基于横向加劲钢板的混凝土连续箱梁桥拓宽技术研究
发布时间：2021-04-29 05:06
高速公路改扩建工程中,三向预应力混凝土箱梁桥因为横向预应力筋的存在,导致难以采用传统方式进行拓宽拼接。针对这一情况,本文以淮江高速公路盐河大桥拓宽工程为背景,提出了一种采用横向加劲钢板的新旧桥梁横向拼接方案,通过在横向拼接缝两侧的新旧箱梁翼缘板上,沿纵向均匀嵌入横向加劲钢板,以达到连接新、旧桥箱梁的目的。为研究此技术的可靠性,论文利用Midas FEA软件,建立了全桥拼接结构的实体有限元模型,在此基础上利用子模型法建立了局部模型,并进行了结构分析。全桥模型分别考虑了混凝土纵向收缩徐变差作用、新旧桥基础沉降差作用和车道荷载作用,并对关键截面在上述作用下的截面应力进行了荷载组合。结果表明,在各种荷载工况作用下,拼接结构整体受力性能良好。同时,横向加劲钢板这一拼接结构能够较好的协调新旧桥之间的变形,在混凝土收缩徐变差作用下,新旧箱梁共同运营三年六个月后的纵向变形差最大达到了5.84mm,在基础沉降作用下,新旧箱梁竖向挠度变化平滑,无明显突变。利用子模型法,截取一小段新旧箱梁建立网格划分更加精细的局部有限元模型。切割提取原整体模型边界上的荷载条件和位移条件,作为子模型的边界条件施加到子模型中。...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究
1.2.2 国内研究
1.2.3 现有研究的局限性
1.3 工程背景介绍
1.3.1 背景桥梁介绍
1.3.2 拟采用的横向拓宽方案
1.4 研究内容
1.4.1 意义
第二章 实体有限元法基本理论及模型建立
2.1 全桥实体有限元模型说明
2.2 局部结构的子模型法基本原理说明
2.3 整体模型建模
2.3.1 拓宽拼接方案建模
2.3.2 拓宽拼接结构荷载
2.4 局部模型建模
2.4.1 局部模型网格划分
2.4.2 界面单元模拟
2.5 本章小结
第三章 加劲钢板拼宽方案的有限元数值分析
3.1 拼接结构动力响应
3.1.1 模态分析
3.1.2 拼接前后振型对比
3.2 箱梁收缩徐变差对结构的影响
3.2.1 计算说明
3.2.2 结构位移
3.2.3 结构应力
3.3 箱梁基础沉降差对结构的影响
3.3.1 计算说明
3.3.2 结构位移
3.3.3 结构应力
3.4 汽车荷载对结构的影响
3.4.1 车道荷载布置
3.4.2 车道荷载计算结果
3.5 荷载组合
3.5.1 组合说明
3.5.2 组合结果
3.6 本章小结
第四章 拼接拓宽结构传力机理研究
4.1 车辆荷载作用
4.1.1 车辆荷载加载模型
4.1.2 结构响应及传力机理
4.1.3 钢板与混凝土界面剪应力
4.2 基础沉降差作用
4.2.1 结构响应及传力机理
4.2.2 钢板与混凝土界面剪应力
4.3 新旧箱梁混凝土纵向收缩徐变差作用
4.3.1 结构响应及传力机理
4.3.2 钢板与混凝土界面剪应力
4.4 本章小结
第五章 基于实体有限元的拓宽结构参数敏感性分析
5.1 不同钢板厚度对比分析研究
5.1.1 计算说明
5.1.2 钢板厚度对新旧箱梁的影响
5.1.3 厚度变化对钢板的影响
5.2 横向加劲钢板不同布置间距的影响对比分析研究
5.2.1 计算说明
5.2.2 纵向间距变化对箱梁的影响
5.2.3 纵向间距变化对拼接钢板自身的影响
5.3 不同拼缝宽度对比分析研究
5.3.1 计算说明
5.3.2 拼缝宽度对新旧箱梁的影响
5.3.3 拼缝宽度对钢板自身的影响
5.4 不同高度横向加劲钢板对比分析研究
5.4.1 计算说明
5.4.2 肋高对新旧箱梁的影响
5.4.3 肋高对钢板自身的影响
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度高韧性环氧结构胶的研制[J]. 武德涛,李盼盼,张乐. 中国胶粘剂. 2019(04)
[2]三向预应力混凝土连续箱梁桥横向加劲肋拓宽研究[J]. 吴文清,翟建勋,张娴,赵昊,张慧. 现代交通技术. 2018(02)
[3]收缩徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能研究[J]. 茹毅,刘其伟. 中外公路. 2016(02)
[4]弹性混凝土在既有桥梁拓宽拼接中的应用[J]. 刘鑫. 城市道桥与防洪. 2013(12)
[5]高速公路长联桥梁拓宽拼接影响因素分析及对策[J]. 叶永城,李思清,张勇. 铁道建筑. 2013(10)
[6]碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析[J]. 陈淮,邹旭岩,朱俊涛,钱辉. 世界桥梁. 2011(01)
[7]重庆东水门长江大桥索塔锚固区非线性接触受力分析[J]. 耿波,程宇鹏,李军,王丰华. 公路交通技术. 2010(05)
[8]桩基础差异沉降变形控制方法研究[J]. 逯建栋. 广东土木与建筑. 2009(10)
[9]基于高速公路桥梁拓宽拼接的高性能混凝土的应用研究[J]. 解宝柱. 铁道建筑. 2009(03)
[10]公路桥梁拓宽拼接方式综述[J]. 梁志广,周滨,袁磊. 中国市政工程. 2008(06)
硕士论文
[1]腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂粘接性能研究[D]. 赵有强.黑龙江省科学院石油化学研究院 2018
[2]环氧树脂建筑结构胶的改性与力学性能研究[D]. 刘纪艳.山东农业大学 2018
[3]新材料在桥梁拼接中的应用研究[D]. 左永辉.东南大学 2017
[4]混凝土箱梁桥拼接拓宽后悬臂结构的受力性能研究[D]. 唐章翔.东南大学 2017
[5]基于子模型法的跨线天桥疲劳裂纹扩展及剩余寿命评估研究[D]. 张弦.武汉理工大学 2017
[6]大悬臂混凝土箱梁桥横向拓宽拼接加劲肋的设计研究[D]. 翟建勋.东南大学 2016
[7]基于MIDAS的PBL剪力键有限元分析[D]. 张云龙.大连海洋大学 2014
[8]长联预应力混凝土连续箱梁桥拓宽拼接的影响因素及其对策研究[D]. 严国兵.中国铁道科学研究院 2013
[9]软土地区旧桥拓宽改造技术[D]. 李友河.长安大学 2013
[10]大跨度预应力混凝土拼接刚构桥静动力特性研究[D]. 徐侠.中南大学 2013
本文编号：3166899
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究
1.2.2 国内研究
1.2.3 现有研究的局限性
1.3 工程背景介绍
1.3.1 背景桥梁介绍
1.3.2 拟采用的横向拓宽方案
1.4 研究内容
1.4.1 意义
第二章 实体有限元法基本理论及模型建立
2.1 全桥实体有限元模型说明
2.2 局部结构的子模型法基本原理说明
2.3 整体模型建模
2.3.1 拓宽拼接方案建模
2.3.2 拓宽拼接结构荷载
2.4 局部模型建模
2.4.1 局部模型网格划分
2.4.2 界面单元模拟
2.5 本章小结
第三章 加劲钢板拼宽方案的有限元数值分析
3.1 拼接结构动力响应
3.1.1 模态分析
3.1.2 拼接前后振型对比
3.2 箱梁收缩徐变差对结构的影响
3.2.1 计算说明
3.2.2 结构位移
3.2.3 结构应力
3.3 箱梁基础沉降差对结构的影响
3.3.1 计算说明
3.3.2 结构位移
3.3.3 结构应力
3.4 汽车荷载对结构的影响
3.4.1 车道荷载布置
3.4.2 车道荷载计算结果
3.5 荷载组合
3.5.1 组合说明
3.5.2 组合结果
3.6 本章小结
第四章 拼接拓宽结构传力机理研究
4.1 车辆荷载作用
4.1.1 车辆荷载加载模型
4.1.2 结构响应及传力机理
4.1.3 钢板与混凝土界面剪应力
4.2 基础沉降差作用
4.2.1 结构响应及传力机理
4.2.2 钢板与混凝土界面剪应力
4.3 新旧箱梁混凝土纵向收缩徐变差作用
4.3.1 结构响应及传力机理
4.3.2 钢板与混凝土界面剪应力
4.4 本章小结
第五章 基于实体有限元的拓宽结构参数敏感性分析
5.1 不同钢板厚度对比分析研究
5.1.1 计算说明
5.1.2 钢板厚度对新旧箱梁的影响
5.1.3 厚度变化对钢板的影响
5.2 横向加劲钢板不同布置间距的影响对比分析研究
5.2.1 计算说明
5.2.2 纵向间距变化对箱梁的影响
5.2.3 纵向间距变化对拼接钢板自身的影响
5.3 不同拼缝宽度对比分析研究
5.3.1 计算说明
5.3.2 拼缝宽度对新旧箱梁的影响
5.3.3 拼缝宽度对钢板自身的影响
5.4 不同高度横向加劲钢板对比分析研究
5.4.1 计算说明
5.4.2 肋高对新旧箱梁的影响
5.4.3 肋高对钢板自身的影响
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度高韧性环氧结构胶的研制[J]. 武德涛,李盼盼,张乐. 中国胶粘剂. 2019(04)
[2]三向预应力混凝土连续箱梁桥横向加劲肋拓宽研究[J]. 吴文清,翟建勋,张娴,赵昊,张慧. 现代交通技术. 2018(02)
[3]收缩徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能研究[J]. 茹毅,刘其伟. 中外公路. 2016(02)
[4]弹性混凝土在既有桥梁拓宽拼接中的应用[J]. 刘鑫. 城市道桥与防洪. 2013(12)
[5]高速公路长联桥梁拓宽拼接影响因素分析及对策[J]. 叶永城,李思清,张勇. 铁道建筑. 2013(10)
[6]碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析[J]. 陈淮,邹旭岩,朱俊涛,钱辉. 世界桥梁. 2011(01)
[7]重庆东水门长江大桥索塔锚固区非线性接触受力分析[J]. 耿波,程宇鹏,李军,王丰华. 公路交通技术. 2010(05)
[8]桩基础差异沉降变形控制方法研究[J]. 逯建栋. 广东土木与建筑. 2009(10)
[9]基于高速公路桥梁拓宽拼接的高性能混凝土的应用研究[J]. 解宝柱. 铁道建筑. 2009(03)
[10]公路桥梁拓宽拼接方式综述[J]. 梁志广,周滨,袁磊. 中国市政工程. 2008(06)
硕士论文
[1]腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂粘接性能研究[D]. 赵有强.黑龙江省科学院石油化学研究院 2018
[2]环氧树脂建筑结构胶的改性与力学性能研究[D]. 刘纪艳.山东农业大学 2018
[3]新材料在桥梁拼接中的应用研究[D]. 左永辉.东南大学 2017
[4]混凝土箱梁桥拼接拓宽后悬臂结构的受力性能研究[D]. 唐章翔.东南大学 2017
[5]基于子模型法的跨线天桥疲劳裂纹扩展及剩余寿命评估研究[D]. 张弦.武汉理工大学 2017
[6]大悬臂混凝土箱梁桥横向拓宽拼接加劲肋的设计研究[D]. 翟建勋.东南大学 2016
[7]基于MIDAS的PBL剪力键有限元分析[D]. 张云龙.大连海洋大学 2014
[8]长联预应力混凝土连续箱梁桥拓宽拼接的影响因素及其对策研究[D]. 严国兵.中国铁道科学研究院 2013
[9]软土地区旧桥拓宽改造技术[D]. 李友河.长安大学 2013
[10]大跨度预应力混凝土拼接刚构桥静动力特性研究[D]. 徐侠.中南大学 2013
本文编号：3166899
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