UHPC超高性能混凝土拱桥力学特性研究

发布时间：2021-01-03 16:51

　　拱桥因跨越能力大、承载能力强、造型优美,在桥梁工程中应用广泛。然而自重大及施工困难两大因素制约着其向更大跨径发展,减轻混凝土拱桥自重最直接的方法就是使用高强和超高强度的混凝土。拱结构属于压弯构件,如果用UHPC替代普通混凝土,一方面可充分利用其抗压强度高的特点,减小截面尺寸,减轻拱圈自重,同时弥补拱桥对地基承载力和下部结构要求较高的缺点;另一方面,由于材料具有良好的耐久性和耐腐蚀性,可以延长其使用寿命,减少全寿命周期成本,具有显著的经济效益。在国内外对UHPC展开的研究和应用背景下,本文提出了集材料、结构优势为一体的新构想—UHPC超高性能混凝土拱桥,并对此进行了尝试性地探讨与研究,从工程数量、拱圈截面刚度、内力及稳定性、动力特性等方面与普通混凝土拱桥对比,证明了UHPC应用于拱桥的可行性和优越性。具体研究内容和成果如下:（1）以攀枝花市新密地大桥为原型,对UHPC拱桥进行方案试设计和优化。通过有限元软件建立空间计算模型,并根据相关规范进行强度、刚度与稳定性验算。结果表明UHPC拱桥是可行的,满足结构受力性能要求。（2）利用UHPC的超高强度,其截面尺寸可大大减小,与普通混凝土拱桥相比... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

总体布置图

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 8 页第一座活性粉末混凝土拱桥，总体布置图见图 1-3。因为使用了超高性能混凝土，所以结构更为纤细、美观。主拱圈截面采用了 Π 字型，如图 1-4 所示，高 1.3m，全宽 4.3m，上顶板厚3cm，高10cm 的横向加劲肋按 1.255m 的间距设置，支承上顶板的两腹板厚160mm两端设计有纵向加劲肋，腹板内也有预应力筋。为了方便制作和施工，主拱圈分为 6 个节段进行预制拼装，并通过 48h 的蒸汽养护以保证材料性能。

构更为纤细、美观。主拱圈截面采用了 Π 字型，如图 1-4 所示，高 1.3m，全宽 4.3m，顶板厚3cm，高10cm 的横向加劲肋按 1.255m 的间距设置，支承上顶板的两腹板厚160mm两端设计有纵向加劲肋，腹板内也有预应力筋。为了方便制作和施工，主拱圈分为 6 个段进行预制拼装，并通过 48h 的蒸汽养护以保证材料性能。图 1-3 总体布置图 图 1-4 截面型式奥地利威尔德公路拱桥，如图 1-5 所示，是桥梁结构技术发展的里程碑，使用 UHP后使结构从实心转而过渡到轻薄的构件。拱桥主跨 70m，矢高 18m，两个并排的拱肋节使用横系梁进行连接。主拱肋均为预制构件，并由体外预应力筋连接。两个拱肋的几何形完全相同，横截面为八字形，高宽 1.2m，壁厚仅 0.06m[29-31]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于受拉应力状态分析的纤维RPC微观结构研究[J]. 曾建仙,吴炎海,黄献海.  河南理工大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]超高性能混凝土材料及其在桥梁工程中的应用[J]. 胡晓.  浙江交通职业技术学院学报. 2014(03)
[3]论美学在桥梁设计中的应用[J]. 孙文武.  内蒙古民族大学学报. 2010(05)
[4]活性粉末钢纤维混凝土受压应力-应变全曲线的研究[J]. 黄政宇,谭彬.  三峡大学学报(自然科学版). 2007(05)
[5]钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数研究[J]. 李松,强士中,唐英.  西南交通大学学报. 2007(03)
[6]既有钢筋混凝土拱肋承载力测试与分析[J]. 张建仁,李传习,王磊,徐飞鸿,喻小明.  工程力学. 2006(12)
[7]大跨径钢管混凝土拱桥非线性静风稳定性[J]. 陈峰,胡大琳.  长安大学学报(自然科学版). 2006(02)
[8]1000 m跨径混凝土拱桥研究[J]. 王远洋,陈宝春.  世界桥梁. 2006(01)
[9]FRP和RPC在土木工程中的研究与应用[J]. 方志,杨剑.  铁道科学与工程学报. 2005(04)
[10]钢管混凝土拱桥计算理论研究进展[J]. 陈宝春.  土木工程学报. 2003(12)

硕士论文
[1]上承式混凝土拱桥拱上建筑轻型化研究[D]. 王征.福州大学 2010
[2]RPC的力学性能及在桥梁工程中的应用前景研究[D]. 刘青兰.重庆交通大学 2008
[3]悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥模型试验研究[D]. 胡秋贵.西南交通大学 2007



本文编号：2955156