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原文传递三主梁移动模架关键技术研究

论文题名：	三主梁移动模架关键技术研究
关键词：	三主梁移动模架;牛腿倒运;刚度匹配;轻量化设计;桥梁建设
摘要：	随着交通运输水平的不断提升，对桥梁建设提出了更高的要求，传统施工方法在严苛的工况下难以完成桥梁的建设工作。近年来，移动模架施工技术作为一种先进的工法被广泛应用于桥梁建设工程，与传统施工方案相比，移动模架工法具备机械化程度高、作业周期短、不影响正常交通等优势。目前移动模架多采用双主梁结构，加之传统牛腿倒运方式已无法满足沿江、沿海区域的大宽度浅滩桥梁施工要求，本文以MSS60型三主梁移动模架为研究对象，拟解决移动模架浅滩作业牛腿倒运、主梁施工高度误差允许值及三主梁刚度不匹配等关键问题，并对模架主梁结构进行了优化。主要研究内容如下：　　（1）新型牛腿倒运装置研究。首先简要介绍了移动模架传统牛腿倒运方式及其应用场合。由于传统的牛腿倒运方式无法满足依托工程施工要求，提出了一种新型牛腿倒运装置，并完成了装置的结构设计；采用经典力学理论对倒运装置的简化力学模型进行分析，初步验证了装置的刚度满足设计要求；为进一步研究倒运装置在危险工况下的应力分布及变形情况，通过DesignModeler进行了整体建模并进行了有限元分析；最后利用子模型技术对载荷加载位置进行接触分析。　　（2）三主梁允许施工高度误差范围研究。以42.5m主跨施工为研究对象，细分四种情况研究主梁间高度误差对模架整体及内横梁应力分布的影响。分析结果可为移动模架在浇筑和过孔作业时主梁的高度调整提供参考，确保主梁高度误差在安全作业范围内。　　（3）三主梁刚度匹配研究。通过预压试验及仿真计算，发现中间主梁刚度明显大于两侧主梁，存在刚度不匹配问题。然后借助参数灵敏度分析找出超静定结构下影响中间主梁刚度的主要因素，并以整体最大许用应力为约束条件，最终确定影响因素中首要因素的参数取值，尽可能缩小主梁间的下挠差值，从而使得三根主梁能更好地协同受力，充分发挥各自作用。　　（4）主梁结构优化。使用ANSYSWorkbench响应面优化（ResponseSurfaceOptimization）分析模块，对中间主梁及两侧主梁相关参数进行尺寸优化，在满足应力及变形条件下，进行轻量化设计，得到更加合理的结构参数，以达到节省材料成本及进一步降低整体应力来改善主梁受力的目的。
作者：	尹学勇
专业：	机械工程
导师：	吕彭民
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2022