三类主要无缝桥的静力特性及抗震性能研究

发布时间：2020-07-02 11:36

【摘要】：无缝桥取消了伸缩缝以及伸缩装置,解决了有缝桥梁伸缩缝易损性、桥台跳车与高后期维护费的问题,受到美国、日本以及欧洲国家的青睐。然而国内研究运用无缝桥起步晚,依然处于探索阶段。全国各地受气候、自然环境、交通状况、地质地基和经济水平等因素影响,所采用的桥梁结构形式,包括桥梁无缝化方法也必然不同。鉴于此,本文以绍兴市金家岭河2号桥作为工程背景,对三种最为常见的无缝桥的结构形式进行了对比研究。研究的目的就是在考虑各种主要因素下,采用合适的结构形式,在保证安全、耐久和使用方面达到最优,为无缝桥的设计或旧桥的无缝化改造提供技术指导。本文主要工作和主要内容如下:(1)介绍了无缝桥的诞生背景与发展状况,对无缝桥的不同形式分类进行了总结。(2)对梁格法模型建模过程和模拟方法进行了详细的介绍,将模型计算的主梁应力、桥台位移、桩基位移与实体桥监测数据对比,发现计算值与实测值变化趋势相同,大小较为接近。对模型桥上部结构进行设计验算,发现各项验算指标满足规范要求。(3)基于背景桥梁拟定了半整体桥、延伸桥面板桥的桥台形式,结合普通连续梁桥,对四类桥型(整体桥、半整体桥、延伸桥面板桥、普通连续梁桥)的上部结构、桩基顶部在恒载、温度荷载、汽车荷载作用下的静力特性进行了对比分析,发现整体桥桩顶内力受整体升温荷载组合的影响大于整体降温荷载组合,而半整体桥和延伸桥面板桥的这种影响,温升反而小于温降。建议整体桥在相对较高温度环境下进行上部结构与下部结构混凝土浇筑合龙。(4)对比最常见两种不同方向地震动输入得到的结构响应,发现地震波沿整体桥、半整体桥斜交角方向输入,对桥体受力更为不利;沿延伸桥面板桥、普通连续梁桥行车方向输入,对桥体受力更为不利。对四类桥梁进行了E1、E2反应谱分析以及选用调幅后的实录波进行时程分析,对比了在地震作用下的墩顶位移、桥墩及桩基内力、桥台位移、桥台桩基内力以及支座变形,发现整体桥抗震性能最好,主梁与桥台浇筑为整体,提高了整体刚度,桥台处下部结构以及台后填土、桩周土参与耗能,降低了桥墩底部产生的巨大内力;其次为半整体桥,其台后填土参与了地震作用,提高了抗震性能。延伸桥面板桥、普通连续梁桥相比较前两者抗震能力较弱。(5)基于整体桥良好的抗震性能,选取了桥台处的桩周土体类型、桩基截面、桥台高度、桥台厚度作为参数,分析对比在E1地震作用下不同参数桥型结构的动力特性与结构反应峰值,得到了合理的结构抗震参数设置。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.55

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