施工监控中针对线形监控方法进行介绍,并通过理论计算和实测数据的对比分析,验证监控方法与组织管理系统的正确性。通过本文的研究,得出以下结论:(1)对成桥状态下不同曲率半径对等跨等截面连续梁桥的分析可知,当弯曲半径大于100m时,在恒载作用下,若要进行连续弯梁桥最大变形、内力(除扭矩外)和应力的粗略估计分析,可近似按直梁桥进行考虑,而扭矩随着曲率半径的减小而增大。弯曲半径在100m以下时,需单独分析。(2)在恒载作用下,腹板厚度的变化对等跨等截面连续梁桥的力学性能影响不明显,腹板间距的变化对扭矩的影响特别明显,变化幅度达到74.9%,对其它力学特性影响不太明显。(3)施工过程中,在各个施工阶段,全桥应力均在可控范围内,施工过程安全可靠。(4)成桥运营阶段,挠度和应力均在各自的最不利荷载组合下,满足桥梁设计的要求,是安全的。(5)通过太平互通A匝道1#桥工程实践,证明了本次监控是成功的,监控的理论与方法及其组织管理系统是正确的,它具有较强的实用性和推广应用价值。
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