發(fā)布時間：2018-10-05 12:52

【摘要】：山區(qū)鐵路在我國鐵路網(wǎng)中占有很大的比例,在鐵路建設過程中不可避免的需要采用高墩大跨橋梁結構,目前國內(nèi)鐵路橋對高墩大跨的研究,梁部采用預應力混凝土結構,橋墩采用鋼筋混凝土矩形、圓端形空心墩及柱板式格構墩等,隨著墩身高度增加,墩身混凝土用量將大幅度增加,使墩身及基礎的造價大幅提高,施工難度急劇增大。高墩結構的設計與施工往往成為重要的控制因素。尤其是跨越地質較差的黃土深壑地區(qū),對工程經(jīng)濟性的影響更為明顯,因此有必要對新型的高墩構造形式開展研究,探索一種更為經(jīng)濟合理的鐵路橋梁高墩結構形式。本文在總結鐵路橋梁高墩應用發(fā)展的基礎上,首次提出把鋼管混凝土格構式墩應用于鐵路高墩大跨橋梁中的思路。結合工程實例-驛馬溝特大橋的方案和結構分析,主要開展鋼管混凝土格構式墩應用于鐵路橋梁高墩的設計研究,為鐵路橋梁高墩設計與施工的技術創(chuàng)新和進步提供技術支撐。在總結鋼管混凝土的發(fā)展的基礎上,系統(tǒng)討論了鋼管混凝土構件的基本計算理論及規(guī)程、鋼管混凝土基本工作原理及特點,進行了國內(nèi)外設計規(guī)程的對比和鋼管混凝土在橋梁中的應用分析。本文以擬建驛馬溝大橋為工程實例,針對該橋所在的氣象、工程地質、地震等工程背景資料,根據(jù)其結構設計特點和技術標準,結合實際地形、地質等要求,進行了橋型、橋墩等結構方案的對比研究,提出了鋼管混凝土格構式橋墩配(175+175)m V撐T構鋼桁方案、鋼管混凝土格構式橋墩配(175+175)m鋼桁斜拉橋方案、鋼筋混凝土A型墩配(75+2×128+75)m預應力混凝土連續(xù)剛構橋方案三個橋型方案。針對三個橋梁方案的總體靜力性能、動力性能、基礎受力等方面進行了詳細的結構設計和計算分析與比較,通過分析與比較表明驛馬溝大橋鋼管混凝土格構式橋墩配(175+175)m V撐T構鋼桁方案具有結構輕型、受力性能合理、橋型美觀、施工方便、造價適中的優(yōu)點。針對驛馬溝大橋鋼管混凝土格構式橋墩配(175+175)m V撐T構鋼桁方案進行風-車-橋動力仿真分析,證實鋼管混凝土格構式橋墩應用于鐵路橋梁高墩的可行性,該墩型不僅可應用于設計時速較低的普速鐵路中,也可應用于設計時速350公里的客運專線鐵路中。鋼管混凝土格構式橋墩優(yōu)點:大幅減少模板用量,提高機械化施工水平,縮短工期,降低高墩的綜合經(jīng)濟成本,同時具備很好的延性即優(yōu)良的抗震性能等。鋼管混凝土格構式橋墩是一種結構性能優(yōu)越、經(jīng)濟性能良好的新型高墩結構形式。
[Abstract]:The mountainous railway occupies a large proportion in the railway network of our country. In the process of railway construction, it is inevitable to adopt the long-span bridge structure with high piers. At present, the prestressed concrete structure is adopted in the beam part of the railway bridge in China. Reinforced concrete rectangular pier, round end hollow pier and column slab lattice pier are used in bridge piers. With the increase of pier height, the amount of concrete used in pier body will be greatly increased, so that the cost of pier body and foundation will be greatly increased, and the construction difficulty will increase sharply. The design and construction of high pier structure often become an important control factor. Especially in the loess deep gully area where the geology is poor, the influence on engineering economy is more obvious, so it is necessary to study the new type of high pier structure and explore a more economical and reasonable structure form of railway bridge high pier. On the basis of summarizing the application and development of high pier of railway bridge, this paper puts forward for the first time the idea of applying concrete filled steel tube latticed pier to long span bridge of railway high pier. Based on the analysis of the scheme and structure of Yimagou Bridge, this paper mainly studies the application of CFST latticed piers to the design of high piers of railway bridges, which provides technical support for the technical innovation and progress of the design and construction of railway bridge high piers. On the basis of summarizing the development of concrete-filled steel tube (CFST), the basic calculation theory and rules of CFST members, the basic working principle and characteristics of CFST are discussed systematically. The comparison of domestic and foreign design rules and the application of concrete filled steel tube in bridges are carried out. Taking the proposed Yimagou Bridge as an engineering example, aiming at the meteorological, engineering geology, earthquake and other engineering background data of the bridge, according to its structural design characteristics and technical standards, combined with the actual terrain and geological requirements, the bridge type is carried out. Based on the comparative study of bridge piers and other structural schemes, this paper presents a steel truss scheme for concrete filled steel tube (175,175) m V) lattice pier and (175) m steel truss cable-stayed bridge for concrete-filled steel tube (CFST) lattice pier, and a steel truss cable-stayed bridge with (175,175) m steel truss for concrete filled steel tube. The reinforced concrete type A pier with (752 脳 12875) m prestressed concrete continuous rigid frame bridge has three bridge types. The structural design, calculation, analysis and comparison of the three bridge schemes in terms of overall static performance, dynamic performance and foundation force are carried out in detail. The analysis and comparison show that the steel truss scheme of Yimagou Bridge with concrete-filled steel tube latticed pier (175,175) m V brace T truss) has the advantages of light structure, reasonable mechanical performance, beautiful bridge shape, convenient construction and moderate cost. The dynamic simulation analysis of steel truss with concrete-filled steel tubular (175,175) m V) steel truss is carried out for Yimagou Bridge, which proves the feasibility of applying CFST latticed pier to high pier of railway bridge. The piers can be used not only in ordinary speed railway with low speed, but also in passenger dedicated railway with 350 kilometers per hour. The advantages of concrete-filled steel tubular (CFST) latticed pier are: greatly reducing the amount of formwork, raising the level of mechanized construction, shortening the construction period, reducing the comprehensive economic cost of the high pier, and having good ductility, that is, excellent seismic performance and so on. Concrete-filled steel tube (CFST) lattice pier is a new type of high pier structure with superior structural performance and good economic performance.
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U442.5;U443.22

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