亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        轉(zhuǎn)體施工技術(shù)下的T構(gòu)梁施工監(jiān)控和仿真模擬分析

        2016-07-16 03:31:30費(fèi)家林宋滿榮柳炳康陳金彪
        工程與建設(shè) 2016年2期
        關(guān)鍵詞:仿真分析

        費(fèi)家林,宋滿榮,柳炳康,陳金彪

        (合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 230009)

        ?

        轉(zhuǎn)體施工技術(shù)下的T構(gòu)梁施工監(jiān)控和仿真模擬分析

        費(fèi)家林,宋滿榮,柳炳康,陳金彪

        (合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥230009)

        摘要:預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)體施工橋梁受力和變形情況十分復(fù)雜。以某橋梁工程為例,采用Midas/Civil軟件建立有限元仿真分析模型,計(jì)算橋梁各施工階段的應(yīng)力和變形情況。將施工過(guò)程中線形控制與應(yīng)力控制的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,探討橋梁關(guān)鍵部位在施工過(guò)程中的線形及應(yīng)力變化,以及有限元分析軟件在工程建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋;線形監(jiān)控;應(yīng)力監(jiān)控;仿真分析

        1工程概況

        轉(zhuǎn)體T構(gòu)梁全長(zhǎng)129.5 m,其中轉(zhuǎn)體部分長(zhǎng)度118.5 m,轉(zhuǎn)體重量達(dá)11 000 t。主梁共劃分35個(gè)梁段,A0#梁段長(zhǎng)12.0 m、邊墩現(xiàn)澆梁段長(zhǎng)3.5 m、合龍段2.0 m,其余梁段長(zhǎng)分別為3.0 m、3.5 m、3.625 m、4.0 m。高度:主梁采用單箱單式變高度箱型截面,邊支點(diǎn)處梁高3.8 m,中支點(diǎn)處梁高7.4 m,梁高按二次拋物線變化。主梁頂板寬度為11.9 m,頂板厚0.45 m,中支點(diǎn)及邊支點(diǎn)處局部加厚為0.95 m。主梁底板寬6.8 m底板厚按二次拋物線由0.45變化至0.95 m,中支點(diǎn)處局部底板厚1.5 m,邊支點(diǎn)處局部加厚為0.95 m。腹板:主梁腹板采用直腹板,厚度由0.5 m按折線分兩次變化至0.8 m邊支點(diǎn)附近線性增加至1.0m。主梁共設(shè)4道橫隔板,邊支點(diǎn)橫隔板厚1.5 m共2個(gè);中支點(diǎn)橫隔板厚1.4 m共2個(gè),均設(shè)置過(guò)人孔。

        2施工控制方法及措施

        科學(xué)合理的線形控制可以保證橋梁順利合龍,使橋梁線形最終符合設(shè)計(jì)要求。主梁懸臂根部高程測(cè)點(diǎn)位置如圖1所示,標(biāo)高的監(jiān)測(cè)與控制可以在另一角度校核對(duì)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)工作,在每節(jié)段箱梁頂面標(biāo)高布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)。每一節(jié)段施工混凝土澆筑完成后測(cè)量本節(jié)段的箱梁頂面標(biāo)高和底板標(biāo)高,并建立與上述測(cè)點(diǎn)標(biāo)高的換算關(guān)系。

        圖1 主梁懸臂根部高程測(cè)點(diǎn)位置

        對(duì)橋梁關(guān)鍵截面的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)十分重要,它直接反映了主梁的受力狀況,是結(jié)構(gòu)安全性能的重要指標(biāo)。在T構(gòu)兩側(cè)1號(hào)塊內(nèi)遠(yuǎn)離根部3/4節(jié)段長(zhǎng)度截面處,每側(cè)截面設(shè)10個(gè)測(cè)點(diǎn)作為梁根部截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。在4號(hào)塊內(nèi)離根部3/4節(jié)段長(zhǎng)度截面處,布置6個(gè)測(cè)點(diǎn),作為梁端1/4跨應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。在8號(hào)塊離根部1/2節(jié)段長(zhǎng)度截面處,布置6個(gè)測(cè)點(diǎn),作為梁跨中應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。主梁懸臂根部應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位置如圖2所示[1-3]。

        圖2 主梁懸臂根部應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位置

        3有限元仿真及計(jì)算

        本文采用Midas/Civil有限元軟件建立主橋三維仿真模型,計(jì)算橋梁整體受力及關(guān)鍵截面的應(yīng)力情況。由于轉(zhuǎn)體T構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,所以在有限元建模過(guò)程中,在不影響結(jié)構(gòu)受力的情況下,需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,如忽略箱梁中的人洞和橫隔板等結(jié)構(gòu)的影響。盡量按照實(shí)際材料參數(shù)來(lái)取模型單元材料的參數(shù);并且在劃分施工階段時(shí),也應(yīng)盡可能與實(shí)際施工階段相一致。

        計(jì)算模型按平面桿系計(jì)算,對(duì)施工階段的橋跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析時(shí),采用橋梁專業(yè)的常見(jiàn)有限元模型分析軟件Midas/civil建模。

        根據(jù)分段施工橋梁的塊段數(shù)、橋梁臨時(shí)支承、支座等布置情況,劃分單元及節(jié)點(diǎn)。單元包括主梁?jiǎn)卧?、橋墩單元以及臨時(shí)支承單元等類型。

        考慮主橋豎曲線要數(shù),建立相對(duì)坐標(biāo)系(選取跨中為原點(diǎn)Y坐標(biāo)值為箱梁頂面標(biāo)高,這樣方便立模標(biāo)高的給出),通過(guò)計(jì)算求出節(jié)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值,輸入全橋單元信息[4]。

        在建模時(shí)不考慮樁基礎(chǔ)的作用,將墩底和地面定位固結(jié),通過(guò)約束墩底全部自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)。懸臂端根據(jù)實(shí)際施工情況,視為自由端,不做任何約束。梁體與橋墩的連接為彈性連接[5-6]。

        全橋三維模型如圖3所示。

        3.1結(jié)構(gòu)材料參數(shù)

        墩頂以下3 m采用與梁體相同的C55混凝土,彈性模量34.5 GPa;其余采用C40混凝土,彈性模量32.5 GPa;容重均為2.5×104N/m3,泊松比均為0.2。采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1 860 MPa,彈性模量1.95×105MPa?;炷列熳兿禂?shù)2.0,收縮應(yīng)變1.5×10-4,鋼束松弛率3.5%。

        圖3 全橋計(jì)算模型

        3.2結(jié)構(gòu)模型的建立

        轉(zhuǎn)體橋梁T構(gòu)懸臂部分各分為17對(duì)梁段施工,在有限元模擬時(shí),T構(gòu)包括合龍段在內(nèi)共分為81個(gè)計(jì)算單元,其中橋面系74個(gè)單元,橋墩7個(gè)單元。全橋計(jì)算模型如圖3所示。0#塊由于受力復(fù)雜,分為6個(gè)單元,即為:2.5 m+1.4 m+2.1 m+2.1 m+1.4 m+2.5 m。橋墩共劃分為7個(gè)單元從頂部到底部分別為:1.5 m+1.5 m+2 m+2 m+2 m+2 m+2 m。主橋計(jì)算模型共分為53個(gè)施工工況。每號(hào)塊梁段施工分為4個(gè)工況(澆注混凝土、混凝土養(yǎng)護(hù)、張拉預(yù)應(yīng)力、掛籃移動(dòng))。

        4施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)比分析

        4.1線性控制

        轉(zhuǎn)體橋T構(gòu)懸臂澆筑施工中標(biāo)高的預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)與控制十分重要,施工階段中的梁體的位移、高程、變形的控制是安全、高效、高質(zhì)量施工的前提和手段,線性監(jiān)控起到重要的作用,需要在每個(gè)施工階段對(duì)各種工況進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)控。

        為了減小溫度的影響,高程的測(cè)量安排在日出之前。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括掛籃移動(dòng)前后、混凝土澆筑前后、預(yù)加力張拉前后、合龍前后、成橋前后的各項(xiàng)標(biāo)高值。按照“預(yù)告-施工-量測(cè)-識(shí)別-修正-預(yù)告”的循環(huán)過(guò)程進(jìn)行[7]。

        橋梁施工過(guò)程中施工預(yù)拱度為

        (1)

        其中,F(xiàn)預(yù)為施工預(yù)拱度; f成橋?yàn)榻Y(jié)構(gòu)某一點(diǎn)在立模后,由于以后的施工操作使該點(diǎn)產(chǎn)生變形,這種變形直到成橋后為止,以向下為正;f后期徐變?yōu)闃蛄撼蓸?年后由混凝土收縮徐變所產(chǎn)生的變形,以向下為正;f1/2活載為橋梁受到1/2汽車荷載時(shí)所產(chǎn)生的變形,以向下為正。

        科學(xué)合理的線形控制可以保證橋梁順利合龍,使橋梁線形最終符合設(shè)計(jì)要求。另外,根據(jù)截面應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系,標(biāo)高的監(jiān)測(cè)與控制可以在另一角度校核對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)工作。

        由圖4看出橋梁上的各點(diǎn)的向下的位移主要由恒載和收縮徐變產(chǎn)生,其中起主要作用的是恒荷載的作用,但是收縮徐變產(chǎn)生的位移值11.8 mm達(dá)到了總位移值的35.12%,因此收縮徐變產(chǎn)生的位移不能忽略。

        梁上各點(diǎn)的向上的位移由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生,預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的向上的位移不足以抵消由恒載和收縮徐變產(chǎn)生的向下的位移,抵消之后的位移絕對(duì)值沿橋墩向兩端逐漸增大,位移最大值發(fā)生在13號(hào)塊,隨后逐漸縮小。主梁在不同荷載組合的作用下梁段的最大位移值較小,符合設(shè)計(jì)要求。

        圖5為施工階段各梁段在澆筑前直至預(yù)應(yīng)力張拉后的高程變化值,由圖可知各梁段在澆筑前至張拉后的總位移是向下的,在5至12號(hào)梁段所產(chǎn)生的位移較大,在靠近橋墩處位移較小,這符合理論分析結(jié)果,同時(shí)與圖6中實(shí)測(cè)位移可知懸臂施工階段梁跨中心附近處位移所受后續(xù)懸臂施工影響較大。

        由圖4可知,須在施工過(guò)程中需要給橋梁立模標(biāo)高設(shè)置一個(gè)預(yù)拱度,圖6可知在各梁段上設(shè)置的預(yù)拱度隨之距離中心橋墩的距離增大而增大直到13號(hào)塊,然后隨之逐漸減小,實(shí)測(cè)梁段位移值與所設(shè)預(yù)拱度的和值如圖6所示。實(shí)測(cè)位移值與預(yù)拱度值大致相當(dāng),誤差比較小,滿足后期要求。也印證了預(yù)拱度的預(yù)測(cè)合理性以及立模標(biāo)高設(shè)置的正確性。

        圖4全橋模型各節(jié)點(diǎn)理論位移

        圖5各梁段澆筑前至張拉后控制高程變化

        圖6梁段的實(shí)際位移情況

        4.2應(yīng)力控制

        在轉(zhuǎn)體橋連續(xù)懸臂施工階段的過(guò)程中,需要進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)控以保證施工過(guò)程中的梁體變形和受力安全。在施工過(guò)程中所獲得的應(yīng)力的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)際受到多種因素的影響,例如混凝土收縮徐變產(chǎn)生的應(yīng)力,混凝土水化熱產(chǎn)生的應(yīng)力,環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力,以及懸臂掛籃施工機(jī)械施工荷載等。按照規(guī)范要求,可將混凝土收縮徐變荷載予以排除。通過(guò)測(cè)量混凝土澆筑后和養(yǎng)護(hù)后的應(yīng)力對(duì)比排除收縮徐變水化熱的影響,實(shí)施橋梁應(yīng)力測(cè)量的時(shí)間應(yīng)在夜22∶00到早上日出的時(shí)段內(nèi),此時(shí)段內(nèi)全橋的溫度最為均勻,每次測(cè)量均在相對(duì)固定的時(shí)間段內(nèi)以此排除環(huán)境溫度的影響。表1為梁段施工階段各控制截面處的應(yīng)力變化值與計(jì)算值的對(duì)比表[8-9]。

        表1 混凝土梁控制截面應(yīng)力變化值表 MPa

        從表1可知,在施工階段各工況下截面頂部應(yīng)力值在澆筑前后應(yīng)力差值為正,張拉前后應(yīng)力差值為負(fù),代表著由結(jié)構(gòu)自重荷載在截面頂部產(chǎn)生了拉應(yīng)力,由預(yù)應(yīng)力荷載在截面頂部產(chǎn)生了壓應(yīng)力;在施工階段各工況狀態(tài)下截面底部應(yīng)力值在澆筑前后應(yīng)力差值為負(fù),張拉前后應(yīng)力差值為正,代表著由結(jié)構(gòu)自重荷載在截面底部產(chǎn)生了壓應(yīng)力,由預(yù)應(yīng)力荷載在截面底部產(chǎn)生了拉應(yīng)力。在施工階段實(shí)測(cè)應(yīng)力差值與計(jì)算應(yīng)力差值的誤差較小,符合設(shè)計(jì)要求時(shí)施工的安全性設(shè)計(jì)。

        梁段靠近橋墩處、1/4橋跨處以及1/2橋跨處在懸臂施工結(jié)束時(shí)截面處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值對(duì)比表明,截面頂板應(yīng)力值較截面底板應(yīng)力值小,截面底板以及各頂板之間的應(yīng)力差值較小,大小里程方向各控制截面的應(yīng)力實(shí)測(cè)值與理論值誤差很小,且應(yīng)力值均在規(guī)范要求之內(nèi),實(shí)測(cè)應(yīng)力值符合軟件模擬結(jié)果,有限元軟件分析較好地反映橋梁的實(shí)際施工情況。

        圖7、8、9反映控制截面內(nèi)的應(yīng)力變化趨勢(shì),后續(xù)施工對(duì)此截面的應(yīng)力影響,圖7可看出在澆筑階段截面應(yīng)力很小,然后再進(jìn)行下一梁塊施工前進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力張拉,導(dǎo)致截面頂部應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力,最大拉應(yīng)力為0.45 MPa,隨著下一施工梁段的進(jìn)行,截面頂拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力,并且隨之增大,在11號(hào)塊施工時(shí)截面頂部應(yīng)力增大趨勢(shì)減緩并隨之減小,進(jìn)行到13號(hào)塊施工時(shí)又進(jìn)一步增大,直至施工結(jié)束。圖8、9在澆筑完該梁段的控制截面時(shí)應(yīng)力都很小,隨后面各懸臂梁段的施工進(jìn)行,該截面板頂以及板底應(yīng)力逐漸增大,截面底的應(yīng)力增大大致成線性關(guān)系,截面頂?shù)膽?yīng)力剛開(kāi)始和截面底的應(yīng)力增大趨勢(shì)大致相同,但是隨著施工的進(jìn)行,截面頂?shù)膽?yīng)力增大逐漸變緩,張拉預(yù)應(yīng)力荷載以及后續(xù)梁段的自重荷載對(duì)截面頂?shù)挠绊戨S之距離截面的距離增大而逐漸減小。

        圖7 1號(hào)塊控制截面實(shí)測(cè)應(yīng)力

        圖8 1/4跨控制截面實(shí)測(cè)應(yīng)力

        圖9 1/2跨控制截面實(shí)測(cè)應(yīng)力

        整個(gè)懸臂施工過(guò)程中,最大壓應(yīng)力計(jì)算值為13.25 MPa,實(shí)測(cè)值為11.91 MPa,均在規(guī)范要求范圍內(nèi),說(shuō)明橋梁在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài),并有一定的安全儲(chǔ)備。

        5結(jié)論和展望

        (1) 本文通過(guò)建立有限元模型對(duì)橋梁施工階段進(jìn)行分析計(jì)算,指導(dǎo)橋梁施工的有效進(jìn)行,同時(shí)施工階段得到的高程、應(yīng)力監(jiān)測(cè)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)一步修正了計(jì)算模型的精確性,保證了橋梁的順利安全施工。

        (2) 通過(guò)實(shí)測(cè)位移高程值的變化,可以看出理論值與實(shí)測(cè)值誤差比較小,說(shuō)明施工預(yù)拱度的設(shè)計(jì)合理,懸臂階段立模標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求,橋梁T構(gòu)模型的建立以及參數(shù)的選取能夠基本上反映該橋的線形實(shí)際變化。

        (3) 通過(guò)實(shí)測(cè)各截面應(yīng)力值以及應(yīng)力值的變化情況,對(duì)比有限元設(shè)計(jì)模型處理結(jié)果,說(shuō)明施工期的各應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求,有限元計(jì)算模型對(duì)于實(shí)際施工的安全性以及可靠性起到了很大的保障作用。實(shí)測(cè)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值相差不大,應(yīng)力值均在規(guī)范要求之內(nèi)。

        (4) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力監(jiān)控,采集到了大量的施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),主梁關(guān)鍵截面的受力和變形規(guī)律均符合實(shí)際工程情況,說(shuō)明有限元軟件能夠較好地反映橋梁的實(shí)際施工情況,為同類型的橋梁施工起到了借鑒作用。

        〔參考文獻(xiàn)〕

        [1]范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[M].北京:人民交通出版社,1999.

        [2]武芳文,薛成鳳,趙雷.連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施工線形控制分析[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2006,4(4):29-33.

        [3]王運(yùn)濤,王維紅,陳宇峰,等.預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工空間仿真分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(5):21-24.

        [4]姚海濤.轉(zhuǎn)體橋施工控制要點(diǎn)分析[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013(2):138-141.

        [5]張繼堯,王昌將.懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[M].北京:人民交通出版社,2005.

        [6]葛耀君.分段施工橋梁分析與控制[M].北京:人民交通出版社, 2003.

        [7]曾德榮,張?jiān)鰜?橋梁施工監(jiān)測(cè)應(yīng)力真值分析方法[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2005(6):20-24

        [8]葉華強(qiáng),李凡.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制與仿真分析[J].工程與建設(shè),2010,24(6):829-831.

        [9]傅賢超,王興猛,張三峰,等.橋梁平轉(zhuǎn)法施工監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究[J].鐵道建筑,2013(11):8-10.

        收稿日期:2016-03-18;修改日期:2016-03-23

        作者簡(jiǎn)介:費(fèi)家林(1990-),男,安徽淮北人,合肥工業(yè)大學(xué)碩士生; 柳炳康(1952-),男,安徽鳳陽(yáng)人,碩士,合肥工業(yè)大學(xué)教授.

        中圖分類號(hào):U445.466

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1673-5781(2016)02-0250-04

        猜你喜歡
        仿真分析
        DYNA在安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度仿真分析中的應(yīng)用
        缸內(nèi)直噴汽油機(jī)進(jìn)氣道流動(dòng)特性的數(shù)值模擬
        預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)測(cè)與仿真分析
        半掛汽車列車直角轉(zhuǎn)彎仿真分析
        汽車行李箱蓋鉸鏈機(jī)構(gòu)的分析及優(yōu)化
        Maisotsenko制冷循環(huán)分析及其性能改進(jìn)
        民用飛機(jī)直流開(kāi)關(guān)電弧效應(yīng)仿真分析
        科技視界(2016年15期)2016-06-30 12:57:06
        溫度大時(shí)滯串級(jí)—Smith預(yù)估控制系統(tǒng)建模與仿真
        科技視界(2016年8期)2016-04-05 23:23:25
        ADAMS/Car 與MATLAB聯(lián)合仿真在《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的應(yīng)用
        科技視界(2016年7期)2016-04-01 09:44:30
        基于DIALux仿真分析的室內(nèi)綠色照明方案設(shè)計(jì)
        最近中文字幕视频完整版在线看| 99久久国产综合精品五月天| 一本无码av中文出轨人妻| 欧美亚洲国产精品久久高清| WWW拍拍拍| 老司机在线免费视频亚洲| 日本免费视频| 亚洲国产成人久久三区| 失禁大喷潮在线播放| 99视频在线国产| 亚洲av噜噜狠狠蜜桃| 日韩有码在线观看视频| 人妻无码中文字幕| 中文字幕欧美一区| 亚洲韩国在线| 久久精品天堂一区二区| 日本韩国男男作爱gaywww| 国产成人精品av| 欧美精品日韩一区二区三区| 国产蜜桃传媒在线观看| 日本亚洲国产精品久久| 和外国人做人爱视频| 亚洲婷婷丁香激情| 97久久久一区二区少妇| 亚洲日本中文字幕高清在线| 大地资源网高清在线播放| 激情内射亚洲一区二区三区爱妻 | 日本va欧美va精品发布| 无码夜色一区二区三区| 久久精品国产亚洲av热九九热| 亚洲视频免费一区二区| 久久久亚洲欧洲日产国码aⅴ | 疯狂做受xxxx高潮欧美日本| 久久青草国产免费观看| 亚洲无毛成人在线视频| 无码av专区丝袜专区| 国内精品久久久久久中文字幕| 99精品视频69v精品视频免费| 亚洲精品中文字幕一二三四| 国产av无码专区亚洲精品| 99精品国产兔费观看久久99 |