山西省设置无缝桥梁的数值分析及构造措施

发布时间：2020-06-13 22:28

【摘要】：无缝桥梁取消了传统桥梁上的伸缩装置,使得桥梁结构的整体性更好,提高了行车舒适性,桥梁在整个生命周期内的维修费用更低。我国已建成的无缝桥梁只有40座左右,在山西省还没有修建无缝桥梁,目前对山西省无缝桥梁的研究极少。无缝桥梁的设计和建造多半是靠经验,目前还没有统一的无缝桥梁建造规范。为了研究无缝桥梁在山西省建造的可行性,本文以一座3×30m的预应力混凝土连续T梁桥为建模原型,通过桥梁设计软件Midas Civil进行建模分析。分析关键参数对无缝桥梁的影响,具体内容如下:(1)通过改变边界条件和桥台的构造模拟了整体式桥梁(梁墩支座连接)、整体式桥梁(梁墩刚接)和半整体式桥梁三种不同的无缝桥梁。台后土抗力和桩土的相互作用采用一系列温克尔土弹簧模拟,土弹簧的刚度采用我国规范的“m”法计算。无缝桥梁受地质条件、环境温度和湿度的因素影响较大,环境温度和湿度为山西省多年指数的平均值。(2)对三种不同的无缝桥梁在均匀温度和温度梯度工况下进行了模拟。结果表明:在整体升温时,两种整体式桥梁在0#台截面处和1#墩截面处分别出现最大负弯矩和最大正弯矩,弯矩由桥台截面至中跨跨中截面依次减小,整体升温较整体降温对主梁弯矩的影响更大。温度相同时,整体式桥梁(梁墩刚接)主梁弯矩最大,半整体式桥梁最小。在温度梯度的影响下,三种无缝桥梁主梁的弯矩由桥台截面至临近桥墩截面逐渐增加,在桥墩截面处达到最大,中跨主梁弯矩几乎不变。温度梯度会在主梁中产生较大的弯矩,在无缝桥梁的计算中必须要考虑温度梯度的影响。(3)对三种不同的无缝桥梁进行建模,分析温度均匀变化对主梁的竖向位移DZ、桩顶和墩顶的水平位移DX的影响。结果表明:降温对结构位移的影响较升温更大,三种无缝桥梁在降温时,整体式桥梁(梁墩支座连接)主梁在边跨跨中和中跨跨中截面分别出现最大正位移和最大负位移。整体式桥梁(梁墩支座连接)在桩顶的位移最大,整体式桥梁(梁墩刚接)在墩顶的位移最大,半整体式桥梁在各个位置的位移值最小。(4)通过结合各国的建造经验和山西省的实际情况,模拟了不同桥长、斜交角、桥台高度和桩周土对整体式桥梁桥台桩基水平位移和弯矩的影响。参数分析表明:桥长的增加会显著增加桩的最大纵向位移和弯矩,整体式桥梁斜交角会使梁端在平面内产生转动,也会使桩产生横向位移,梁端的转角和桩顶的横向位移都会随着斜交角的增加而增加,当斜交角大于30°时,横向位移显著增加,桥台高度和桩周土对整体式桥梁的影响很大,桩周土的刚度越大,桩顶弯矩越大,桩顶位移越小。(5)提出了在不同地质条件和用途下桥台和桥台基础的设计方法,给出了无缝桥梁的施工要点以及后期养护建议。
【图文】：

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太原理工大学硕士研究生学位论文使是新型的防水伸缩装置，长时间的作用也会产生漏水现象，加速了桥梁。3）在车轮荷载的长时间反复作用下，伸缩装置会出现松动和下沉，造成路性和不连续性，车辆的反复作用会加重伸缩装置的损坏，降低了行车的舒适路上甚至会对行车造成一定的危险。4）对于地震高度设防的地区，由于主梁与墩台较弱的连接，桥梁的整体性容易出现落梁和伸缩缝处桥面板错位等危害，造成桥梁的永久破坏[6]。5）在长时间没有人清理情况下，，垃圾、树叶和泥沙等会堵塞伸缩装置，降置的作用甚至导致伸缩装置的失效，桥面会因伸缩装置的失效而出现裂缝

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-桥台-桩三者都刚接的整体式桥梁，当主梁端部受到了更大的拉力时也可以抵消部分向上的作用力，因此无缝桥梁可以有更灵活的边跨跨，可以适应更多的地形条件。桥梁的分类的简支梁桥一般都在两侧桥台处设置伸缩缝，外界和内在因素对桥梁预留的伸缩空间吸收，以保证主梁和桥面板的正常工作。而无缝桥梁柔性桥台或者柔性桩吸收主梁的伸缩变形。桥梁根据主梁与桥台连接方式的不同可以分为 6 种，分别为设置滑动桥台的无缝桥、通过自身曲线调节变形的无缝曲线桥、整体式桥台桥桥梁和延伸桥面板桥。前三种无缝桥在国内外使用较少，本文主要研式桥梁，并且简单介绍延伸桥面板桥梁。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U443.31

【参考文献】