【摘要】：隨著城市道路與鐵路不斷興建,平改交已經(jīng)成為目前城市在鐵路與公路的相交道口處最常采用的模式,而由于既有線路以及道路規(guī)劃等條件制約,下穿鐵路框架橋經(jīng)常與既有鐵路存在交角,框架橋的受力情況也隨著交通情況多元化而變得越來越復(fù)雜,因此對后期運營階段斜交框架橋在不同工況下的受力分析也顯得尤為重要。本文以寧波環(huán)城南路立交橋工程為背景,通過有限元軟件ANSYS建立模型進行計算。主要成果如下:(1)本文主要討論激振荷載下斜交框架橋的動力響應(yīng)。研究表明:框架橋斷面頂板及底板加速度峰值基本呈M型分布,加速度最大值集中在各跨跨中位置,行車工況和車速變化不會改變框架橋斷面加速度峰值的分布規(guī)律,但會改變其大小。(2)跨架橋頂板位移沿斷面呈W分布,位移最大值分布在跨中位置;底板位移沿斷面呈M分布,位移最大值分布在底板與豎墻交點處;行車工況及車速變化不會改變框架橋位移分布規(guī)律,但隨著車速增大框架橋位移響應(yīng)會增大,且框架橋距列車荷載位置越遠,位移響應(yīng)越小。(3)框架橋頂板及底板的動應(yīng)力峰值沿斷面整體呈M分布,各跨應(yīng)力最大值基本集中在跨中位置,而在端部斷面應(yīng)力最大值偏向于各跨鈍角位置;行車工況和車速不會改變框架橋應(yīng)力分布趨勢,但隨著行車數(shù)量的增多或車速增大,框架橋各斷面應(yīng)力響應(yīng)會增大,且框架橋行車斷面處的頂板應(yīng)力響應(yīng)受行車工況影響更顯著。(4)未鋪裝保護層時,混凝土框架橋頂板溫度達到最大的時刻為下午14點;陽面洞口處和未鋪設(shè)道砟的頂板上下緣溫度差較大,鋪設(shè)道砟和陰面洞口處的溫度差較小;不同截面位置處,混凝土最大主應(yīng)力出現(xiàn)在陽面洞口和未鋪設(shè)道砟的位置。保護層對混凝土框架橋達到最高溫度時對應(yīng)的時間及頂板的溫度有明顯影響;鋪裝保護層會使混凝土框架橋主壓應(yīng)力大約縮小2倍。(5)在運營期間最不利荷載作用下,在框架橋結(jié)構(gòu)頂板最容易產(chǎn)生裂縫,該處應(yīng)按需加強配筋。同等外界條件下框架橋長度超過一定范圍時,長度的變化對于第一主應(yīng)力數(shù)值大小影響較小;最大拉應(yīng)力隨著斜交角度變小而增大,且鈍角處應(yīng)力集中現(xiàn)象逐漸增強,且不同工況下框架橋鈍角處的應(yīng)力均大于銳角處,實際運營中應(yīng)注意框架橋鈍角處的維護。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U441
【圖文】：

蘭州交通大學工程碩士學位論文1 緒 論1.1 研究背景及意義改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟實力的提高，社會基礎(chǔ)建設(shè)得到了快速發(fā)展。城市道路與鐵路不斷新建，致使鐵路與公路交叉頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致交通擁堵并具有一定的安全隱患。由于城市交通的特有性質(zhì)，大量的既有線路、建筑物無法移動。而在實際工程中，框架橋的應(yīng)用很好的解決這一問題，如圖 1.1 所示。這樣做既不影響公路的使用，也不影響鐵路的運營，可以更好地融入城市軌道交通發(fā)展中。

線路沿線地貌類型屬濱海相淤積型平原標高約為 0.0~-0.8m 左右，水深約 1.2~2.0m。下穿（計劃）、北侖聯(lián)絡(luò)線、北環(huán)鐵路上行線、北環(huán)聯(lián)絡(luò)線相交里程 K158+458.72，與北環(huán)鐵路建立交箱身法線與鐵路夾角為 72.3°，安全線與與北環(huán)鐵路上行線間距為 5.56m，北環(huán)鐵路上行6.5+8.5+8.5+6.5）m 箱身，箱身順道路方向長 33.5動車道，通行凈高不小于 4.5m，邊孔框架內(nèi)布設(shè)于 2.5m。路南側(cè)預(yù)制頂進施工，架設(shè) D24m 便梁防護線路，護輪軌，箱頂鐵路兩側(cè)設(shè)電纜槽及版式欄桿。箱身，樁長 80m，間距 1.1m，加固后復(fù)合地基承載力情況，見圖 1.2。

圖 2.1 模型的斷面尺寸②上部結(jié)構(gòu)的簡化本文第二章為動力分析即火車動載對框架橋結(jié)構(gòu)的影響，第三章為熱分析即日照條件下溫度場的分析，為進行統(tǒng)一，將框架橋上側(cè)結(jié)構(gòu)采用相同的結(jié)構(gòu)進行建模，具體參數(shù)進行更改。因本文主要研究框架橋自身在外界條件影響下的受力特性，進行動載分析時，為了簡化計算，因文獻[42]與本文上部計算模型相類似，參考其對道砟及道砟上部的簡化方法對框架橋上部結(jié)構(gòu)進行簡化，由 Vostroukhov[43]等可知，研究移動荷載作用下橋體結(jié)構(gòu)的受力特性時，采用連續(xù)質(zhì)量塊模擬枕木和分散的質(zhì)量塊模擬枕木對結(jié)果影響很小。因此，本文采用連續(xù)質(zhì)量塊來模擬軌枕，將軌枕及鋼軌簡化成厚度為 0.2m，寬度為 2.5m的板對于道砟，過去認為在有限元中將散體材料作為連續(xù)介質(zhì)的處理會，引起很大誤差，不能反映這類材料的真實情況，但研究認為采用傳統(tǒng)的有限元發(fā)模擬道碎計算結(jié)果偏大，從設(shè)計角度看是偏于安全的，因此可以用普通有限元法來模擬道床，以簡化計算。因此，在本文計算中，道砟采用實體單元模擬。軌枕板與道砟、道砟與框架橋接觸處采用不可分離式接觸方式模擬。結(jié)合第三章動載分析中對單元長度的要求，第三章動載分

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本文編號：2750323