叠合梁斜拉桥施工工序及辅助墩设置优化研究

发布时间：2020-05-04 08:55

【摘要】：叠合梁可以充分利用钢材的抗拉性能以及混凝土的抗压能力,混凝土桥面板与钢梁之间通过剪力钉相连,共同受力,其结构特性相比于传统混凝土梁或者钢梁更加优越,所以大跨度斜拉桥经常采取叠合梁结构。叠合梁斜拉桥受力相对复杂,影响其结构内力的因素很多,辅助墩的设置形式便是其中之一。查阅文献后发现,不同桥型(主要是跨度和结构体系不同)受到辅助墩的影响也不尽相同,而关于辅助墩设置对大跨度半漂浮体系的叠合梁斜拉桥影响的相关论文较少,所以本文以一座主跨500m的双塔叠合梁斜拉桥作为研究背景,利用桥梁有限元软件Midas Civil 2014从多个方面研究不同辅助墩设置对该桥的内力和变形影响。同时,该桥除了为叠合梁结构外还具有特殊性,即该桥为非对称结构,主梁整体有一个1.8%的坡度,且有部分主梁处于一个竖曲线上。对这种特殊结构进行研究更加具有针对性和实际意义。本文进行的主要工作内容可以总结为以下几个方面:(1)利用Midas civil 2014建立三种辅助墩数量不同的斜拉桥模型(分别为无辅助墩模型、单辅助墩模型以及双辅助墩模型)以及设置单个辅助墩的前提下五种辅助墩位置不同的斜拉桥模型。(2)对建立的无辅助墩模型、单辅助墩模型以双辅助墩模型分别进行静力分析,对比三者在恒荷载、温度荷载作用下以及运营阶段车辆最不利布置情况下的结构(主要考虑主梁和主塔)内力和变形,计算结果表明大跨度叠合梁斜拉桥设置辅助墩具有一定的必要性,但双辅助墩设置性价比极低。(3)对建立的无辅助墩模型、单辅助墩模型以及双辅助墩模型分别进行动力分析,分析计算各自的自振周期、频率以及振型特点。然后对三个模型在设防烈度下遭遇水平地震以及竖向地震作用时的结构反应进行计算分析,结果表明单辅助墩结构具有更为良好的抗震性能。(4)经过前面的计算得出单辅助墩模型为最优结构,在此前提下,对五种不同辅助墩位置的模型分别进行静力分析和动力分析。分别计算五种辅助墩位置不同的模型在恒荷载、温度荷载、水平地震作用、竖向地震作用等影响下的结构(主要考虑主梁和主塔)内力和变形,同时对各模型的动力特性进行计算。其中进行静力分析时,除了对合拢后的结构内力及变形进行计算外,还对合拢前最大悬臂状态下结构的受力及变形进行了分析,从而得出辅助墩设置的最优位置,以及当因为不可抗力需要调整辅助墩位置时会对结构产生的影响。综合考虑各方面计算结果,当辅助墩位于12#索及13#索与主梁锚固点正下方时效果最好。(5)确定辅助墩最优位置后,对该桥的施工工序进行优化研究,得出桥面板现浇湿接缝的最佳浇筑时机为吊装完对应梁段桥面板后立即进行浇筑,以及论证了本桥双节段循环施工的可行性。
【图文】：

图 1-1 斜拉桥主体结构示意图大致分为上部结构和下部结构，其中下部结构指起支撑作用上部结构主要包括主塔、主梁以及斜拉索三个部分。相比于梁桥，斜拉桥受力状态更为复杂，当采用不同的斜拉索体系，比如密索斜拉桥的主梁主要承压力作用，而稀索斜拉桥主拉为主，，主塔及墩受压为主。的斜拉桥可以追溯到几百年之前，当时的索主要是采竹子或埃及的一种斜拉桥，可以看出已经具备现在斜拉桥结构的雏加劲梁

华南理工大学硕士学位论文桥设计并不成熟，而且当时采用的建筑材料综合性能一般，事故，严重阻碍了斜拉桥结构的发展。纪以后，斜拉桥才再次开始进入人们的视野。1938 年德国经求也急剧增高，工程师 Dischinger 首先开始重视斜拉桥结构的优越性。1955 年，在 Dischinger 的斜拉桥理论指导下，在义的斜拉桥，命名为斯特轮松德桥，该桥为双塔三跨式结构是现代斜拉桥鼻祖。从此以后斜拉桥开始飞速发展，数量激大。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.27

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本文编号：2648298