考虑横竖向车桥耦合效应的混凝土连续弯梁桥横向力精确计算

发布时间：2020-11-18 20:26

　　 混凝土连续弯梁桥在运营过程中通常存在主梁“横向爬移”这一病害,其中桥梁所受的横向力的精确计算便显的尤为关键。之前很多学者针桥梁横向力计算只考虑了车桥耦合的竖向振动,往往忽略车桥耦合的横向振动,本文将通过考虑车桥耦合横竖向振动,以此来精确计算桥梁横向力。本文通过以下工作对弯梁桥进行横向力的分析:1、提出车桥耦合横向振动数值分析方法。本文建立了12自由度车辆模型,考虑车辆的横向自由度,并对其车辆运动方程进行推导,然后建立横竖向车桥耦合振动模型,并对其进行动力响应分析。2、提出弯梁桥横向力计算方法。路面阻力主要三部分构成,分别为:车辆轮胎与路面之间产生的摩擦力、坡度阻力以及惯性阻力,通过这三种力的平衡关系,然后对其力进行分解可以求得桥梁横向力。3、考虑路面不平整度对桥梁横向力的影响。本文分别考虑了路面光滑以及A、B、C、D四种路面等级情况下,分别计算桥梁所受到的横向力,对弯梁桥横向力影响进行分析。本文认为随着桥面条件的恶化不断加大,桥梁所受到的横向力会加大。4、考虑横向车桥耦合振动对横向力的影响。本文分别通过建立竖向车桥耦合振动模型以及横竖向车桥耦合振动模型,并对其进行动力响应分析,计算桥梁所受横向力,以此来确定横向车桥耦合振动对弯梁桥横向力的影响。本文认为在考虑横向车桥耦合振动后,桥梁横向力明显加大,因此在对弯梁桥进行横向力精确计算时,必须考虑车桥耦合横向振动。5、本文还分别考虑了车辆离心力的影响、车辆运行在不同车道的影响以及车辆运行速度的影响,并对其进行分析比较,绘制相关时程曲线,确定其对桥梁横向力的影响。通过各种因素的影响大小进行对比,本文对横竖向车桥耦合振动模型进行优化,使其更加接近实际,为混凝土弯梁桥的横向力精确计算提供了参考。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U445.71;U441
【部分图文】：

图 1.1 某高速公路立交桥 图 1.2 上海某立交桥1.2 弯梁桥运营期间出现的问题随着混凝土弯梁桥的建设与运营，弯梁桥的“横向爬移”也慢慢进入了桥梁建的视线，也渐渐成为了关注点。主梁“横向爬移”现象经常会出现在混凝土连续弯上，当到达一定情况下，由于主梁向外侧横向移动，会导致支座以及伸缩缝的剪切破同时墩柱会产生环形裂缝，严重影响桥梁的安全运营。旧城胜利大桥位于津—保公路，是典型的混凝土连续弯梁桥，位于 R=1000 米上。其中 4、5、6 号墩与主梁固结。主要病害为：1）主梁发生横向爬移，导致 11 号过渡墩盖梁挡块破坏；2）4、5、6、7 号桥墩曲线内侧受弯开裂；伸缩缝剪切破坏；支座错位。

图 1.1 某高速公路立交桥 图 1.2 上海某立交桥1.2 弯梁桥运营期间出现的问题随着混凝土弯梁桥的建设与运营，弯梁桥的“横向爬移”也慢慢进入了桥梁建的视线，也渐渐成为了关注点。主梁“横向爬移”现象经常会出现在混凝土连续弯上，当到达一定情况下，由于主梁向外侧横向移动，会导致支座以及伸缩缝的剪切破同时墩柱会产生环形裂缝，严重影响桥梁的安全运营。旧城胜利大桥位于津—保公路，是典型的混凝土连续弯梁桥，位于 R=1000 米上。其中 4、5、6 号墩与主梁固结。主要病害为：1）主梁发生横向爬移，导致 11 号过渡墩盖梁挡块破坏；2）4、5、6、7 号桥墩曲线内侧受弯开裂；伸缩缝剪切破坏；支座错位。

图 1.3 旧城胜利大桥爬移图示彭婆互通 G 匝道桥位于少洛高速公路 GK0+414 处，桥面净宽 13.75 米，上部构6 孔跨径 30 米和 6 孔跨径 25.88 米的预应力混凝土箱梁，全桥为板式橡胶支座和四板支座，下部结构桥台为柱式，钻孔灌注桩基础。第一联位于半径 130 米圆曲线上要病害1）主梁产生纵、横向爬移。2）部分支座发生位移；3）部分墩柱在曲线内侧出现了半环向裂缝。1.3 国内外研究现状
【参考文献】

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本文编号：2889167