考虑横竖向车桥耦合效应的混凝土连续弯梁桥横向受力研究

发布时间：2020-06-14 07:40

【摘要】：横向爬移是混凝土弯梁桥最常见的病害之一,严重影响着行车安全,研究混凝土弯梁桥横向受力是分析横向爬移的关键。目前考虑汽车荷载作用下横向力的计算已经成为研究横向爬移的热点问题之一,而计算汽车荷载作用下结构的横向力必须考虑车桥耦合作用。现有的研究成果主要分析了竖向车桥耦合效应对弯梁桥动力响应的影响,而很少考虑横向车桥耦合作用。本文在竖向车桥耦合作用的基础上进一步考虑横向车桥耦合效应对混凝土弯梁桥横向受力的影响,以期得到混凝土弯梁桥横向受力的精确解,为防治混凝土弯梁桥的横向爬移病害提供一定的参考和意义。为此,本文主要做了以下工作:(1)通过对国内外相关研究成果进行对比,总结出考虑横竖向车桥耦合效应的分析方法和影响混凝土弯梁桥横向受力的因素,引入路面不平整度作为车桥耦合振动的初始激励。(2)运用有限元软件ANSYS建立板式橡胶支座精细化模型,在此基础上分别建立全桥模型和车辆模型,通过两者之间力的平衡条件和几何协调条件模拟横竖向车桥耦合作用,同时得到混凝土弯梁桥的各类响应。(3)从是否考虑横竖向车桥耦合效应和不同车重两方面进行仿真分析,探讨控制截面处的混凝土连续弯梁桥横竖向动力响应,并对支座摩阻力和抗滑性进行分析来探究爬移产生的机理和规律。结果表明:对混凝土弯梁进行受力分析时有必要计入横竖向车桥耦合效应。随着车重增加,结构位移、内力值均会增加,因此可以通过限载限重防止弯梁桥的横向爬移的产生和支座滑移、剪切破坏。(4)通过改变车速和超高两个关键参数,分析不同速度和超高下汽车离心力对弯梁桥横向受力的影响,得出减小车速或者增加超高都对减小主梁的横向力、横向位移和支座产生的横向反力有利,但通过改变车速会取得更好的效果,因此有必要对汽车在弯梁上的行驶速度做出限定。(5)采用改变车辆行驶位置和路面不平整度两种影响因素对弯梁桥受力进行深入研究,绘制相关时程曲线,对比弯梁桥控制截面和支座动力响应峰值,探讨其对弯梁桥受力的影响。结果表明:汽车靠近弯梁外侧行驶对弯梁桥横向受力极为不利,在设计上应该采取必要的措施提高外侧桥墩横向承载力,以保证结构在最不利受力工况下的安全性。路面不平整度会对弯梁桥横竖向动力响应产生一定的放大效应,桥面铺装时应优先考虑选用等级较高的路面。 【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

【图文】：

上海某立交桥

某城市立交桥

【参考文献】

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本文编号：2712471