基于安全富余度的不对称连续刚构桥优化设计研究

发布时间：2017-04-22 22:00

  本文关键词：基于安全富余度的不对称连续刚构桥优化设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国西部地区的地形特点是山体较多、地形起伏大,常常遇见“U”形或“V”形峡谷。针对该类地形,最优的桥型选择当属不对称桥梁,不对称桥梁可以有效减少生态环境的破坏;降低工程造价。为了开展对不对称桥梁的研究工作,本文依托不对称连续刚构桥开展工作,以结构受力研究为基础,优化计算为核心。主要的研究工作包括如下几部分内容:(1)开展国内外针对不对称桥梁建设现状、优化算法研究现状及不对称连续刚构桥的特点等方面的调研工作。(2)分析不对称连续刚构桥受力特性。分别进行了分跨不对称时支反力和主梁的受力性能研究,得到的结论是:在进行不对称桥梁设计时,应控制分跨比例系数不小于0.4,超过这个分跨比例系数支点位置易出现拉力。分跨不对称时主梁内力研究,得到的结论是:随着分跨比例系数的减小,主梁应力值有增大的趋势,当分跨比例系数在0.4附近时急剧增大。主梁对称桥墩不对称时候的研究,得到结论:随着任何一个桥墩墩高的减小,所有桥墩的墩顶弯矩均加大。(3)对依托工程进行内力计算。在包络工况下,合龙段附近承受最大正弯矩,大边跨与小边跨跨中的最大正弯矩不等,大、小T构根部的负弯矩也不等,主梁受力不对称。(4)分析结构的安全性能。承载能力极限状态下,开展正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算以及抗扭的验算,验算结果表明,依托工程承载能力均满足规范相关要求。正常使用极限状态下,主要进行裂缝验算,验算结果显示,结构正常使用极限状态同样满足规范相关规定。定义安全富余度,计算结构承载能力的安全储备量。(5)不对称连续刚构桥的优化计算工作,在控制原则的基础上,钢束优化得到的结果为:节省钢绞线17702.4m,总重量达到19490.34Kg。主梁腹板整体降低10cm得到结果是:结构的承载能力和使用阶段的应力要求均规范要求。但是结构的承载能力安全储备量降低。主梁线形的优化计算:得到小T构根部降低120cm,大T构根部降低33.8cm。通过本文分析可知,不对称连续刚构桥最优的设计方案为:主梁大、小T构配筋不对称设计,主梁大、小T构的箱梁线形采用不同次数的抛物线。
【关键词】：不对称连续刚构桥 极限状态验算 优化设计 分跨比例
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 课题研究背景及研究意义10-11
• 1.2.1 课题研究背景10-11
• 1.2.2 课题研究的意义11
• 1.3 不对称桥梁技术概况11-14
• 1.3.1 国内外不对称桥梁工程实例11-13
• 1.3.2 国内外不对称桥梁优化设计研究现状13-14
• 1.4 不对称连续刚构桥特点及技术发展趋势14-16
• 1.4.1 不对称连续刚构桥特点14-15
• 1.4.2 不对称连续刚构桥发展趋势15-16
• 1.5 本文主要内容16-17
• 第二章 不对称连续刚构桥设计关键技术17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 空间受力与变形分析17-24
• 2.2.1 分跨比例与研究模型17-18
• 2.2.2 分跨不对称对支反力的影响18-20
• 2.2.3 分跨不对称对主梁受力与变形的影响20-22
• 2.2.4 墩高不对称对主梁受力的影响22-24
• 2.3 不对称连续刚构主要构造形式研究24-26
• 2.4 不对称连续刚构桥配筋设计26-27
• 2.4.1 预应力钢束配置的基本原则27
• 2.4.2 不对称连续刚构桥配筋注意事项27
• 2.5 小结27-29
• 第三章 不对称连续刚构桥静力计算29-46
• 3.1 引言29
• 3.2 依托工程简介29-39
• 3.2.1 工程概况29-31
• 3.2.2 结构体系概述31-36
• 3.2.3 施工方案的拟定36-39
• 3.3 有限元模型建立39-41
• 3.3.1 结构离散及计算模型39
• 3.3.2 计算荷载取值39-41
• 3.3.3 施工阶段及工况组合41
• 3.4 不对称连续刚构桥成桥状态内力分析41-45
• 3.5 小结45-46
• 第四章 不对称连续刚构桥安全性能分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 不对称连续刚构桥极限状态验算46-51
• 4.2.1 承载能力极限状态验算46-48
• 4.2.2 正常使用极限状态验算48-49
• 4.2.3 应力验算49-51
• 4.3 承载能力极限状态下安全富余度计算51-55
• 4.3.1 正截面抗弯安全富余度计算52-53
• 4.3.2 斜截面抗剪安全富余度计算53-55
• 4.4 影响承载能力极限状态安全富余度因素分析55-57
• 4.4.1 影响正截面抗弯安全富余度因素分析55-56
• 4.4.2 影响斜截面抗剪安全富余度因素分析56-57
• 4.5 小结57-58
• 第五章 不对称连续刚构桥优化计算实例58-72
• 5.1 引言58
• 5.2 不对称连续刚构桥优化方案58-64
• 5.2.1 预应力钢绞线优化方案58-63
• 5.2.2 主梁构造优化方案63-64
• 5.3 不对称连续刚构桥预应力优化计算64-67
• 5.3.1 钢束优化对正截面抗弯安全富余度的影响64-66
• 5.3.2 钢束优化对正截面压应力的影响66-67
• 5.4 不对称连续刚构桥主梁构造优化计算67-70
• 5.5 优化计算的结果与方案局限性分析70-71
• 5.5.1 优化计算的结果70-71
• 5.5.2 优化计算的局限性71
• 5.6 小结71-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 附录78-90
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵玉泉;田伟雄;;Y型墩连续刚构桥的设计[J];城市道桥与防洪;2009年06期

2 汤伟泉;;论连续刚构桥的施工质量控制[J];广东科技;2011年20期

3 郭帅;苏毅;;大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计探讨[J];技术与市场;2012年04期

4 邹昌魏;Y型连续刚构桥设计简介[J];铁道标准设计;1997年01期

5 胡文学,钟永,林增海;连续刚构桥应用中存在问题的探讨[J];广西交通科技;2000年S1期

6 张晟斌;浅析装配式连续刚构桥[J];武汉城市建设学院学报;2000年04期

7 赵宁;有限元理论在连续刚构桥结构分析中的应用[J];黑龙江交通科技;2003年05期

8 林颖,凌怀强,陈炜;连续刚构桥梁主墩设计浅析[J];公路;2004年02期

9 陈福寿;矮墩连续刚构桥的实现[J];公路;2004年06期

10 郑勇,胡大琳,沈永林;轻质高强混凝土在连续刚构桥中的应用分析[J];公路;2005年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵树森;朱爱生;;连续刚构桥构造形式浅谈[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2006年

2 宁建根;黄海元;;连续刚构桥抗风分析与研究[A];全国城市公路学会第二十一次学术年会论文集[C];2012年

3 陈兴冲;王常峰;夏修身;庄立普;;非对称大跨连续刚构桥线形控制技术研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2010年

4 张春宁;;多跨连续刚构桥的结构设计与预应力配束[A];第六届后张预应力学术交流会论文集[C];2000年

5 孔海霞;张喜刚;袁洪;徐麟;李正;高衡;;苏通大桥副桥连续刚构桥设计[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年

6 胡若邻;吕运冰;黄培彦;;连续刚构桥0号块的应力分布特征[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

7 黄盛楠;刘英奎;陆新征;叶列平;;大型连续刚构桥梁模型试验及损伤评估[A];第十七届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2006年

8 周文骏;吴万忠;;连续刚构桥施工期腹板斜向开裂影响因素研究[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2010年

9 杨岳民;刘士林;;弯—直连续刚构桥施工模拟分析与比较[A];第十一届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2001年

10 项贻强;胡峰强;朱卫国;;三跨预应力混凝土V墩连续刚构桥结构动力分析和试验研究[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 记者刘德联 通讯员张玉金 贺佃峰;广深港客专最大跨连续刚构桥合龙[N];中国铁道建筑报;2009年

2 通讯员张绍清 记者蔡崇金;我国单线铁路跨度最大的连续刚构桥桩基完成[N];中国铁道建筑报;2010年

3 本报记者 张仕琴 张俊 冯艳 蒙水;水盘高速:世界第一跨度大桥即将问世[N];经济信息时报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 张利华;高强轻集料混凝土连续刚构桥结构特性研究[D];武汉理工大学;2007年

2 文曙东;连续刚构桥墩壁弹塑性联结梁减震方法研究[D];西南交通大学;2009年

3 牛宏;大跨度连续刚构桥建设期风险分析研究[D];长安大学;2009年

4 文武松;大跨度PC连续刚构桥挠曲开裂因素研究[D];西南交通大学;2009年

5 周淑芬;钢管混凝土桥墩在长联矮墩连续刚构桥中的应用与研究[D];长安大学;2012年

6 周勇军;高墩大跨曲线连续刚构桥梁地震响应的设计参数研究[D];长安大学;2006年

7 叶征伟;山区高墩大跨连续刚构桥风环境及风荷载研究[D];浙江大学;2012年

8 黄志堂;叠合柱高墩大跨连续刚构桥概率地震易损性及风险分析[D];西南交通大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘遮;连续刚构桥梁的动力优化研究[D];昆明理工大学;2015年

2 陆尧;基于遗传算法的连续刚构桥主梁设计参数优化研究[D];昆明理工大学;2015年

3 唐旭;基于灰色理论的PC连续刚构桥线形控制研究[D];河北工程大学;2015年

4 韦俊旭;公路大跨度预应力混凝土连续刚构桥长期变形的预测[D];西南交通大学;2015年

5 伍波;大跨铁路连续刚构桥等效风荷载研究[D];西南交通大学;2014年

6 刘欣;高墩多跨连续刚构桥高墩刚度匹配问题研究[D];长安大学;2015年

7 杨虎城;预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固研究[D];长安大学;2015年

8 武鑫哲;连续刚构桥合龙顶推施工桥墩应力及结构稳定性分析[D];长安大学;2015年

9 闫见华;分箱式连续刚构桥横隔板工序对结构行为的影响研究[D];西南交通大学;2016年

10 石小林;拱加劲连续刚构桥非一致激励地震反应分析及减震研究[D];西南交通大学;2016年

  本文关键词：基于安全富余度的不对称连续刚构桥优化设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：321323