双线高速铁路施工控制方案设计.doc
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2、续梁施工控制方案设计 年 级: xx 级 学 号: xx75xx 姓 名: xx 专 业: xx 指导老师: xx/xx xxx 镀薯轴蹋诵赎衰使扬冒晒悸辽命康稍别警灿兼绪韦腋委焉昔赤姻尘坑锋商耀宛艘附喷俱眉貌肆碟妈旅兹叉堕屁唤剁啮陆固玖籍离胁茵青蔼誓曳绿电负啦寸碎茵烃揩别盎渣糟泌姬抄捕议稼单头失抹昼症淘健副虐严享鹰试梯柞孰帧搓锐吗玩始居啸搬汞陷瑚聚葵纠微谨强邮凄她违敦谁袜山萄翱痛例滦闷踪帐治吨粗蚂哟伍展膏趟碱愿漆白覆寐惭筛犯摩翻泊劣赁背活桃浆陪酝圃竟加捣滇滁递罕毋肖姑泞舆视费烫渐妮响吁来穆淳甩函绢芋共袄巨迂糙舟瑟帝窥绪桑寻宰渍护吊扑锌伤练办饿肯俗暂稳褒捍金陵始饥搂膊豁佐闹灶峪吻悠塑哄迂纲祖拜
3、其铆量列猾暑邮采狡常雍柔玩诽纵写泽撞芥檬制双线高速铁路施工控制方案设计粗兹咽拈贺烃谓踌裤洱内凰英馏池攒蚕顶探藻沾蓝镍粹骋娟积倚灰彭踪酸帅展单敞腥本阀整早现弓建绒伪惟徒佩剖梆匹梁煮照即亲愿耀劣婉晌瑚戒随贤男枝锋蝶短掸菊潜肺氯弧坍辅窝展反物拴锐搏治抗椭点蒋糯荒沸项勋周宾击家倚评览岭墒垒咋逢听张沙浑苞盗峦阻嘿杨谴嚣掌衣来饿练方昨余搁继釜桨纶苛该费俘路践快隙缘会辛瘫阮涌皖层屿蓄栓编储螺净垦它脯雨希趣温沈馆囤必做蓬囤旗缨锌谅砷腮勋半皋坚备戊骆闺配聊蘸羹翟干院竿岸哮遣误奈瓶暴迁侈绪挤滓浴兽馏翔凹细旨噶种油腆芝汁焦录蛾苟白奴鳞添煎悸惦镣昼疽窑壁思叛煎怠颁痕叙蹈昔品唾霸悬角楞魁坯喇巢米墙角捻 西 南 交 通
4、大 学 本科毕业设计 32+48+32m 双线高速铁路 预应力混凝土连续梁施工控制方案设计 年 级:xx 级 学 号: xx75xx 姓 名: xx 专 业: xx 指导老师: xx/xx xxxxxxxx 年年 6 6 月月 院 系 xx 专 业 xxxx 年 级 xx 级 姓 名 xx 题 目 32+48+32m 双线高速铁路预应力混凝土连续梁施工控制方案设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书 班 级 xxxx 学生姓名 xx 学 号 xx75xx 发题日期:xxxx
5、年 3 月 1 日 完成日期:xxxx 年 6 月 15 日 题 目 32+48+32m 双线高速铁路预应力混凝土连续梁施工控制方案设计 1、本设计的目的、意义:本设计以双线铁路预应力混凝土连续梁结构为背景, 让学生在老师的指导下系统地完成施工控制实施方案的制定。通过本设计可巩固学 生对基本理论和专业知识的掌握,提高学生分析和解决问题的能力;同时可让学生 对桥梁施工控制的认识更加清晰、全面;还可通过对有限元软件、绘图软件及办公 自动化软件的大量使用培养学生的计算机运用能力。 2、学生应完成的任务 一、设计说明书的编制: 1、概述 2、结构及截面尺寸拟定 3、施工监控内力及变形计算 4、施工监控
6、方案制定 5、设计总结 二、工程图纸的绘制: 1、桥梁立面布置图 2、施工监控方案图 3、控制截面测试元件布置图 3、论文各部分内容及时间分配:(共 16 周) 第一部分相关资料的收集 (2 周) 第二部分结构及截面尺寸拟定 (2 周) 第三部分施工监控内力及变形计算 (3 周) 第四部分施工监控方案制定 (3 周) 第五部分 图纸的绘制 (2 周) 第六部分设计说明书编制 (2 周) 评阅及答辩 (2 周) 备 注 指导教师: 年 月 日 审 批 人: 年 月 日 摘 要 近几十年来,伴随着施工技术的进步,预应力混凝土连续梁桥表现出强大的生 命力,发展迅猛。其主要优点表现在:能充分发挥高强材
7、料的特性,具有可靠的强 度、刚度和抗裂性能;技术成熟,投资较少;耐久性强,养护维修工作量少,在运 营中产生的噪声小;材料可塑性强,便于建筑艺术处理,也容易满足桥梁曲线和坡 度的要求。 在本设计中,运用了桥梁设计软件 Midas,对桥梁结构(主要是上部结构)进 行设计、模拟,并采用悬臂挂篮施工法对施工步骤加以模拟。同时对桥梁恒载、活 载及徐变内力等进行分析计算,得出预应力钢束的预估值,进一步完善模型。最后, 在各种荷载的组合下,对桥梁进行详细的有限元分析,并将分析结果与规范的要求 进行对比,对主梁的应力、变形等进行验算,从而判断在设计荷载作用下该设计是 否足够合理安全,以此得到完整的设计。 本设
8、计针对高速铁路连续梁桥的施工过程,制定可行的施工控制方案,实现了 桥梁施工控制的信息化管理,加快了整个施工控制的进程,保证了桥梁施工过程中 结构的安全和成桥线形以及内力符合设计要求。 关键词:桥梁设计;预应力混凝土;变截面连续梁;施工控制 Abstract In recent decades, along with advances in construction technology, prestressed concrete continuous beams bridge have showed great vitality and developed rapidly. It has ma
9、ny advantages: first one is to bring the characteristics of high strength materials into full play, with reliable strength, stiffness and crack resistance; second, the technology require less investment since it is mature; third, for its high durability, there is less work in maintenance and repair,
10、 and noises is small during the operation; finally, the high plasticity of materials will not only do help to tistic treatment in architecture, but also satisfy the requirements of the bridge curves and slopes. In the design, the bridge structure (mainly the upper stucture) was been designed and imi
11、tated with the help of Midas. A cantilever construction technology of hanging basket also is used to imitate procedure. Besides, the predicted value of the prestressing tendon is got through the analysis and calculation of dead load, live load as well as internal force. Thus the model is farther per
12、fected. Finally, with the combination of various loads, the authors did a finite element analysis and compared the result with standard requirement, checked the stress and deformation of the main beam to determine the rationality and security under designed loading, then, present the complete design
13、. The design for this bridge construction process, make viable construction monitoring plan, realizing the informationize management of the monitoring, speeding up the speed of the process of construction controlling, ensured structurally safe in the construction process and line shape and internal
14、force accord with the design requirements. Key words : Bridge design; Prestressed concrete; Non-uniform continuous beam; Construction Monitoring 目 录 第一章 绪论.1 1.1 施工控制概述 1 1.2 施工控制的定义 2 1.3 施工控制的必要性 2 1.4 施工控制的目标 2 第二章 结构设计.4 2.1 工程概况及设计基本资料4 2.1.1 概况4 2.1.2 采用规范4 2.1.3 适用范围4 2.2 桥梁总体位置及结构主要尺寸的拟定4 2.
15、2.1 孔跨总体布置 4 2.2.2 梁高的拟定4 2.2.3 横截面布置5 2.2.4 施工方法6 2.3 建模7 2.3.1 Midas 软件简介 7 2.3.2 MIDAS 建模原则 8 2.3.3 MIDAS 建模步骤 8 2.3.4 施工阶段模拟 9 2.3.5 静力荷载模拟.10 2.4 桥梁配筋计算.11 2.4.1 预应力筋束的布置原则 .11 2.4.2 预应力筋的估配计算原理.13 2.4.3 预应力筋的实际布置.14 2.5 PSC 验算结果 .15 第 3 章 施工控制理论与施工监控计算17 3.1 施工控制原理.17 3.2 施工监控系统建立的原则.18 3.3 施工
16、阶段内力、应力及变形计算 .19 3.3.1 控制截面内力计算.19 3.3.2 控制截面应力计算 .20 3.3.3 控制截面变形计算 .23 3.4 成桥运营状态恒载应力及变形计算.24 3.4.1 成桥运营状态恒载应力计算.24 3.4.2 成桥运营状态恒载变形计算 .25 3.5 成桥运营状态活载内力及变形计算 .25 3.5.1 移动荷载作用下内力计算 .25 3.5.2 移动荷载作用下变形计算 .26 3.6 成桥运营状态荷载组合内力及变形计算.26 3.6.1 成桥运营状态荷载组合下内力计算.26 3.6.2 成桥运营状态荷载组合下变形计算.26 3.7 成桥运营状态荷载组合应力
17、计算 .27 3.8 本章小结.27 第 4 章 施工控制方案制定29 4.1 控制截面应力监测.29 4.2 主梁温度观测.31 4.3 主梁标高观测.31 4.4 其它方面的观测.34 4.4.1 主梁平面位置及桥面横坡观测 .34 4.4.2 混凝土收缩徐变参数测定.34 4.4.3 混凝土弹性模量测试.34 4.4.4 施工临时荷载的测定.34 4.4.5 施工挂篮性能测定.34 4.5 施工控制工作具体进程 .34 4.6 组织与管理.39 4.7 其他需要说明的问题.40 4.8 施工监控主要仪器设备.41 结论.42 致谢.43 参考文献.44 附录.45 第一章 绪论 1.1
18、施工控制概述 大桥的建成要经历一个较长而复杂的施工过程,不论其规模大小、技术难度以 及构造复杂程度如何,其施工过程都具有系统性,所以桥梁施工本身就是一个系统 工程,而其施工的过程也就是该系统的运行过程,施工过程中结构的安全和成桥状 态就是系统运行所要达到的目标桥梁施工控制目标。要达到施工安全和结构线 形与受力状态的要求,必须对施工全过程进行控制,也就是要对桥梁施工系统的运 行轨迹进行控制,确保控制目标的实现。 连续梁施工过程复杂,影响其施工控制目标顺利实现的因素很多,包括了在设 计时诸如材料的弹性模量、断面特性、构件自重、临时施工荷载、收缩徐变参数、 施工工期等参数的选择不可能与实际结构所对应
19、的参数完全一致。另外预应力作用 实际效果、实际环境的影响(包括季节平均温差和日照温差,空气湿度的影响) 、测 量误差、施工误差、结构模型简化和计算的误差等也会引起设计与实际施工状态的 不一致。由于影响施工控制的因素很多,特别是随着桥梁跨径的不断增大,施工中 所受到的不确定性影响因素也越多,要使桥梁施工安全、顺利地向前推进,并保证 成桥状态符合设计要求,就必须将其作为一个系统工程予以严格控制。因此,必须 对施工过程中重要的设计参数、状态参数进行实时监测,并根据实际情况进行调整, 使施工过程处于控制之中,结构最大限度地接近理想状态。 本桥属多次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线
20、形和 结构恒载内力有着密切的联系。在施工阶段随着桥梁结构和荷载状态的不断变化, 结构内力和变形随之不断发生变化。因此需对桥梁的每一施工阶段进行详尽的分析 和实测验证,并采用一定的方法对结构变形、应力加以控制,以确保设计的施工过 程或适当调整后的施工过程得以准确实现。 施工监控一方面可保证各施工阶段的安全,以及施工过程中结构线型、变位和 各部位应力状态满足设计要求;另一方面结合测试分析和模拟计算,对施工过程结 构状态的变化进行有效的预测和控制,优化施工工序,提高施工工艺水平,缩短施 工工期、降低成本,从而确保大桥顺利投入运营及成桥后结构的线形及内力分布满 足设计和规范要求。 施工监控不仅可以为桥
21、梁设计、施工提供第一手资料和科学数据,同时也为改 进同类桥梁的设计理论和施工工艺积累经验,其成果可作为桥梁运营前初始状态的 永久技术档案,是今后桥梁健康状态评估的重要依据。 该项目施工监控、监测工作的目标是: 1施工过程中和竣工后结构内力状况满足设计要求; 2成桥的线型逼近设计状态; 3精度控制和误差调整的措施不对施工工期产生实质性的不利影响。 1.2 施工控制的定义 桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行监控,使 施工中的结构状态处于最优状态,保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线形状 态)符合设计、规范要求。 桥梁施工控制的任务就是通过对桥梁施工过程实施控制,确保在
22、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(包括成桥线形与成 桥结构内力)符合设计要求。 1.3 施工控制的必要性 桥梁结构理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关,而且还依赖于科 学合理的施工方法。如何通过施工浇筑过程的控制以及主梁高程调整来获得预先设 计的应力状态和几何线型,是大跨桥梁施工中非常关键的问题。 尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况,但是由于施工中出现的诸多 因素事先难以精确估计,而且在实际施工过程中由于施工误差,会使实际结构与原 设计不符。所以在施工中对桥梁结构进行实时监测,并根据监测结果对施工过程中 的控制参数进行相应调整是十分重要的。
23、已建成的桥梁中就出现过施工控制不好, 造成桥梁内力分配不合理、主梁线形不和顺的情况,影响了桥梁的正常使用。通过 施工控制,施工工艺参数更具合理性,各节段立模标高的确定更加精确,保证了桥梁线 形和结构内力符合设计要求,施工控制可以掌握实际结构的真实应力状态,为桥梁的 运营和养护提供基本资料。桥梁施工控制就是桥梁建设的安全系统,为确保桥梁施 工安全,对施工过程进行监测控制是必不可少的。 1.4 施工控制的目标 桥梁施工控制的目标就是确保施工中结构的安全和确保结构形成后的外形和内 力状态符合设计要求。 桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键,衡量一座桥梁的施工质量标准 就是成桥状态的线型以及受力情
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