多因素耦合作用下弯梁桥爬移机理分析

发布时间：2020-07-10 15:48

【摘要】：随着我国高等级公路的发展和城市立交枢纽的建设,弯梁桥以其较好的适应性和美观性得到了越来越广泛的应用和发展。近些年来发现,一些弯梁桥在运营过程中,出现了梁体横向爬移的病害。弯梁桥的爬移问题往往会引起桥梁其它部位的破坏,如:伸缩缝撕裂、栏杆错位、桥墩、桥台开裂,严重的引起支座脱空、上部主梁倾覆等,进而可能引发严重的交通安全事故。因此,本文基于实桥对弯梁桥爬移的机理进行研究。本文的主要研究内容及成果如下:(1)定义了爬移因子M来量化各个影响因素对钢筋混凝土弯梁桥和预应力混凝土弯梁桥爬移和切向位移的影响程度。(2)建立了 115个混凝土连续曲线箱梁桥有限元模型,分析了包括曲率半径、单孔跨径、支座布置形式和预加力在内的内部因素和包括自重荷载、系统温差、温度梯度、混凝土收缩徐变、车道作用、离心力和制动力在内的外部因素对弯梁桥爬移的影响。结果表明:支座布置形式、曲率半径、升温作用、混凝土收缩、徐变和离心力作用是引起爬移的重要因素;制动力主要引起切向位移,对爬移影响很小;不同荷载条件下,墩高对爬移的影响规律不尽相同;车道作用主要通过影响竖向支反力来间接影响爬移;汽车超载会对爬移会产生较大影响,是设计者不能忽略的因素。(3)分别对影响弯梁桥爬移的主要内部因素和外部因素进行了正交数值模拟分析,通过参数敏感性分析,得出结论:内部因素中,对爬移因子影响最大的是支座布置形式,其次是曲率半径与单孔跨径;外在因素中,半径较小时,系统温差最为敏感,半径较大时,离心力最为敏感。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441
【图文】：

支座布置,桥梁,样本,弯梁桥

图２－１桥梁样本支座布置逡逑

断面尺寸,上部结构,单位

懫用Ｍｉｄａｓ邋ＣｉＶｉｌ软件，对２0个桥梁样本分别建立其有限元模型。有限元模．逡逑型中，主梁均采用空间梁单元模拟；支座采用弹性连接模拟，并通过输入不同的逡逑刚度参数籴模拟不同的支座；主梁与支座之间采用弹性或刚性连接。图２－３所示逡逑为所建立的典型的有限元计算模型。逡逑图２－３钢筋混凝土弯梁桥有限元模型逡逑在有限元计算中，仅考虑基本组合作用。其中，结构重力由桥面系自身截面逡逑构造及材料类型决定；结构重力计入桥面铺装及护栏等二期恒载作用。对混凝土逡逑收缩及徐变作用，这里考虑１０年混凝土收缩及徐变作用的影响；车道荷载作用、逡逑温度梯度作用均按《公路桥涵设计通用规范（ＪＴＧＤ６０－２０１５）》的相关规定施加。逡逑考虑到汽车行驶时的超速问题，本项目首先根据《公路工程技术标准（ＪＴＧ逡逑Ｂ０１－２０１４）》中的相关规定，按下式（２－２）反算最大车速；其次，根据《公路逡逑桥涵设计通用规范（ＪＴＧ邋Ｄ６０－２０１５）》的相关规定，按照式（２－３）计算最大离逡逑心力系数，不同曲率半径、不同跨径对应的最大离心力见表２－５。逡逑１１逡逑

弯梁桥,基本组合,有限元计算,钢筋混凝土

＾逡逑ｉ逡逑图２－２上部结构断面尺寸（单位：ｃｍ）逡逑二、有限元计算模型逡逑懫用Ｍｉｄａｓ邋ＣｉＶｉｌ软件，对２0个桥梁样本分别建立其有限元模型。有限元模．逡逑型中，主梁均采用空间梁单元模拟；支座采用弹性连接模拟，并通过输入不同的逡逑刚度参数籴模拟不同的支座；主梁与支座之间采用弹性或刚性连接。图２－３所示逡逑为所建立的典型的有限元计算模型。逡逑图２－３钢筋混凝土弯梁桥有限元模型逡逑在有限元计算中，仅考虑基本组合作用。其中，结构重力由桥面系自身截面逡逑构造及材料类型决定；结构重力计入桥面铺装及护栏等二期恒载作用。对混凝土逡逑收缩及徐变作用，这里考虑１０年混凝土收缩及徐变作用的影响；车道荷载作用、逡逑温度梯度作用均按《公路桥涵设计通用规范（ＪＴＧＤ６０－２０１５）》的相关规定施加。逡逑考虑到汽车行驶时的超速问题，本项目首先根据《公路工程技术标准（ＪＴＧ逡逑Ｂ０１－２０１４）》中的相关规定，按下式（２－２）反算最大车速；其次，根据《公路逡逑桥涵设计通用规范（ＪＴＧ邋Ｄ６０－２０１５）》的相关规定，按照式（２－３）计算最大离逡逑心力系数

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