客运专线连续箱梁水平转体施工控制及灰色理论预测

作     者：张朋宇 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑久建;季日臣

授予年度：2019年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：施工监控 大跨度连续箱梁 水平转体 数值模拟计算 灰色系统理论 

摘      要：近年来,随着我国经济实力的增长以及交通网络的密集化,全国各地出现了大量立体交叉工程,此类工程在保证线下交通正常运行的同时,又能高效的缓解既有交通线路面临的交通拥堵问题,桥梁墩底水平转体施工技术被广泛应用于此类工程实践中。本文以新建赤喀客运专线跨长深高速公路特大桥转体连续梁施工为依托,结合国内外相关工程实践经验,首先对大跨度连续箱梁墩底水平转体施工过程中的关键施工技术进行研究,研究内容包括梁体大型摩阻试验、平衡称重试验以及桥梁转体过程中转体控制参数的理论计算等内容。然后分别利用Abaqus、Midas/Civil有限元软件对桥梁转动体系受力特性和桥墩大体积混凝土分阶段浇筑施工过程进行数值模拟计算,得到球铰局部受力特性规律和桥墩模板在不同工况下的受力变形情况。接着本文利用Midas/Civil有限元软件对大跨度连续箱梁分阶段施工过程进行正装分析,计算得到各施工阶段梁体的挠度变形和应力数据。对比分析可知,在悬臂主梁分阶段施工过程中,箱梁各控制截面处挠度和应力的数值模拟结果与工程实测结果误差较小。最后本文利用灰色系统理论预测的方法,依据与待预测施工阶段相邻的已完成施工阶段实测数据建立GM(1,1)预测模型,对下一施工阶段梁体的线形和应力变化情况进行预测计算,并通过Matlab编程对其预测模型进行求解和精度验证。本文顺利完成对背景桥梁的施工监控,并取得了较好的施工监控效果。研究发现,利用数值数值模拟的方法对桥墩大体积混凝土分阶段施工过程进行计算分析,能大大降低其施工过程中存在的质量和安全隐患;针对主梁悬臂挂篮浇筑施工过程中产生的线形和应力误差,在传统数值模拟计算方法的基础上,利用灰色系统理论预测的方法对施工误差进行分析调整,可以进一步提高施工精度,达到更好的施工监控效果。