隨著城市高架及高速匝道的發(fā)展需要,曲線橋已成為目前應(yīng)用非常普遍的橋型。該類橋因為曲線內(nèi)外側(cè)弧長相差較大、結(jié)構(gòu)橫向不對稱和彎-扭耦合效應(yīng)顯著,導(dǎo)致橫向受力嚴重不均勻甚至側(cè)傾事故的發(fā)生。針對高速公路及城市匝道中的混凝土曲線箱梁橋存在的支座脫空、箱梁橫移與側(cè)傾等一些問題,研究試設(shè)計為采用設(shè)縫雙肢墩的小半徑曲線剛構(gòu)橋這一新結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)體系由于取消了墩上支座、梁墩固結(jié),可有效解決前述問題。同時該結(jié)構(gòu)體系還具有整體性好、有利于結(jié)構(gòu)抗震、城市橋梁美觀等優(yōu)點,梁墩固結(jié)還可望能徹底解決曲線橋的傾覆問題。本文主要完成的研究與成果如下:1)利用軟件Midas Civil/2017建立了設(shè)縫雙肢墩小半徑曲線剛構(gòu)橋有限元模型,考慮了4個施工階段,9種荷載工況。通過荷載組合得到最不利的工況,參照公路與城市橋梁規(guī)范要求進行了該橋的主梁和橋墩的控制截面承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗算,驗算結(jié)果表明設(shè)縫雙肢墩小半徑曲線剛構(gòu)橋這一新體系是合理可行的結(jié)構(gòu)體系。2)采用有機玻璃通過相似原理制作了 1:30的設(shè)縫雙肢墩小半徑曲線剛構(gòu)橋模型,通過靜力加載試驗,研究分析了該結(jié)構(gòu)體系的空間受力性能與變形規(guī)律,同時利用軟件ABAQUS建立了設(shè)縫雙肢墩小半徑曲線剛構(gòu)橋?qū)嶓w單元模型。結(jié)果表明模型的試驗值與有限元分析結(jié)果的理論值基本一致,證實了試驗值與有限元分析結(jié)果的可靠性。3)靜力荷載作用下,臨近荷載作用位置處,剪力滯效應(yīng)對模型曲線箱梁橋的主梁縱向和橫向應(yīng)力均有較大的影響。相同荷載工況作用下,由于中跨梁墩固結(jié),使得中跨截面應(yīng)力較邊跨截面應(yīng)力更加均勻一些。運用軟件ABAQUS建立了半徑不同的曲線剛構(gòu)橋?qū)嶓w單元有限元模型,分析結(jié)果表明半徑越小,曲線橋的受力越不均勻。同時揭示了設(shè)縫墩小半徑曲線剛構(gòu)橋的空間應(yīng)力分布規(guī)律。4)分別選取了橋墩寬度和邊支座的布置方式兩個參數(shù),運用Midas Civil建立了多個不同參數(shù)條件下的有限元模型,進行了邊支座反力及橋墩應(yīng)力的分析,總結(jié)了結(jié)構(gòu)的參數(shù)內(nèi)力影響規(guī)律,可為工程應(yīng)用提供參考。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U448.23
【部分圖文】：

Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｘｉ＇ａｎ?Ｗｅｉｙａｎｇ?Ｏｖｅｒｐａｓｓ??德國建成了世界上第一座帶鉸Ｔ型的自架設(shè)體系的預(yù)應(yīng)力曲其跨度為（１０１．６５＋１１４．２＋１０４．２）?ｍ；我國１９９７年建成了第一構(gòu)橋是南昆鐵路板其２號橋，其主跨為（４４＋７２＋４４）?ｍ；?２０１上竣工通車的臘八斤特大剛構(gòu)橋，全長１０５６ｍ，主墩高達Ｉ４３ｍ，最大跨度１６０ｍ，其有著“亞洲第一高墩”稱號。??在的問題??來，我國正在使用的現(xiàn)澆式小半徑曲線混凝土連續(xù)箱梁橋，存產(chǎn)生病害，甚至發(fā)生側(cè)傾倒塌事故等，這些問題都將影響橋梁題，已開展了大量研究，以往的研究著重加強支座布置，但支損壞，有的橋梁甚至在建成或運營不久便出現(xiàn)了支座脫空、梁１０年１１月的南京城市快速內(nèi)環(huán)西線南延工程，正在建設(shè)的過防撞墻施工時發(fā)生了側(cè)翻（見圖１．３）?；?２０１１年浙江省上虞春道［１１］發(fā)生整體傾覆事故（圖１．４）以及２０１２年哈爾濱市陽明灘

國內(nèi)外的眾多學(xué)者針對曲線橋的病害問題進行了大量的研宄。??宮亞峰＿等基于橋梁結(jié)構(gòu)的傾覆軸選取原則以及力學(xué)原理，推導(dǎo)出了進行微??彎橋與彎橋傾覆軸選取的臨界方程，通過對彎橋中兩類傾覆軸下的抗傾覆穩(wěn)定性??進行比較，驗算了三跨獨柱連續(xù)曲線梁橋的抗傾覆的穩(wěn)定系數(shù)。??賀文濤ｉｉ４］等通過溫度影響因素的有限元模型，分別使用傳統(tǒng)支承方式及水平??面內(nèi)柔性支承方式，分析了橋梁在兩種不同約束方式下的力學(xué)特性，驗證水平面??內(nèi)柔性支承方式的可行性；方詩圣［１５］等考慮支座布置形式對曲線的內(nèi)力影響，進??行了抗扭支座和支座預(yù)偏心對曲線梁橋力學(xué)性能的影響研究。??邢世玲ｍ等以中間墩采用獨柱單支座支承的曲線連續(xù)梁橋為對象，基于安全??系數(shù)法，定義抵抗傾覆的穩(wěn)定力矩與產(chǎn)生傾覆作用的力矩的比值為抗傾覆穩(wěn)定系??數(shù)，計算曲線連續(xù)梁橋在自重和汽車荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)并進行分析。??孫全勝等根據(jù)曲線橋傾覆效應(yīng)的計算結(jié)果，針對某匝道橋提出了切實可行??的改造方案，可以為完善同類小半徑曲線橋的新橋設(shè)計和舊橋改造提供了依據(jù)；??姜愛國［１８］等利用ＭＩＤＡＳ軟件建立獨柱墩曲線梁橋模型，計算不同車道荷載作用??

國內(nèi)外的眾多學(xué)者針對曲線橋的病害問題進行了大量的研宄。??宮亞峰＿等基于橋梁結(jié)構(gòu)的傾覆軸選取原則以及力學(xué)原理，推導(dǎo)出了進行微??彎橋與彎橋傾覆軸選取的臨界方程，通過對彎橋中兩類傾覆軸下的抗傾覆穩(wěn)定性??進行比較，驗算了三跨獨柱連續(xù)曲線梁橋的抗傾覆的穩(wěn)定系數(shù)。??賀文濤ｉｉ４］等通過溫度影響因素的有限元模型，分別使用傳統(tǒng)支承方式及水平??面內(nèi)柔性支承方式，分析了橋梁在兩種不同約束方式下的力學(xué)特性，驗證水平面??內(nèi)柔性支承方式的可行性；方詩圣［１５］等考慮支座布置形式對曲線的內(nèi)力影響，進??行了抗扭支座和支座預(yù)偏心對曲線梁橋力學(xué)性能的影響研究。??邢世玲ｍ等以中間墩采用獨柱單支座支承的曲線連續(xù)梁橋為對象，基于安全??系數(shù)法，定義抵抗傾覆的穩(wěn)定力矩與產(chǎn)生傾覆作用的力矩的比值為抗傾覆穩(wěn)定系??數(shù)，計算曲線連續(xù)梁橋在自重和汽車荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)并進行分析。??孫全勝等根據(jù)曲線橋傾覆效應(yīng)的計算結(jié)果，針對某匝道橋提出了切實可行??的改造方案，可以為完善同類小半徑曲線橋的新橋設(shè)計和舊橋改造提供了依據(jù)；??姜愛國［１８］等利用ＭＩＤＡＳ軟件建立獨柱墩曲線梁橋模型，計算不同車道荷載作用??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王解軍;李旺;劉昕煒;譚鵬;;三跨連續(xù)曲線寬箱梁力學(xué)特性有限元分析與模型試驗[J];建筑科學(xué)與工程學(xué)報;2015年06期

2 趙秋;陳寶春;郭智勇;陳美忠;;新月形拱-連續(xù)梁組合橋梁結(jié)構(gòu)體系試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2015年S1期

3 李全旺;王草;張龍;;考慮結(jié)構(gòu)劣化和荷載歷史的既有橋梁承載力更新[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

4 桂水榮;陳水生;萬水;;公路梁橋車橋耦合振動模型試驗設(shè)計及校驗[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

5 孫全勝;高紅帥;張冬久;;小半徑曲線鋼箱梁獨柱墩匝道橋抗傾覆分析[J];中外公路;2013年05期

6 周水興;滿澤聯(lián);周光強;李銀斌;;連續(xù)剛構(gòu)橋組合式橋墩臨界荷載分析[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

7 姜愛國;楊志;;獨柱墩曲線梁橋傾覆軸線研究[J];世界橋梁;2013年04期

8 陳淮;顏浩杰;李杰;束景曉;;曲率半徑變化對高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋靜力性能的影響[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2013年01期

9 彭賽恒;宋軍;陳悅;;在役橋梁綜合狀態(tài)評估承載力指標(biāo)的確定技術(shù)[J];公路;2012年08期

10 劉飛;劉世忠;張慧;李愛軍;董長軍;張霞忠;;獨柱曲線剛構(gòu)匝道橋抗傾覆穩(wěn)定試驗研究[J];蘭州交通大學(xué)學(xué)報;2012年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 黃佳;采用設(shè)縫雙肢墩的匝道小半徑曲線剛構(gòu)橋力學(xué)性能研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2018年

2 岳推;設(shè)縫雙肢墩極限承載力分析與試驗[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2018年

3 萬璐;曲線鋼箱梁橋空間受力行為研究[D];西南交通大學(xué);2018年

4 劉昕煒;鋼筋混凝土設(shè)縫雙肢墩抗推剛度及影響因素研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2017年

5 閆寶敏;高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2017年

6 譚鵬;曲線寬箱梁橋的力學(xué)性能研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

本文編號：2851731