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高速铁路连续梁桥转体施工力学行为研究
| 论文题名： | 高速铁路连续梁桥转体施工力学行为研究 |
| 关键词： | 高速铁路;连续梁桥转体施工;力学行为;稳定性;有限元 |
| 摘要： | 近几年来，我国高速铁路事业快速发展，高铁桥的数量不断增多，在这个背景下，不可避免地会出现一些问题，桥梁跨线施工就是其中之一。在桥梁施工过程中，对于一些运输任务繁重的线路，为了保障正常运行，减小对原有线路的影响，大多采用转体施工技术。目前，虽然这项技术在我国已经有了一段时间的应用和实践，但是仍然存在很多问题没有解决，制约着技术的进一步发展。本文以实际工程中一座转体施工的高速铁路连续梁桥为背景，从以下三个方面对施工过程中结构的力学行为展开研究： （1）采用已有的4种计算球铰接触受力问题的理论方法对工程中球铰的受力进行计算，得到不同方法下应力的理论计算值，再采用实体有限元软件ABAQUS模拟球铰的转动过程，得到应力值的有限元结果，对比后发现在这4种方法中，非赫兹接触理论法是比较准确合理的一种，但也存在一定的不足，经过对非赫兹接触理论法推导过程的分析，针对不足之处进行了修正，提出了修正公式，并以工程中的实测数据为基础对修正公式进行验证，结果表明计算值与实测点位应力值的误差均在10％以内，证明了公式的准确性。 （2）从理论层面，对墩梁临时固结构造在施工过程中所承受的不平衡力矩、扭矩等情况进行分析，并以临时固结构造不受剪切破坏为条件，计算出了转动角加速度的理论上限值。之后采用有限元软件进行模拟，得到了角加速度上限值的有限元结果，与理论值相比，差值仅为8%。同时，通过有限元模拟得到了不同形式临时固结构造的应力分布情况，其中临时支墩应力最大的位置在圆柱两端的固结处，临时支座应力最大的位置在顶角处，所以在设计和施工过程中要重点关注这些部位的受力及变形情况。最后分别从经济性、施工难易程度、受力性能等方面对两种形式的临时固结构造进行对比分析，给出了每种构造的优势和不足，为类似工程提供参考。 （3）首先根据规范要求对整体结构的抗风稳定性进行论证，结果表明顺桥向和横桥向的抗风系数均满足规范要求。之后采用有限元软件模拟匀速转动过程，并以主梁不受破坏为条件，得到角速度上限值。最后分别采用理论分析和有限元模拟的方法对加速转动过程进行研究，得到了加速转动过程中结构的应力分布规律、位移情况以及角加速度上限值。确定出0.015rad/min和1.91×10-3rad/s2分别为最合理的角速度和角加速度上限值，用以指导施工，保障了转体过程中整体结构的稳定性。 |
| 作者： | 宋嘉宇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邬晓光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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