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(biāo)高從而實(shí)現(xiàn)連接新建道路以及提高橋下凈空等功能,其經(jīng)濟(jì)性好、施工周期短以及對(duì)社會(huì)影響小的特點(diǎn)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(duì)于難以滿足平順要求線形的交點(diǎn)處目前通常采用直接連接相鄰兩跨結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行線形連接,使得此處產(chǎn)生帶有一定坡差的折點(diǎn)。當(dāng)車輛行駛過折點(diǎn)附近時(shí)由于其路線的不平順導(dǎo)致車身產(chǎn)生振動(dòng),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(dòng)所產(chǎn)生對(duì)路面的動(dòng)荷載亦會(huì)加劇折點(diǎn)附近路面的破壞。為控制頂升改造道路上產(chǎn)生的折點(diǎn)對(duì)乘客及路面的影響,本文從行車舒適性以及車輛對(duì)路面的動(dòng)荷載的角度對(duì)不同條件下的道路折點(diǎn)進(jìn)行分析與研究,從而得到各等級(jí)道路頂升改造中縱斷面線形上折點(diǎn)坡差的控制標(biāo)準(zhǔn)。本文通過總結(jié)與比較,選擇加權(quán)加速度均方根值指標(biāo)進(jìn)行行車舒適性評(píng)價(jià),并選擇二分之一車輛模型作為簡(jiǎn)化模型建立人體及車輛各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方程,使用拉普拉斯變換進(jìn)行求解,并將求解過程編譯為Matlab計(jì)算程序,利用此程序分析計(jì)算車輛參數(shù)、行駛速度、乘客位置以及道路線形要素對(duì)人體行車舒適性的影響。其次,選擇了車輛輪胎對(duì)路面的最小荷載作為車輛行駛安全性的評(píng)價(jià)指標(biāo),并選取最大荷載及動(dòng)荷載系數(shù)作為車輛對(duì)路面荷載情況的分析指標(biāo),在前文計(jì)算所得車輛振動(dòng)方程組的基礎(chǔ)上建立車輛對(duì)路面的荷載方程,并編制為Matlab計(jì)算程序。利用此程序分析計(jì)算車輛參數(shù)、行駛速度以及道路線形要素在車輛對(duì)路面荷載情況中的影響。從行車舒適性、安全性以及對(duì)路面荷載情況的角度利用所得的研究成果,計(jì)算得到了不同等級(jí)公路及城市道路在頂升改造中其道路縱斷面線形上折點(diǎn)的坡差控制標(biāo)準(zhǔn)。利用研究成果,對(duì)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(diǎn)進(jìn)行分析,驗(yàn)證工程的可行性。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(jí)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(jì)部口與決策部口綜合考慮了經(jīng)濟(jì)??社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及其他方面的需求，但是在多年后仍然會(huì)遇到諸多與現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求不相??匹配的情況，因而產(chǎn)生諸如航道等級(jí)提高、道路行車凈空加高、對(duì)路線線形指標(biāo)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(duì)跨河橋梁或高架進(jìn)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(duì)橋梁、高??架等進(jìn)行拆除重建從而滿足新的線形要求不僅會(huì)造成巨大的浪費(fèi)，而且工期較長(zhǎng)，因而??對(duì)社會(huì)、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(tái)帽而后利用千斤頂將其抬高至設(shè)計(jì)標(biāo)高??要求，繼而接長(zhǎng)橋梁域柱的手段來改變橋面標(biāo)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(dú)特優(yōu)勢(shì)。頂升施王時(shí)充分利用老橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，因此較之拆除重建，??其突出的施工快捷、造價(jià)較低、社會(huì)影響小的優(yōu)點(diǎn)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(shí)，改??造后道路縱斷面難＾＾設(shè)計(jì)出平順的豎曲線。針對(duì)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(diǎn)（如圖１－２）。當(dāng)車輛行駛過??這些道路折點(diǎn)處時(shí)受其線形不平順的影響可能會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，當(dāng)折點(diǎn)坡度較小時(shí)人??體基本感受不到此振動(dòng)，而當(dāng)折點(diǎn)坡度較大，所產(chǎn)生的車輛振動(dòng)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(diǎn)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(dòng)與阻尼振動(dòng)??為振動(dòng)的主要形式，最后這些振動(dòng)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(dòng)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(duì)振動(dòng)的反應(yīng)??????Ｉ?系統(tǒng)??????圖２－２?＂人一車一路＂系統(tǒng)振動(dòng)系統(tǒng)框圖??車輛在道路上行駛時(shí)，車輛會(huì)發(fā)生垂向、橫向Ｗ及縱向的俯仰運(yùn)動(dòng)。這些各個(gè)方向??上多自由度的振動(dòng)對(duì)人體的各個(gè)部位產(chǎn)生不同的頻率，不同振幅的振動(dòng)。車輛的橫向振??動(dòng)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(diǎn)對(duì)車輛及人體的影響。因此，假定道路橫斷面線形為標(biāo)準(zhǔn)的平整線??形，車輛及人體的橫向水平振動(dòng)不作主要考慮對(duì)象。當(dāng)車輛經(jīng)過折點(diǎn)斷面時(shí)，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(diǎn)的瞬間輪胎??會(huì)脫離地面，車速越快，脫離的距離越長(zhǎng)，因此，待車胎重新接觸地面是會(huì)產(chǎn)生垂向的??１０??
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本文編號(hào)：2839137