頂升施工是一種近期發(fā)展較快的橋梁改建方法,在不破壞橋梁主體結(jié)構(gòu)的前提下通過抬高所需改造的各跨橋梁的標高從而實現(xiàn)連接新建道路以及提高橋下凈空等功能,其經(jīng)濟性好、施工周期短以及對社會影響小的特點使得其得到了越來越多的關(guān)注。由于頂升改造并不改變橋梁各跨的上部結(jié)構(gòu),因此改造后橋面道路縱斷面線形的優(yōu)化主要依靠調(diào)整橋面各處鋪裝厚度等恒載值的大小。然而橋面恒載可調(diào)整的富余空間有限,因此在許多情況下難以得到平順的道路縱斷面線形。對于難以滿足平順要求線形的交點處目前通常采用直接連接相鄰兩跨結(jié)構(gòu)的方法進行線形連接,使得此處產(chǎn)生帶有一定坡差的折點。當(dāng)車輛行駛過折點附近時由于其路線的不平順導(dǎo)致車身產(chǎn)生振動,致使車內(nèi)乘客產(chǎn)生不舒適感,甚至影響行車安全,車輛振動所產(chǎn)生對路面的動荷載亦會加劇折點附近路面的破壞。為控制頂升改造道路上產(chǎn)生的折點對乘客及路面的影響,本文從行車舒適性以及車輛對路面的動荷載的角度對不同條件下的道路折點進行分析與研究,從而得到各等級道路頂升改造中縱斷面線形上折點坡差的控制標準。本文通過總結(jié)與比較,選擇加權(quán)加速度均方根值指標進行行車舒適性評價,并選擇二分之一車輛模型作為簡化模型建立人體及車輛各構(gòu)件的運動方程,使用拉普拉斯變換進行求解,并將求解過程編譯為Matlab計算程序,利用此程序分析計算車輛參數(shù)、行駛速度、乘客位置以及道路線形要素對人體行車舒適性的影響。其次,選擇了車輛輪胎對路面的最小荷載作為車輛行駛安全性的評價指標,并選取最大荷載及動荷載系數(shù)作為車輛對路面荷載情況的分析指標,在前文計算所得車輛振動方程組的基礎(chǔ)上建立車輛對路面的荷載方程,并編制為Matlab計算程序。利用此程序分析計算車輛參數(shù)、行駛速度以及道路線形要素在車輛對路面荷載情況中的影響。從行車舒適性、安全性以及對路面荷載情況的角度利用所得的研究成果,計算得到了不同等級公路及城市道路在頂升改造中其道路縱斷面線形上折點的坡差控制標準。利用研究成果,對蘇州太湖稍大橋頂升改造后道路縱斷面線形上所產(chǎn)生的折點進行分析,驗證工程的可行性。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：U445.6;U441.7
【部分圖文】：

．低、技術(shù)等級低Ｗ及通行能力差等問題的限制，不能滿足目前道路及橋梁的發(fā)展需求，??成為了橋梁建設(shè)中亟待解決的問題。??在各種交通基礎(chǔ)建設(shè)飛速發(fā)展的過程中，盡管設(shè)計部口與決策部口綜合考慮了經(jīng)濟??社會的長遠發(fā)展及其他方面的需求，但是在多年后仍然會遇到諸多與現(xiàn)實發(fā)展需求不相??匹配的情況，因而產(chǎn)生諸如航道等級提高、道路行車凈空加高、對路線線形指標及路線??與周圍環(huán)境相融合等方面要求提高等方面的要求，需要對跨河橋梁或高架進行技術(shù)改造，??使得其滿足新的功能要求。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)承載力仍然滿足行車要求的前提下，對橋梁、高??架等進行拆除重建從而滿足新的線形要求不僅會造成巨大的浪費，而且工期較長，因而??對社會、環(huán)境等造成較為不良的影響。??橋梁頂升利用原有上跨結(jié)構(gòu)，通過切割域臺帽而后利用千斤頂將其抬高至設(shè)計標高??要求，繼而接長橋梁域柱的手段來改變橋面標高從而使得其滿足新的規(guī)劃要求，作為一??種新型的橋梁改造技術(shù)，在處理橋下凈空不足、橋梁沉降Ｗ及舊橋與新橋的合巧等方面??的問題方面具有獨特優(yōu)勢。頂升施王時充分利用老橋結(jié)構(gòu)進行改造，因此較之拆除重建，??其突出的施工快捷、造價較低、社會影響小的優(yōu)點使其越來越成為城市建設(shè)與管理者在??橋梁及高架改造決策中的重要方案。??

圍即橋面鋪裝的最大加鋪厚度及創(chuàng)削厚度有限，因此當(dāng)橋梁所需頂升的高度較大時，改??造后道路縱斷面難＾＾設(shè)計出平順的豎曲線。針對此情況，在各跨相連接處通常采用直接??連接的方法，因而在各跨連接處產(chǎn)生了具有一定坡差的折點（如圖１－２）。當(dāng)車輛行駛過??這些道路折點處時受其線形不平順的影響可能會產(chǎn)生一定的振動，當(dāng)折點坡度較小時人??體基本感受不到此振動，而當(dāng)折點坡度較大，所產(chǎn)生的車輛振動可能較為劇烈，致使車??內(nèi)人員的行車舒適性Ｗ及車輛的行車安全性產(chǎn)生不良影響，并可能加速折點附近路面結(jié)??構(gòu)的破壞。??－??

系統(tǒng)的輸入，而所誘發(fā)的車輛輪胎、懸架、車身Ｗ及座椅等構(gòu)件的彈性振動與阻尼振動??為振動的主要形式，最后這些振動傳遞給人體，迫使人體在也理上與生理上產(chǎn)生一定的??不適感，作為系統(tǒng)的輸出得Ｌ義反映，如圖２－２所示。??輸入系統(tǒng)?振動系統(tǒng)?輸出系統(tǒng)??、輪胎、車身、座椅等?、人體在屯、理、生理上??縱斷面線形的突變?彈性阻尼構(gòu)件構(gòu)成的?對振動的反應(yīng)??????Ｉ?系統(tǒng)??????圖２－２?＂人一車一路＂系統(tǒng)振動系統(tǒng)框圖??車輛在道路上行駛時，車輛會發(fā)生垂向、橫向Ｗ及縱向的俯仰運動。這些各個方向??上多自由度的振動對人體的各個部位產(chǎn)生不同的頻率，不同振幅的振動。車輛的橫向振??動主要由路面橫向的不平整使得其左右輪處產(chǎn)生不均勻起伏造成，而本文主要研究分析??道路縱斷面上的折點對車輛及人體的影響。因此，假定道路橫斷面線形為標準的平整線??形，車輛及人體的橫向水平振動不作主要考慮對象。當(dāng)車輛經(jīng)過折點斷面時，無論行駛??方向如何，總是從坡度較大處駛向較小處，由于車輛的慣性，在行駛過折點的瞬間輪胎??會脫離地面，車速越快，脫離的距離越長，因此，待車胎重新接觸地面是會產(chǎn)生垂向的??１０??
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本文編號：2839137