涡河特大桥施工过程关键截面的应力监控分析开题报告

1. 研究目的与意义

桥梁施工应力监控的目的是通过监测桥梁结构关键截面的应力和变形，发现可能存在的异常情况，保障桥梁在施工中的安全；通过调整和控制立模标高，使成的桥梁结构内力和全桥线形符合设计要求。

采用悬臂浇筑法施工的连续桥梁施工复杂，不但需要在挂篮上浇筑混凝土和张拉预应力束，而且桥梁施工还要经历一个复杂的体系转换过程，这会给桥梁结构带来较为复杂的内力和位移变化；连续梁桥的设计与施工紧密联系高度相关，在桥梁施工过程中各种参数与设计值存在偏差，如结构自重、结构刚度、温度场、预应力束张拉力大小、有效预应力等，这将引起结构实际状态与设计状态是偏差，另外混凝土材料本身为非匀质材料且材质特性不稳定，且材料还要受温度、湿度、时间等因素的影响，这些因素必然造成梁段内力和位移随着浇筑混凝土和张拉预应力的施工而偏离设计值，情况严重时可使成桥状态偏离设计值，造成结构受力不合理，成桥线形不平顺，甚至造成重大工程事故。

为了避免出现桥梁施工质量问题和重大安全事故，实现桥梁建设的目标，对桥梁建造的全过程进行施工监控的必要的。连续梁桥施工监控首先利用有限元软件对桥梁施工全过程进行模拟，预先计算出各个施工阶段梁桥的内力和位移理论值，然后在桥梁施工中实时跟踪监测桥梁的实际状态，对比实际值与理论值的差异，对连续梁桥的计算参数进行识别、调整，对桥梁下一阶段的内力和位移进行预测，指导桥梁后续施工，使桥梁达到理想的成桥状态；当观测到桥梁施工中的监测数据与计算理论数据有巨大偏差时，应停止桥梁施工，检查和分析原因，避免出现的施工质量问题。因此，为了确保连续梁桥建造质量，需要对连续梁桥开展施工监控工作。

2. 国内外研究现状分析

桥梁施工监控研究在国外起步较早，在20世纪80年代初期，日本最早的把施工监控运用于桥梁施工生产过程当中。其方法主要是通过应力、挠度、温度等参数的现场采集，结构计算分析通过计算机实现，最后将分析结果运用到实际施工中。后来，日本在20世纪80年代末期研制了以计算机为主要分析手段的连续梁桥施工监控系统，精度控制支持、测量数据采集以及结构计算机分析是其三个组成部分，该系统曾成功运用在nitchu大桥和tomei-ashigara大桥，对这两座桥的施工过程进行检测与控制，并获得了良好的应用效果。

目前，国外在连续梁桥施工控制方面主要从事桥梁专业软件开发和利用，研究适合于模拟施工过程的结构计算软件。通过现场实测获取桥梁在施工过程中各个阶段的应力和位移数据，计算机通过实测数据，能够简便、快捷、准确地预测相继施工控制数据，然后通过比较理论值与实测值，从而指导桥梁施工，以达到监控的目的。

国内对施工中桥梁结构的内力和变形调控虽然关注较早，但桥梁施工监控在国内起步较晚，在20世纪80年代中后期，桥梁施工阶段才注意到预拱度的设置和结构应力的调整，但是并未将桥梁监控系统的概念引入到实际桥梁施工过程中得到广泛应用。

3. 研究的基本内容与计划

结合涡河特大桥实际工程，旨在对涡河特大桥进行施工过程的监控与分析，其主要内容侧重于施工过程关键截面的应力监控分析，控制关键截面的应力值小于应力安全界限范围之内，保证桥梁施工过程的安全性。midas/civil空间有限元软件计算分析连续梁桥成桥状态及施工过程关键截面的应力。研究方法：文献收集整理分析、理论分析、试验论证。文献收集整理分析为国内外预应力混凝土连续梁桥的施工监控与分析。现场监测内容为桥梁的应力，根据现场得到的结果进行理论分析和研究。理论分析为根据具体参数建立的理论模型结合工程实际进行研究。

计划：

(1)2015.1.2～2015.2.28查阅与选题相关的专业文献资料，完成开题报告及文献综述；

4. 研究创新点

对于主跨120m的连续梁桥，采用挂篮悬臂浇筑施工；采用MIDAS/CIVIL有限元软件模拟其施工过程，计算分析连续梁桥成桥状态及施工过程关键截面的应力，为大桥施工过程的质量控制和安全起到重要的保障作用。