基于光纤监测的连续梁桥变形数值模拟研究

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在古今中外的重大交通基础设施建设过程中,桥梁工程一直是控制性工程之一,是交通运输工程的咽喉所在,在人类社会的发展进程中起着不可替代的作用。近十几年来,随着社会的发展以及科学技术的进步,公路交通量的增长突飞猛进,大型重载的运输工具得到越来越多的使用,使得人们对桥梁的要求也越来越高。悬臂施工方法的出现,使预应力混凝土连续梁桥在整个桥梁工程领域空前的活跃起来。连续梁桥采用悬臂施工方法时,需要经过对称的单T静定结构,然后进行体系转换,转变为超静定结构,施工过程非常复杂,因此,在施工过程中需要通过模拟以及监测的的手段来确定桥梁结构在每个施工阶段的受力和变形情况,总结桥梁的变形规律,防止各种不利情况的出现,最终保证桥梁施工和运营过程的安全。本文依托郑州市贯通东西的重要通道——南四环道路工程(G107辅道十八里河段)当中的南水北调大桥,对预应力混凝土连续梁桥的发展历史及特点进行了概述,简要介绍了该桥梁的工程概况以及材料特性等,并借助MIDAS/CIVIL软件介绍了建立了合适的桥梁分析模型具体过程,结合最小二乘法的参数估计方法,对一些参数进行了调整,最终得出了桥梁在位移以及内力方面的一些模拟计算结果,结合实测数据成果,进行对比分析,总结了桥梁变形的影响因素,发现:1采用数值分析方法及其专业软件对桥梁进行施工监控,结合施工现场实测数据与参数,实时调整结构模型参数,可以使成桥线形与设计线形较好的吻合,从而保证施工质量满足相关规范要求,确保整个施工过程的安全。2桥梁施工监测过程中获取有效且可靠的监测数据是至关重要的,因此应该采取有效的监测工具,比如光纤传感器等来获取可靠的监测数据。光纤传感器具有结构简单、重量轻、体积小、耐久性和耐腐蚀性较好等特点,其测量精度高,获取的监测数据稳定可靠,受外界因素影响较小,抗干扰性强。3桥梁悬臂施工监控的一个关键环节是悬臂施工立模标高及结构线形控制。在实际施工过程中,必须采用专业的软件对其进行数值模拟,并且结合现场监测数据,应用合适的误差处理方法,不断的给出立模标高预测,最终使桥梁的实际成桥线形接近设计线形。4自重、温度、钢束预应力、支座沉降、混凝土收缩徐变以及汽车活荷载等都会引起桥梁产生变形,在实际工程施工过程中应予以考虑,并采取的相应的措施,确保桥梁的质量。以上基本结论可以为以后同类桥梁的设计和施工提供有益的参考,对桥梁科研和发展奠定基础。
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