文档介绍：湖北工业大学
硕士学位论文
预应力混凝土连续梁铁路桥施工控制与仿真分析
姓名:宁柳明
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:余天庆;陈开利
20100501
湖北工业大学硕士学位论文
摘要
悬臂工法预应力混凝土连续箱梁桥在城市道路、高速公路、铁路及高铁等公
共交通系统之中得到广泛的应用,成为大跨度桥梁建设的重要桥型之一。为确保
悬臂施工过程乃至成桥运营后桥梁的结构安全、质量可靠和线形平顺,需对主梁
挠度、应力等进行预测和控制。结合理论计算和现场实测,确保桥梁的施工质量。
首先,在简要介绍连续梁桥施工控制分析的原理和方法的基础上,用 Midas
Civil 建立以梁单元为基础的悬臂工法桥梁施工阶段有限元仿真模型,详细介绍了
有限元建模的全过程,并计算分析各施工阶段的预供值和应力变化。
其次,分析影响标高控制的主要参数,如混凝土容重、弹性模量、预应力荷
载、挂蓝荷载等,通过理论计算确定其对标高控制的敏感度。参照参数敏感度分
析,通过现场观测试验,确定主要参数,修改有限元模型,计算桥梁理论预供值,
从而确定节段施工的立模标高。之后,引入灰色预测模型,根据已经测定的节段
标高数据规律,预测后续节段的标高值。
然后,利用预先埋设的应变传感器,对悬臂施工阶段的桥梁进行分工况监测,
获得实测应力发展曲线,与相应节段和工况的理论应力发展曲线进行对比分析,
判断施工阶段控制截面应力发展的趋势,分析其是否处于正常的应力值范围,并
进行误差分析,为施工阶段应力监测提供真实而可靠的依据。
最后,在 Ansys 静力承载能力分析的基础上,自行设计并标定压力传感器,
对预应力孔道进行现场摩阻试验,将数据利用最小二乘法进行理论计算,得出实
测的孔道摩阻系数和每米孔道偏差系数,与规范值进行比较,并给预应力张拉施
工控制提出一些建议。
总体而言,数值仿真分析与工程实测值吻合程度较好,理论计算和现场实时
监控对连续梁桥的施工控制效果良好。

关键词:连续箱梁桥,有限元,灰色预测,应力,孔道摩阻
I
湖北工业大学硕士学位论文
Abstract
The prestressed concrete continuous box-girder bridge which is built with the
method of cantilever cast-in-place construction is widely used in public transportation
system such as urban road, highway, railroad and high speed railway. It has e one
of the most important construction style in bridge engineering. In order to insure the
structural safety, construction quality and the line shape smoothly in the construction
process and the operation time, the beam deflection, main section stress should be
predicted and predominated. Application of puting and monitored control
system are applied to insure the construction quality.
First of all, some construction control analysis theory and method are briefly
introduced, then a finite element cantilever construction model is built using beam
element. The modeling procedure is presented in detail, and the girder nodes’
displacement and section stress are formulated right after.
Secondly, the main influence factors such as volume weight of concrete, elastic
modulus, prestressed load an