论文题目：高墩大跨度连续刚构桥施工控制与抗风研究
摘要：对于有蓄水要求的高原山区来说,该类地区一般河谷较深且边坡较为陡峭,环境相对复杂多变,在该类地区修建桥梁,对其桥梁结构形式有很大限制。而高墩大跨度连续刚构桥具有跨度大、桥墩高、墩壁薄、施工工艺相对简便广泛应用于山区地带。另一方面由于高墩大跨度连续刚构桥具有施工周期长,结构轻质、柔性大、阻尼低、稳定性差的特点,若不及时对其进行施工控制,将有可能导致成桥之后结构受力不良,影响其正常运营;同时由于山区桥梁桥址处风向复杂多变,在桥梁施工阶段风荷载作用下容易导致桥梁由于失稳而破坏。因此对于该类桥梁的施工控制以及抗风性能研究显得尤为重要。本文以四川省甘孜藏族自治区两河口水电站库区密贵沟至瓦日乡段新建高墩大跨度连续刚构桥下托特大桥（110+200+110）m为例,对下托特大桥进行施工控制与抗风分析研究,主要研究分为以下几个方面:（1）利用有限元软件midas civil基于自适应控制理论对桥梁进行施工监控,将误差控制在规范以内;以下托特大桥工程实例,对桥梁结构敏感性分析找出影响桥梁结构线形变化的主要影响参数,简要论述最小二乘法控制方法在桥梁线形监控中的应用,为类似工程提供参考。（2）分别对下托特大桥主梁与主墩关键截面进行应力监测,根据实际工期进行调整,并与理论应力对比分析。同时分析影响应力监测结果以及应力突变的因素,确保应力监测结果的准确性,使得理论与实测应力变化趋于一致,其应力值满足规范要求。（3）本文根据18版《公路桥梁抗风设计规范》要求,并结合当地环境特征,计算下托特大桥的设计基准风速、施工阶段的设计风速、静阵风风速。通过对桥梁自振特性分析,得出其最不利施工阶段,为后续施工阶段抗风研究奠定基础。（4）与设计规范计算风荷载方式不同,本次运用CFD方法使用midas FEA分别模拟主梁、桥墩截面周围流场,研究风荷载参数随截面变化情况,计算不同截面的风荷载三分力值;根据产生的三分力值确定出桥梁所受静阵风荷载。（5）分析桥梁在最不利施工阶段风荷载产生的阻力、升力、扭矩作用时桥梁结构的受力性能,根据18版《公路桥梁抗风设计规范》并结合桥梁实际情况,给出三种最不利荷载工况,并计算其内力、应力、位移;确定出桥梁主要受力位置与最大位移方向,对今后桥梁风荷载受力监测提供依据。
关键词：大跨度连续刚构桥;施工控制;最小二乘法;静阵风荷载
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 选题意义
1.2 研究方法
1.2.1 桥梁施工监控概念
1.2.2 桥梁抗风分析研究方法
1.3 研究现状
1.3.1 桥梁施工监控研究现状
1.3.2 桥梁抗风研究现状
1.4 本文研究主要问题
1.5 本文技术路线
2 下托特大桥线形监控
2.1 施工监控方案
2.1.1 依托工程概况
2.1.2 施工监控内容
2.1.3 施工控制方法
2.2 施工监控模型建立
2.2.1 施工控制荷载
2.2.2 全桥有限元模型
2.2.3 线形测点布置
2.3 基于最小二乘法参数误差分析
2.3.1 最小二乘法控制方法
2.3.2 最小二乘法误差控制应用
2.4 主梁线形控制结果
2.4.1 立模标高的确定
2.4.2 主梁线形理论分析
2.4.3 主梁线形监测结果
2.5 本章小结
3 下托特大桥应力监控
3.1 主梁应力监控
3.1.1 应力测试原理
3.1.2 应力测试数据处理
3.1.3 主梁应力测点布置
3.2 主梁应力测试分析
3.2.1 测试内容
3.2.2 施工阶段与时间对应关系
3.2.3 主梁应力分析结果
3.3 桥墩应力控制
3.3.1 测试断面及测点布置
3.3.2 测试内容
3.3.3 桥墩应力测试结果
3.4 本章小结
4 下托特大桥抗风分析
4.1 风对桥梁结构的作用
4.1.1 桥址处气候条件
4.1.2 风的静力作用与三分力
4.1.3 风的动力作用
4.1.4 风对桥梁结构作用效应
4.1.5 流体力学控制方程
4.2 静风风速
4.2.1 基本风速
4.2.2 基准风速
4.2.3 施工阶段设计风速
4.2.4 等效静阵风风速
4.3 施工阶段桥梁自振特性
4.3.1 桥梁施工阶段自振特性计算
4.3.2 最大悬臂阶段自振特性计算
4.4 CFD模型建立与分析
4.4.1 CFD模型建立
4.4.2 主梁断面CFD分析
4.4.3 桥墩断面CFD分析
4.4.4 下托特大桥CFD分析结果
4.5 静阵风荷载受力分析
4.5.1 工况确定
4.5.2 风荷载受力分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 不足与展望
致谢
参考文献