组合加劲梁悬索桥静动力性能及轻型桥面板设计方法研究
发布时间：2020-11-12 04:51
近年来大跨度桥梁在国内新建交通干线广泛采用,桥面系作为桥梁结构的薄弱环节容易发生病害,增加了桥梁维护成本,从而影响到国家经济的高速稳定增长。本文对桥面系的研究发展现状进行总结,阐述了钢-混组合梁体系应用于悬索桥的优势和劣势,以主跨720m的怀来官厅水库特大桥主桥为背景,在对原结构进行静力和动力分析的基础上,提出了替换普通混凝土板为UHPC(超高性能混凝土:Ultra High Performance Concrete)华夫板的优化方案,并提出了计算华夫板抗弯承载力的有效宽度法。本文的主要工作如下:1、阐述了悬索桥成桥及施工阶段的仿真分析方法,计算了悬索桥的初始成桥状态和空缆线形,并对鞍座顶推方案进行了仿真分析。最后对影响主缆中心索股无应力长度的因素进行了参数分析,在此基础上给出了索股锚头的锚杆调节量。提出了用华夫板替代普通混凝土桥面板的轻型组合梁方案。基于轻型组合梁方案进行了局部模型和全桥模型的有限元分析,与传统组合梁方案进行了静力和动力特性结果的对比。2、采用ANSYS有限元建立传统组合梁方案下全桥及施工阶段模型,对比分析了整体式吊装和分离式吊装两种施工方式下悬索桥的颤振稳定性,对影响颤振稳定性的动力特性参数进行了分析,提出了合理有效的施工过程中的抑振措施,最后对轻型组合梁悬索桥在施工阶段的颤振稳定性进行了分析。3、提出了UHPC华夫板抗弯承载力计算的有效宽度法。首先选取三种截面形式的UHPC受弯构件的试验数据并进行有限元分析,验证有限元方法的正确性。接着采用有限元方法对UHPC华夫型桥面板进行大量参数分析,提出华夫板荷载有效分布宽度计算的经验公式。最后基于弹塑性理论推导了华夫板整体抗弯承载力的有效宽度法计算公式,并与试验结果对比验证了公式的正确性。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U448.25
【部分图文】：
梁的维修费用在全世界范围内急剧增长，桥面系病害是诸多桥梁结构共同面临的严重问题[1-4]，也是维修的主要内容。这一现象在大跨度悬索桥中尤为突出，己成为世界性难题。钢-混组合桥面系的提出一定程度上解决了以上出现的桥面系病害问题。目前在桥梁结构中使用较为普遍的有钢板-混凝土组合梁和钢箱-混凝土组合梁，分别见图 1-1 和图 1-2。钢-混组合梁应用的桥型范围主要包括简支梁桥、连续梁桥等在市政立交中应用较为普遍的桥型以及拱桥、斜拉桥等中等跨度及大跨度桥梁[5-8]。在钢-混组合结构广泛推广应用于桥梁结构的过程中，有关桥梁学者与专家也开创性地在悬索桥桥面系中应用了钢-混组合结构，并与悬索桥桥梁的受力特征、节点的连接方式及材料的特性相结合，对钢-混组合桥面系进行了一系列的相关研究[9-12]，杨进大师和徐恭义大师对此做出了突出贡献。对于采用纵横梁体系的钢-混组合加劲梁悬索桥，目前已建成的有云南澜沧江大桥、湖北鹦鹉洲长江大桥和湖北至喜长江大桥，以及在建的河北怀来县官厅水库悬索桥，分别如图 1-3~图 1-6 所示，四座桥的详细信息见表 1-1。
梁的维修费用在全世界范围内急剧增长，桥面系病害是诸多桥梁结构共同面临的严重问题[1-4]，也是维修的主要内容。这一现象在大跨度悬索桥中尤为突出，己成为世界性难题。钢-混组合桥面系的提出一定程度上解决了以上出现的桥面系病害问题。目前在桥梁结构中使用较为普遍的有钢板-混凝土组合梁和钢箱-混凝土组合梁，分别见图 1-1 和图 1-2。钢-混组合梁应用的桥型范围主要包括简支梁桥、连续梁桥等在市政立交中应用较为普遍的桥型以及拱桥、斜拉桥等中等跨度及大跨度桥梁[5-8]。在钢-混组合结构广泛推广应用于桥梁结构的过程中，有关桥梁学者与专家也开创性地在悬索桥桥面系中应用了钢-混组合结构，并与悬索桥桥梁的受力特征、节点的连接方式及材料的特性相结合，对钢-混组合桥面系进行了一系列的相关研究[9-12]，杨进大师和徐恭义大师对此做出了突出贡献。对于采用纵横梁体系的钢-混组合加劲梁悬索桥，目前已建成的有云南澜沧江大桥、湖北鹦鹉洲长江大桥和湖北至喜长江大桥，以及在建的河北怀来县官厅水库悬索桥，分别如图 1-3~图 1-6 所示，四座桥的详细信息见表 1-1。
天津大学硕士学位论文表 1-1 国内大跨度钢-混结合加劲梁悬索桥统计表桥名 所在地 主跨（m） 主梁类型 建成年份澜沧江特大桥 云南祥临 380 钢纵横梁 2004 年鹦鹉洲长江大桥 湖北武汉 2×850 钢纵横梁 2014 年至喜长江大桥 湖北宜昌 838 钢纵横梁 2016 年官厅水库特大桥 河北怀来 720 钢纵横梁 在建
【参考文献】
本文编号：2880268
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U448.25
【部分图文】：
梁的维修费用在全世界范围内急剧增长，桥面系病害是诸多桥梁结构共同面临的严重问题[1-4]，也是维修的主要内容。这一现象在大跨度悬索桥中尤为突出，己成为世界性难题。钢-混组合桥面系的提出一定程度上解决了以上出现的桥面系病害问题。目前在桥梁结构中使用较为普遍的有钢板-混凝土组合梁和钢箱-混凝土组合梁，分别见图 1-1 和图 1-2。钢-混组合梁应用的桥型范围主要包括简支梁桥、连续梁桥等在市政立交中应用较为普遍的桥型以及拱桥、斜拉桥等中等跨度及大跨度桥梁[5-8]。在钢-混组合结构广泛推广应用于桥梁结构的过程中，有关桥梁学者与专家也开创性地在悬索桥桥面系中应用了钢-混组合结构，并与悬索桥桥梁的受力特征、节点的连接方式及材料的特性相结合，对钢-混组合桥面系进行了一系列的相关研究[9-12]，杨进大师和徐恭义大师对此做出了突出贡献。对于采用纵横梁体系的钢-混组合加劲梁悬索桥，目前已建成的有云南澜沧江大桥、湖北鹦鹉洲长江大桥和湖北至喜长江大桥，以及在建的河北怀来县官厅水库悬索桥，分别如图 1-3~图 1-6 所示，四座桥的详细信息见表 1-1。
梁的维修费用在全世界范围内急剧增长，桥面系病害是诸多桥梁结构共同面临的严重问题[1-4]，也是维修的主要内容。这一现象在大跨度悬索桥中尤为突出，己成为世界性难题。钢-混组合桥面系的提出一定程度上解决了以上出现的桥面系病害问题。目前在桥梁结构中使用较为普遍的有钢板-混凝土组合梁和钢箱-混凝土组合梁，分别见图 1-1 和图 1-2。钢-混组合梁应用的桥型范围主要包括简支梁桥、连续梁桥等在市政立交中应用较为普遍的桥型以及拱桥、斜拉桥等中等跨度及大跨度桥梁[5-8]。在钢-混组合结构广泛推广应用于桥梁结构的过程中，有关桥梁学者与专家也开创性地在悬索桥桥面系中应用了钢-混组合结构，并与悬索桥桥梁的受力特征、节点的连接方式及材料的特性相结合，对钢-混组合桥面系进行了一系列的相关研究[9-12]，杨进大师和徐恭义大师对此做出了突出贡献。对于采用纵横梁体系的钢-混组合加劲梁悬索桥，目前已建成的有云南澜沧江大桥、湖北鹦鹉洲长江大桥和湖北至喜长江大桥，以及在建的河北怀来县官厅水库悬索桥，分别如图 1-3~图 1-6 所示，四座桥的详细信息见表 1-1。
天津大学硕士学位论文表 1-1 国内大跨度钢-混结合加劲梁悬索桥统计表桥名 所在地 主跨（m） 主梁类型 建成年份澜沧江特大桥 云南祥临 380 钢纵横梁 2004 年鹦鹉洲长江大桥 湖北武汉 2×850 钢纵横梁 2014 年至喜长江大桥 湖北宜昌 838 钢纵横梁 2016 年官厅水库特大桥 河北怀来 720 钢纵横梁 在建
【参考文献】
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10 聂建国;陶慕轩;吴丽丽;聂鑫;李法雄;雷飞龙;;钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展[J];土木工程学报;2012年06期
本文编号：2880268
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