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公铁两用连续钢桁梁桥悬臂施工控制及合龙关键技术优化
| 论文题名： | 公铁两用连续钢桁梁桥悬臂施工控制及合龙关键技术优化 |
| 关键词： | 公铁两用连续钢桁梁桥;悬臂拼装;合龙成桥;应力状态;变形规律 |
| 摘要： | 公铁两用连续钢桁梁桥具有刚度高、承载能力强、跨度大、维修简单快捷、节省空间资源等优点，使其成为现代桥梁建设的一种重要桥型。但钢桁梁桥悬臂拼装施工周期长，结构杆件多，受力复杂，合龙精度要求高，合龙时杆件受温度影响较大，合龙误差调整困难，因而拼装期间如何保证结构受力安全，顺利完成结构的合龙，成为钢桁梁桥施工的重要研究内容。本文以郑济铁路郑州黄河特大桥连续钢桁梁悬臂施工为背景，采用仿真模拟与监控实测数据相结合，对连续钢桁梁悬臂拼装至合龙成桥各施工阶段的应力、变形进行分析，同时结合现场实际施工过程，对合龙施工工艺进行优化，为工程顺利施工提供保障。本文的主要成果如下所示： （1）建立全桥有限元模型，采用正装分析法，分析施工过程中各施工阶段结构的应力状态与变形规律，寻找最不利受力杆件。结果表明：悬臂拼装过程中杆件应力、支座反力均小于容许应力，结构受力安全。最不利受力杆件普遍出现在主墩加劲弦节间。 （2）分析公路桥面板摆放施工对合龙口位移的影响，根据合龙口杆件位移变化规律，优化公路桥面板摆放组合，得到公路桥面板最优摆放组合。结果表明：优化公路桥面板摆放后，合龙口竖向位移得到明显调整，此时合龙口竖向变形较小，有利于桥梁合龙，且杆件应力和墩支座反力均满足设计要求，结构安全。 （3）综合数值分析与现场监测结果，对主桥结构合龙温度敏感性进行系统分析，结果表明：北合龙口、南合龙口最佳合龙温度分别为22℃和28℃；合龙前北岸边跨向北纵移79mm，南岸边跨向南纵移88mm；并提出主桥合龙误差调整方法、合龙施工方法等施工方案，以此指导桥梁顺利合龙施工。 （4）采用有限元软件MidasCivil对合龙后主桥结构进行仿真分析，系统分析了整体温度、局部温度、极端温度对主桥结构的影响。结果表明：温度荷载对结构纵向位移影响较大，对竖向和横向位移影响较小；局部温度和极端温度对结构应力影响较大，整体温度对结构主桁应力影响较小，不到材料容许应力的1%；结构最不利受力杆件出现在主墩加劲弦节间，最不利受力支座为382#墩支座。 （5）通过施工监控所得实测数据，将实测节点高程与设计高程进行对比，将杆件实测应力与仿真计算结果对比。结果表明：悬臂施工过程中各施工阶段结构受力安全，线形平顺，各施工阶段的施工误差在规范允许范围内，模型与实测数据吻合较好；悬臂施工工序合理，连续钢桁梁架设施工安全可靠。 |
| 作者： | 马玉文 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张敏霞;杨登辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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