【摘要】：采用转体法施工的T型刚构桥由于其施工效率高、对正常交通干扰小的优点,在跨线桥梁的建设上得到了越来越广泛的应用。高强、轻质材料在T型刚构桥上部结构的应用,大幅度减轻结构重量,改善结构受力性能,还进一步提高了结构的跨越能力。然而,在当前转体施工T型刚构桥的设计中,桥墩设计多采用混凝土材料,少有其他材料在桥墩设计上的应用案例,因此对桥墩进行优化设计,探讨其他材料类型的桥墩在转体施工T型刚构桥上的适用性,具有重要的理论意义和工程价值。本文以2×100m的山西省太原市卧虎山快速路T型刚构桥为背景,根据设计资料,运用Midas Civil 2015有限元软件建立全桥的空间计算模型,对其施工阶段和成桥运营阶段进行整体静动力分析,并进一步探究了钢墩、钢混组合墩、UHPC墩三种桥墩类型在转体施工 T型刚构桥上的适用性。利用T型刚构桥有限元模型,对其进行施工阶段、成桥运营阶段的静力响应分析,结果表明该T型刚构桥施工、运营阶段结构安全可靠,刚度满足设计要求。转体施工时,主梁应力水平较高,高应力区域范围大,对临近主墩的部分梁段设计起控制作用。运用反应谱法和时程分析法对T型刚构桥进行地震响应分析,结果表明E1、E2地震作用下结构受力安全;抗震设计对桥墩设计起控制作用,主墩横桥向抗弯比纵桥向抗弯更不利;时程分析法地震响应比反应谱法计算结果普遍偏小,且E1地震下,满足不小于反应谱法计算结果的80%的抗震规范要求。通过全桥特征值分析表明T型刚构桥右侧边墩的刚度偏弱,不利于结构的变形控制,可适当提高边墩刚度。结合模型计算分析,对T型刚构桥桥墩进行优化设计,并对钢墩、钢混组合墩、UHPC墩三种优化设计方案进行施工阶段、成桥运营阶段的静动力分析,并且与原混凝土墩T型刚构桥分析结果进行对比,讨论桥墩优化设计方案的适用性。结果表明采用这三种桥墩设计方案均能满足结构受力的要求;钢混组合墩采用转体施工时为钢截面,转体施工后再行浇筑混凝土,不仅获得了钢墩所具有的转体重量轻、与钢主梁连接构造简单的优点,还具有成桥结构刚度大,抗弯承载力高,抗震性能好的特点,对于转体施工T型刚构桥是一种较为适用的桥墩形式。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U448.23
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2560693
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