大跨连续刚构桥合龙阶段受力特性及合龙偏差极限研究

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连续刚构桥综合了连续梁桥和T型刚构桥两种桥梁特点,是国内较流行和常见的桥梁。在连续刚构桥悬臂施工过程中,桥梁合龙是极其重要的阶段,直接影响到建成桥梁的内力状态和线形,更影响到桥梁后期安全运营。针对目前桥梁合龙过程中关键截面受力变形不明确、合龙偏差极限不明确的问题,本文做出如下研究:对桥梁合龙过程中各阶段的关键技术进行分析,详细阐述了施加合龙配重和锁定劲性骨架的作用,并对这两个技术的不同实现形式和设置方法进行对比论述。以岭下大桥为背景,采用Midas Civil建立岭下大桥有限元模型,将桥梁合龙过程分为九个工况,模拟每个工况的荷载及边界条件。分析桥梁在不同工况下的受力及变形,重点对合龙配重与劲性骨架造成的影响进行分析,得到了桥梁在九个工况下的受力变形特点及规律。对边跨合龙过程中的桥梁和中跨合龙过程中的桥梁进行受力变形过程计算,明确了桥梁在边跨和中跨合龙过程中受力变形的变化趋势。指出桥梁合龙时最危险的部位位于墩顶处,最危险的施工步骤为张拉合龙预应力筋。对造成桥梁合龙偏差的原因和处理办法进行总结归纳,推导了强制合龙时附加合龙配重大小的力学公式,方便在施工中手算附加合龙配重大小。通过在Midas Civil中设置桥梁预拱度,模拟桥梁合龙偏差。分析了不同合龙偏差对桥梁处于施加合龙附加配重、合龙完成、三年徐变三种工况下受力及变形的影响。通过梯度增加桥梁的合龙偏差,初步探究了桥梁合龙偏差极限。研究结果表明,合龙偏差对桥梁中跨线形和应力的影响大于对桥梁边跨线形和应力的影响,合龙偏差主要影响桥梁跨中及梁墩结合处。算例桥梁所容许的最大合龙偏差为68.5mm。目前,关于桥梁合龙过程受力分析和合龙偏差极限的研究较少。本文所得结论对同类工程有一定参考价值。
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