大跨连续钢桁梁柔性拱桥柔性拱施工监控研究开题报告

 2021-08-14 02:26:35

1. 研究目的与意义(文献综述)

大跨度钢桁梁拱桥由于结构自重轻、强度与刚度大等优点,逐渐被工程界所采纳,在我国已经得到一定的应用。桥梁施工监控的重要性随着桥梁施工技术的发展进步而被工程人员认识。现在计算机以及相关分析软件已经广泛应用,对于桥梁结构的分析,尤其是对大跨度复杂桥梁结构的受力分析成为可能。以前,施工技术多依靠工程人员长期的实践经验积累。人们在建造桥梁的过程中并没有过多的考虑结构安全的原理,“施工监控”这一概念也没有被提及。由于条件的限制,桥梁的安全往往得不到充分的保证。

桥梁施工监控的现状和发展:我国桥梁施工监控的发展起步较晚,在武汉长江大桥(1957年建成)的修建过程中,工程技术人员对桥梁进行了标高、应力方面的调整。这些工作体现了当时对于桥梁监控的认识已经达到了一定的高度。桥梁施工监控技术的快速发展始于20世纪80年代,随着计算机的快速普及,工程技术人员利用计算机辅助桥梁施工。在国外,日本的桥梁施工监控技术发展最具有代表性。虽然将桥梁施工监控作为一个系统工程应用到桥梁施工管理的历史还不长,但日本的桥梁施工监控技术已处于世界领先地位。日本在20世纪80年代初修建日野预应力混凝土连续梁桥时,就将挠度、应力等观测参数纳入桥梁的施工监控系统,并运用计算机等现代工具对各项参数进行处理分析。通过对桥梁结构的计算分析,将工程分析的结果再重新带到现场指导工程实践。这种方式目前已成为我国桥梁施工监控的普遍做法,也是国外传统的施工监控方法。国外的桥梁施工监控技术由于其起步早,技术成熟,已经被广泛地应用到工程的实践中,已经形成了自动监控、分析预报、调整的施工监控系统。目前,我国的桥梁施工监控技术还处于快速发展阶段,由于投入与相关理论、实践的不足,造成了我国桥梁施工监控手段落后,还没有实现快速检测、分析与预测。对于影响桥梁稳定的各种因素认知不足,还未能形成一套完整可靠的施工监控系统。同时也要看到,大型桥梁的施工监控工作受到众多、复杂的施工因素影响,需要通过不断的理论研究与工程实践的积累,并注重与工程管理方面的结合。今后,我国桥梁施工监控的重点将是对未来监控理论的深入研究,相关软件的开发与应用,进行快速识别、分析的桥梁施工监控系统的建立等。通过对于未来桥梁施工监控技术的发展趋势可以看出,桥梁施工参数的快速识别技术有待于进一步的发展,如何快速识别各种桥梁参数并将其引入到一个评价系统,从而实现桥梁施工的智能监控将是未来的一个发展方向。

桥梁施工监控作为桥梁施工的重要组成部分,同样也是重点和难点。对于施工难度大、工程组织规划要求高、施工工艺复杂的大型桥梁来说更是如此。对于不同类型、不同施工方法的桥梁应该根据具体情况提出不同的施工监控技术要求。如以悬臂架设的钢桁梁为例,通过采用预先设置预拱度的方法解决桥梁的标高问题就得到了广泛的应用。鉴于钢材在制造尺寸的准确性和材料组成的匀质性,往往会得到比较满意的结果。而对于采用悬臂法施工的混凝土桥而言,由于混凝土材料本身的不稳定性与非匀质性以及时间、湿度、温度都会对材料造成影响。各层、各阶段的混凝土相互影响就会造成桥梁结构体系内力和位移发生偏移。现有的监测仪器往往很难真实准确地反映桥梁的实际受力情况,通过对混凝土桥成桥线形实时监控就变得非常重要。桥梁施工监控是保障桥梁施工质量的关键。对于采用顶推法施工的大跨度钢桁梁柔性拱桥,桥梁成桥后的线形是否符合标准是检验桥梁质量的重要因素。桥梁施工过程中将受到诸多因素的影响而产生变形(挠曲),极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)偏离预期状态。使桥梁难以顺利推进、落梁,或成桥线形与设计要求不符,所以必须对桥梁施工实施控制。桥梁施工监控又是桥梁建设的安全保证。桥梁在施工过程中,通过对桥梁杆件的受力控制确保其在各个工况下不发生杆件的局部破坏与结构的整体破坏。为了确保主梁、导梁、滑道梁的截面应力以及其他辅助构件的受力符合设计与安全的要求,应精心进行施工监测分析,并采取相应的措施,改善结构的受力,确保桥梁结构安全。桥梁施工监控是为桥梁建设时期的安全服务的,同样也可以为桥梁运营过程中的监测提供安全性与耐久性方面的支持。随着经济的发展,交通流量、荷载等级、行车速度等将会大幅度提高,但很多桥梁在设计时没有留出充足的安全裕度,这就为桥梁的长期使用与安全提出了挑战。为这些桥梁预留长期的观测点,通过这些观测点可以为桥梁预留监测设备,方便日后的监控工作。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1钢桁梁结构是铁路大跨度桥梁最常采用的结构形式,为了满足大跨、重载、高速行车的要求,必须进行技术创新,在大跨度桥梁的设计、施工中采用了大量的新材料、新结构、新工艺和新设备。结构较为复杂的空间桁架钢结构的施工,由于跨度较大、结构平面尺寸较大、钢结构总重量大、支座的形式多变等因素的影响,那么所需要的技术水平相对就较高。经过近些年的施工实践,一些原有的施工工艺内容得到了新的补充,同时对施工中遇到的新困难、新问题也都积累了新的解决办法和新的工艺,为了促进大跨度结构施工的技术发展,从而更加广泛的为实际工程服务,概括而有系统性的将这些经验加以总结和提高是有重要意义的。桥梁施工监控的任务就是对桥梁施工过程实施监控,确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内,确保成桥状态(包括成桥线性与成桥结构内力)符合设计要求。施工监控大体包括四个方面:(a)几何(变形)控制(b)应力控制(c)稳定控制(d)安全控制

2.2桥梁施工监控工作是为保障桥梁施工质量和安全而设置。桥梁施工监控的任务就是对桥梁施工过程实施控制,确保桥梁在施工过程中结构的内力和变形始终处于结构容许的安全范围内,确保桥梁施工过程安全和成桥状态(包括成桥线形与成桥结构内力状态)符合设计要求。桥梁施工监控技术是现代桥梁施工技术的重要组成部分,为了达到设计要求的目标,需要对于现场的控制参数进行实时监控,找出各参数与理论参数之间的误差。在这一过程中,要求施工监控的技术人员具有参数的识别、调整、预测、分析能力。其中对于桥梁内力与线形的控制最为关键,内力是保障桥梁安全。的基础,线形则保证了桥梁几何变形的要求,使成桥美观和受力合理。

2.3连盐铁路灌河特大桥主桥全长470m,为120 228 120m三跨连续钢桁柔性拱桥,双线铁路,线间距4.4m,边跨为平行桁梁,中跨为刚性梁柔性拱桁梁。本桥桥型图见图1。

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3. 研究计划与安排

第1周:确定毕业设计题目,查阅毕业设计有关的规范,书籍;

第2周:查阅相关文献资料,明确研究内容;

第3周:学习论文研究所需的基础材料,确定初步方案,完成开题报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

1.保义.铁路钢桁梁柔性拱桥拱结构架设方案比较和稳定性分析研究[d].西南交通大学2011

[2]李杰.大跨度钢桁梁柔性拱桥施工应力监控研究[d]合肥工业大学.2012

[3]杜子荣.合肥南环铁路南淝河特大桥主桥连续钢桁梁柔性拱静动力计算分析[d].西南交通大学2013

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