有轨电车钢—混组合曲线梁桥结构性能分析研究

发布时间：2020-05-16 14:10

【摘要】：武汉市东湖国家自主创新示范区有轨电车T2实验线工程,跨武黄高速段采用三跨(49+54+38m)钢-混组合曲线连续箱梁桥,曲率半径为150m。钢箱梁采用闭合单箱双室截面,通过均布式剪力钉与混凝土桥面板结合,桥面板采用聚丙烯纤维网的C50补偿收缩混凝土,其中D7墩采用墩梁固结形式,设计使用年限为100年。由于桥梁呈小半径曲线,故桥梁受弯扭复合作用,钢箱梁、桥面板受力状态复杂,剪力钉不仅受顺桥向剪力作用,同时也承受横桥向剪力作用。研究桥梁在荷载组合下钢箱梁桥面板和剪力钉受力特性是十分必要的。本文采用大型有限元软件ABAQUS,通过建立全桥精细化空间有限元模型,研究钢-混组合曲线连续箱梁桥的空间受力特性和剪力钉空间受力特性,为桥梁的设计与施工提供分析依据。本文主要工作如下:(1)采用弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉、实体单元C3D8模拟混凝土桥面板、壳单元S4R模拟钢箱梁,T3D2桁架单元模拟预应力筋,建立了全桥空间精细化有限元模型,分析了多种荷载工况下钢箱梁、桥面板空间受力特性,跨中最大挠度为38.68mm,钢箱梁腹板最大应力为163.0MPa,桥面板最大压应力为13.1MPa,满足规范要求。(2)分析了桥梁直线段与曲线段的剪力钉空间受力特性,与直线段相比,曲线段剪力钉存在明显的横桥向作用,在弯扭复合作用下,剪力钉受力复杂,在四种荷载工况下桥梁剪力钉顺桥向剪力最大值为61.38kN,剪力钉横桥向最大值为23.33kN,最大剪力为66.3kN,小于剪力钉抗剪承载力,满足规范要求。(3)各工况下桥梁结构受力明确,内力空间分布合理,结构应力和挠度处于容许范围,满足规范要求。本文的工作为有轨电车钢-混组合曲线梁桥的工程应用起到积极地促进作用。
【图文】：

图 1-2 T2 线跨武黄高速高架桥路线主要技术标准：（1） 使用年限：桥梁主体结构使用年限为 100 年；钢结构设计防腐体系使用年限为 20 年。（2） 桥下净空：不小于 5m。（3） 正线数目及线间距：本联梁为双线连续梁，右线最小曲线半径R=150m，线间距 4.15m。（4） 车型：车辆型式采用 100%低地板钢轮钢轨现代有轨电车，近期 5 模块（共 6 轴），远期 5+5 模块（共 12 轴）。车辆最大轴重 125kN，，最小轴重 75kN。（5） 轨道：全线设计标准按一次铺设无缝线路，整体道床，高 500mm。（6） 供电方式：全线采用超级电容供电方式。（7） 最大设计时速：70km/h。（8） 正线最小曲线半径：150m，正线最大纵坡：3%。

图 1-4 标准断面布置图（单位：mm）钢箱采用工厂预制、现场起吊拼装的方式，全钢梁分为 5 个制造段，缝，最长段 34m，最大吊重约 172t，工厂以焊接为主，工地拼接采用梁分段如图 1-5 所示。图 1-5 钢箱梁分段图
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

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本文编号：2666851