天津市通南桥施工监控与仿真计算
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摘要
随着我国交通事业的飞速发展,我国的桥梁建设进入了一个高潮期,钢桥与其它类型桥梁相比具备许多优点,在桥型的选择中有很强的竞争力。桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分,它以设计成桥状态为实现目标,通过实时监测桥梁结构的实际状态和环境状况,获得桥梁结构实际状态与理想状态之间的误差,运用现代控制理论,对误差进行识别、调整、预测,使桥梁施工状态最大限度地接近理想状态,从而保证桥梁结构在施工过程中的安全,使桥梁结构的成桥状态满足设计和施工规范的要求。
本文运用有限元法为理论基础,使用大型通用计算软件ANSYS建立通南桥全桥模型,结合通南桥的实际施工过程,采用桥梁施工控制方法中的正装计算法对通南桥现场施工进行仿真计算,获得了桥梁施工过程中各工况下重要构件的应力值、支座反力和控制截面位移值,以此判断桥梁施工方法是否安全合理。在通南桥应变监控部分,本文先介绍了通南桥应变监控方案,包括传感器的选择、应力测点位置选择与布置、测试时间安排。随后利用先进的测试仪器,对施工过程中各主要构件的应力进行实时监测与控制,将测得的各测点应力实测值与理论计算值进行对比,并通过图表的形式,形象地描述了各个关键测点的应力在体系转换过程中的变化规律,及时对设计和施工提出合理的改进建议,确保施工过程中桥梁的安全,降低施工难度,加快施工进度。
Along with the rapid development of Chinese transportation enterprise, China's bridge construction has entered a peak period. Compared to other types of bridge, steel bridge has many advantages. It has strong competitive ability in the bridge type choice. The bridge construction monitors and controls is the important constituent of the bridge construction technology, it takes the condition of bridge designs as the achieving target. We can obtain the error between the bridge structure actual condition and the perfect condition through the real-time monitor of bridge structure actual condition and environment condition. By using the modern control theory we can distinguish, adjust and forecast the error, make the bridge construction condition approach to the perfect condition in maximum limit. Thus we can guarantee the bridge structure in construction process security. It will make the bridge completes condition of bridge structure to satisfy the design and the construction standard request.
This article utilizes the finite element method as the rationale, uses the large-scale general computation software ANSYS to establish the Tongnan bridge entire model, combines the actual construction process of the Tongnan bridge, uses the Forward-calculation method of the bridge construction control method to carry on the simulation computation of the tongnan bridge scene construction, has obtained in the bridge construction process under various operating modes the important component stress value, the reaction of support and the control section displacement value, by this estimates the bridge job practice whether is safe and reasonable. In the tongnan bridge strain monitoring part, this article first introduced the tongnan bridge strain monitoring scheme. The scheme includes sensor choice, stress measuring point choice of location and arrangement, test time arrangement. Afterwards uses the advanced measuring instrument, carries on the real-time monitor and the control to each primary component stress. The results of measurement are compared with the theoretical ones, and through the graph form, vividly described each essential measuring point stress in the system conversion process change rule. Therefore more practical suggestion of improvement can be made for both design and construction. And it will guarantee the bridge security in the construction process, reduce the construction difficulty and speed up the construction progress.
本文运用有限元法为理论基础,使用大型通用计算软件ANSYS建立通南桥全桥模型,结合通南桥的实际施工过程,采用桥梁施工控制方法中的正装计算法对通南桥现场施工进行仿真计算,获得了桥梁施工过程中各工况下重要构件的应力值、支座反力和控制截面位移值,以此判断桥梁施工方法是否安全合理。在通南桥应变监控部分,本文先介绍了通南桥应变监控方案,包括传感器的选择、应力测点位置选择与布置、测试时间安排。随后利用先进的测试仪器,对施工过程中各主要构件的应力进行实时监测与控制,将测得的各测点应力实测值与理论计算值进行对比,并通过图表的形式,形象地描述了各个关键测点的应力在体系转换过程中的变化规律,及时对设计和施工提出合理的改进建议,确保施工过程中桥梁的安全,降低施工难度,加快施工进度。
Along with the rapid development of Chinese transportation enterprise, China's bridge construction has entered a peak period. Compared to other types of bridge, steel bridge has many advantages. It has strong competitive ability in the bridge type choice. The bridge construction monitors and controls is the important constituent of the bridge construction technology, it takes the condition of bridge designs as the achieving target. We can obtain the error between the bridge structure actual condition and the perfect condition through the real-time monitor of bridge structure actual condition and environment condition. By using the modern control theory we can distinguish, adjust and forecast the error, make the bridge construction condition approach to the perfect condition in maximum limit. Thus we can guarantee the bridge structure in construction process security. It will make the bridge completes condition of bridge structure to satisfy the design and the construction standard request.
This article utilizes the finite element method as the rationale, uses the large-scale general computation software ANSYS to establish the Tongnan bridge entire model, combines the actual construction process of the Tongnan bridge, uses the Forward-calculation method of the bridge construction control method to carry on the simulation computation of the tongnan bridge scene construction, has obtained in the bridge construction process under various operating modes the important component stress value, the reaction of support and the control section displacement value, by this estimates the bridge job practice whether is safe and reasonable. In the tongnan bridge strain monitoring part, this article first introduced the tongnan bridge strain monitoring scheme. The scheme includes sensor choice, stress measuring point choice of location and arrangement, test time arrangement. Afterwards uses the advanced measuring instrument, carries on the real-time monitor and the control to each primary component stress. The results of measurement are compared with the theoretical ones, and through the graph form, vividly described each essential measuring point stress in the system conversion process change rule. Therefore more practical suggestion of improvement can be made for both design and construction. And it will guarantee the bridge security in the construction process, reduce the construction difficulty and speed up the construction progress.
引文
[1] 钱冬生、夏建国,铁路钢桥,成都:西南交通大学出版社,1994
[2] 万明坤,程庆国,项海帆,陈新,桥梁漫笔,北京:中国铁道出版社
[3] 吴冲,现代钢桥,北京:人民交通出版社,2006
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[5] 周远棣、徐君兰,钢桥,北京:人民交通出版社,1991
[6] 小西一郎,钢桥,北京:人民铁道出版社,1983
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[12] 向中富,桥梁施工控制技术,北京:人民交通出版社,2001
[13] 钟秋海,傅梦印,现代控制理论与应用,北京:北京工业学院出版社,1988
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[15] 徐君兰,大跨度桥梁施工控制,北京:人民交通出版社,2000
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[22] 高宝峰、黄燕庆,天津市塘沽区海河大桥施工监控,人民长江,2003,34(6):59-60
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