m高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计毕业设计

m高速铁路预应力混凝土连续梁桥结构验算及施工监控方案设计毕业设计内容摘要：

.... 83 工程概况 ......................................................... 83 施工控制的目的、意义 ............................................. 83 施工监控方法和依据 ............................................... 84 西南交通大学本科 毕业设计 第 X 页 施工控制方法 ................................................ 84 施工监测方法 ................................................ 84 施工控制的技术依据 .......................................... 86 施工控制的主要内容 ............................................... 86 施工控制结构分析 ............................................ 86 施工控制误差分析 ............................................ 87 设计参数识别及实时跟踪分析 .................................. 87 预告主梁下阶段立模标高 ...................................... 89 模型优化 .................................................... 89 施 工过程的参数监控方法 ........................................... 89 控制截面应力监测 ............................................ 89 主梁温度观测 ................................................ 91 主梁标高观测 ................................................ 92 主梁平面位置及桥面横坡观测 .................................. 94 混凝土收缩徐变参数测定 ...................................... 94 钢铰线管道摩阻损失的测定 .................................... 94 混凝土弹性模量测试 .......................................... 94 混凝土容重的测量 ............................................ 94 施工临时荷载的测定 .......................................... 94 施工挂篮性能测定 ........................................... 94 施工控制工作具体进程 .......................................... 94 悬臂浇注前的准备工作 ........................................ 94 悬臂施工 .................................................... 95 合拢段施工 .................................................. 95 几个试验监控 ................................................ 96 施工控制的实现 ................................................... 96 确定结构施工控制参数 ........................................ 96 确定结构的受力状态 —— 前进分析法 ............................ 97 确定 结构的施工理想状态 —— 倒退分析法 ........................ 97 西南交通大学本科 毕业设计 第 XI 页 施工误差的调整 —— 反馈控制分析法 ............................ 97 确定梁段施工立模标高 ........................................ 98 标高控制的实现 .............................................. 99 组织与管理 ....................................................... 99 施工控制领导小组 ............................................ 99 施工控制工作小组 ............................................ 99 监 控 责 任和 义务 ............................................. 100 施工监控主要仪器设备 ........................................... 101 理论计算立模调整值 ............................................ 101 施工监控注意事项 .............................................. 103 监控工作使用的表格表式 ........................................ 105 结论 ........................................................... 110 致谢 ........................................................... 111 参考文献 ....................................................... 112 附录 ........................................................... 113 西南交通大学本科 毕业设计 第 1 页 第 1 章 绪论 高速铁路上的桥梁 桥梁和隧道是铁路线上的重要建筑物。 高速线上的桥梁结构不但要满足使 用安全性的要求而且要与运行的列车相匹配，使旅客乘坐舒适，这是高速铁路桥梁与普通铁路桥梁的一个最主要的区别。 桥梁的设计荷载 以京沪高速铁路为例，该线是一条客运专线，在线路上运行的列车主要是高速列车和部分时速 200 公里左右的中速列车。 这就是说高速铁路的运营列车荷载要小于普通铁路的运营列车荷载。 因此，高速铁路的桥梁设计荷载采用了较既有铁路桥梁设计荷载大约小 20%的客运专线桥梁设计荷载。 另外，在荷载的表示图式上，二者也有所不同。 既有铁路的桥梁设计荷载是现行规范中的中 —活载，其表示图式上主要考虑的是建国 初期普遍使用的，而且是起控制作用的蒸汽机车。 而京沪高速铁路采用的是国际铁路联盟推荐的荷载图式，这种荷载图式更能适应目前运行的各种列车。 桥梁结构型式 我国普通铁路桥梁大量使用的是跨度在 32m 以下的中小跨度的预应力混凝土简支梁和简支钢板梁。 之所以大量使用这种结构型式的桥梁，一方面是因为这种型式的桥梁一般造价较低，而且施工方法相对简单，另一方面也是受当时的建桥能力及对桥梁功能的要求所决定的。 普通铁路桥梁对列车运行速度的要求不是很高，桥梁的动力响应不显著，对桥梁的最主要的要求就是要保证使用的安全性。 然 而，由于高速铁路线上列车运行的速度很高，这就要求高速铁路的桥梁不但要保证使用的安全性，而且要保证乘坐的舒适性。 因此在桥梁的设计中，要从结构型式等几方面来满足这一要求。 总结国外几条已建的高速铁路线上的桥梁结构型式，对我们进一步认识高速铁路桥梁也许能有一些帮助。 日本高速铁路大量使用的是钢筋混凝土连续刚构桥，跨度在 10m 左右，这种结构型式的桥梁约占全部新干线桥梁的 80%；法国高速铁路的主型桥梁是跨度为40~60m 的钢 —混凝土连续结合梁。 韩国高速铁路桥梁全部为预应力混凝土连续梁，桥梁跨度有 25m和 40m 两 种 ， 从各国高速 铁 路桥梁的选用的主要结构型式看，整孔箱形 梁 、连续结构，应是高速铁路桥梁的首选结构型式。 西南交通大学本科 毕业设计 第 2 页 桥梁刚度 高速铁路要求线路具有较高的平顺性，因而要求桥梁具有较高的竖向和横向刚度，减小桥梁变形。 桥梁出现较大的变形会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构承受很大的冲击力，旅客舒适度受到影响，甚至会影响运行安全。 因此，适当增加桥梁的高度以得到桥上线路较高的平顺性，这也是高速铁路与普通铁路桥梁的一个区别。 在现在的高速铁路桥梁设计研究中，在设计荷载作用下， 梁 体的竖向挠度不应大于表11 所列数值，在列车的 摇摆力离心力和温度力的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于 计 算跨度的 1/4000。 此外，为保证线路的平顺性，还必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。 表 11 梁 体的竖向挠度限值 跨度 L≤ 40 m 40 m＜ L≤80 m L＞ 80 m 250kN/h L/1400 L/1400 L/1000 300kN/h L/1500 L/1600 L/1100 350kN/h L/1600 L/1900 L/1500 桥跨布置 桥梁等跨布置，对于桥梁的设计、施工、管理以及外形的美观 都是有益的。 但是桥梁的等跨布置容易产生桥 梁 有规律的变形，进而易导致桥梁周期性的振动，在这种情况下，如果与列车的振动周期一样了，那么将引起共振或振动加剧。 因此，在桥跨布置上要认真研究桥梁跨度、梁体刚度与运行列车之间的相互作用，要认真考虑避开能引起共振的敏感跨度。 桥梁动力响应 虽然高速列车的轴重不是很大，但运行的速度很高，由此而引起的结构动力响应是不容忽视的。 所以高速铁路必须考虑列车 —轨道 —桥梁的耦台作用，计算分析在高速列车的作用下，桥梁的动态挠度、梁端转角、扭转变形、加速度，使之满足结构的安全性 和旅客乘坐舒适性的要求。 研究桥梁结构与运行列车的匹配关系，这也是高速铁路桥梁与普通铁路桥梁的一个重要不同。 环境的要求 高速铁路的桥梁建设要注重环境保护，并要与周边景观协调。 西南交通大学本科 毕业设计 第 3 页 如京沪高速铁路，途经几座我国著名的大城市，穿越人口稠密区。 因此，桥梁建设中的环保问题以及桥梁美学就显得尤为重要。 故而要采取各种措施，努力减少由于列车的高速运行而产生的结构振动和噪声等环境污染问题。 如适当增加桥梁的刚度，采用减振型橡胶支座，不使用无道砟的明桥面钢桥，加设防噪声的防护设施等，以最大限度地减少和降低振动及噪声。 在 结构型式的选择上要充分考虑铁路沿线的地物、地貌和景观，要与周围环境相协调，将桥梁结构融于周边环境之中，成为城市的一景，为人们欣赏，把每一座高速铁路的桥梁建成具有高速特征和时代气息的标志建筑。 桥梁设计方案介绍 桥型方案 桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。 任选三种作比较， 应 从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。 本设计模拟的是预应力混凝土连续梁桥。 桥梁设计原则 （ 1）适用性：桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长 的需要。 桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。 建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。 （ 2）舒适与安全性：现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。 整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 （ 3）经济性：设计的经济性一般应占首位。 经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。 （ 4）先进性：桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。 应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加 快施工进度，保证工程质量和施工安全。 （ 5）美观：一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。 合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。 应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。 桥梁形式 西南交通大学本科 毕业设计 第 4 页 （ 1）梁桥 :梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。 预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。 预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征： a) 混凝土材料以砂、石为主。