晋中大跨度桥梁施工中橡胶支座疲劳性能

　　大跨度预应力混凝土连续刚构桥是桥梁设计者提倡和推荐的桥型之一，但其在施工中或成桥后运营阶段也可能会出现一些问题，如虎门大桥在施工过程中将主梁拉裂，黄石长江大桥在运营阶段出现主梁下挠过大等问题，为了确保桥梁能够安全施工和健康运营，大跨度连续刚构梁桥的施工监控就显得尤为重要。施工监控的主要目标就是使得桥梁在施工阶段及使用阶段的内力及线性满足设计要求，同时，进一步的保证桥梁的施工质量和安全。本文结合广梧高速公路封开西江特大预应力混凝土连续刚构桥，利用大型桥梁专业有限元软件对该桥进行仿真模拟分析，通过模拟施工阶段对其内力及应力进行分析研究，从而实施桥梁的施工监控控制，主要内容和结果如下：

1、对连续刚构桥的产生及其结构特点进行分析，并总结了国内外桥梁施工监控技术的发展现状，指出了大跨桥梁实施施工控制的重要性及其必要性。

2、运用大型桥梁专业有限元软件MIDAS/Civil2010对封开西江特大桥的施工过程进行仿真模拟分析，通过对边界条件、自重、施工荷载、预应力荷载、弹性模量、临时施工荷载等参数进行模拟识别修正，以指导桥梁顺利施工。

3、对于主梁线性控制，本文运用灰色系统理论，根据理论值与实测监控数据对比结果，进行误差分析，通过给出各个施工阶段对应梁段立模标高，最终使主梁顺利合拢，达到设计标高。同时，在主梁各跨合拢前，提出主梁合拢控制注意事项。

4、对于主梁应力控制，通过在主梁主要截面布置应力及温度控制点，实测各个施工工况的相应数据，计算收缩徐变及温度产生的应力，并将其从实测值中分离，从而求出实际荷载引起的主梁应力，通过调整使其满足相关要求。

　　桥梁橡胶支座是桥梁结构的组成部分,连接桥梁上下结构,并将上部结构的反力和变形可靠地传递给下部结构。随着桥梁建设事业的发展,大跨度桥梁不断涌现,对桥梁支座的承载能力、位移和转角能力的要求不断提高,需要开发和研究与之相适应的新型桥梁支座。球型支座具有承载能力大,转动灵活,不存在橡胶老化问题,使用寿命长等特点,能够适应曲线桥、宽桥以及坡道上桥梁支座的需要。本论文主要针对球型支座进行了以下几个方面的研究。

1、运用有限元软件ANSYS对球型支座结构进行全面的非线性接触有限元分析,根据球型支座实际工作情况,模拟了支座在垂直载荷和压转载荷作用下的受载情况;研究了球型支座各部分结构设计参数,如四氟板面积、混凝土墩台与铸钢结构之间摩擦系数以及混凝土刚度等对支座性能的影响,并找出了其中变化规律,为球型支座的设计和生产制造提供了一定的参考依据。

2、以球型支座为对象,利用Visual Basic编程语言结合ANSYS中APDL语言开发出桥梁支座参数化有限元分析系统,用于对球型支座进行快速的参数化模拟分析,该系统界面友好,便于分析不同类型桥梁支座结构,缩短产品开发周期。

3、利用疲劳分析软件FEMFAT对球型支座进行疲劳性能研究,考虑多种支座疲劳性能影响因素,计算和分析球型支座在交变载荷作用下,支座各部分结构的安全系数和疲劳寿命等。本文的研究内容和成果,对球型支座产品的设计改进和系列化生产有一定的实用价值,同时也为以后对同类或者其他类型支座的研究提供一定的参考