拓宽改造混凝土梁桥的车载动力性能研究

发布时间：2017-06-16 22:02

  本文关键词：拓宽改造混凝土梁桥的车载动力性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：经济的快速增长促使我国高速公路交通量剧增,桥梁拓宽改造工程越来越多。桥梁拓宽改造施工中,车桥振动作用会对新旧桥拼接缝现浇混凝土产生扰动影响,导致混凝土内部产生永久性结构损伤;后期运营中大量实测试验数据表明车载冲击效应加速了拓宽改造混凝土梁桥拼接缝的破坏,因此开展拓宽改造混凝土梁桥的车载动力性能研究对高速公路桥梁拓宽改造工程具有重大实际意义。以正在实施的沈阳(王家沟)至铁岭(杏山)公路改扩建项目为工程背景,基于既有的拓宽改造混凝土梁桥(预应力混凝土简支T梁桥)拼接缝横向构造理论与实践研究成果,基于课题组自编的车桥耦合振动分析程序,开展拓宽改造前后混凝土梁桥车载动力冲击效应分析研究,提出基于车载动力性能的混凝土梁桥拓宽改造的优选方案和建议。以横向连接构造为半刚性连接的预应力混凝土简支T梁拓宽桥为研究对象,分析行车荷载作用下拼接缝混凝土的破坏与损伤机理,确定车桥振动临界值评价指标为新旧桥边梁相对变形差?=1.5mm,依据我国公路汽车荷载实测数据与典型车辆模型参数的相关研究成果,开展单车和重车队列作用下新旧桥拼接缝的车载动力性能研究,提出相应的限载、限速和限道交通管制措施,并总结既有研究成果提出的新型抗交通扰动自密实混凝土及合理的施工工艺等缓解措施。现有规范尚没有针对拓宽改造桥梁结构的关键部位动力荷载作用冲击效应给以详细规定和特殊说明,本文以不同横向连接构造的预应力混凝土简支T梁为研究对象,结合既有研究对拼接缝破坏机理和受力特点展开分析,确定拼接缝关键部位,采用ANSYS建立拓宽桥精细化有限元模型,基于静力和动力层面开展不同横向连接构造拓宽桥关键部位车载动力响应分析,采用横向弯曲正应力动力放大系数评价车载冲击效应,并与规范计算值进行比较,提出了取值建议。
【关键词】：拓宽改造 混凝土梁桥 拼接缝 车载动力性能 冲击效应 振动临界值 交通管制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-12
• 1.2 国内外相关方向的研究现状及分析12-19
• 1.2.1 拓宽改造新旧桥拼接方法研究现状12-15
• 1.2.2 车桥振动对新浇筑混凝土质量的影响15-17
• 1.2.3 桥梁拓宽改造的其他相关研究17-19
• 1.2.4 研究现状分析19
• 1.3 本文主要研究内容19-22
• 第2章 拓宽改造桥梁车载动力冲击效应分析22-43
• 2.1 引言22
• 2.2 车桥耦合振动理论和程序22-25
• 2.2.1 车桥耦合振动理论22-23
• 2.2.2 Midas/civil和MATLAB数据对接23-25
• 2.3 拓宽改造混凝土梁桥拼接缝构造和有限元模拟25-27
• 2.3.1 拓宽改造混凝土梁桥拼接缝构造25-26
• 2.3.2 拓宽改造混凝土梁桥拼接缝有限元模拟26-27
• 2.4 车桥耦合振动分析程序的试验验证27-28
• 2.5 PC简支T梁拓宽改造桥梁车载冲击效应分析28-37
• 2.5.1 桥例概况28-29
• 2.5.2 车桥振动分析工况29-30
• 2.5.3 拓宽桥车桥振动响应分布特点30-32
• 2.5.4 拓宽改造前后新旧桥冲击效应变化分析32-37
• 2.6 跨径对拓宽改造桥梁车载冲击效应的影响分析37-41
• 2.6.1 不同跨径预应力混凝土简支T梁拓宽改造桥梁概况37-38
• 2.6.2 不同跨径拓宽改造桥梁车载动力性能分析38-41
• 2.7 本章小结41-43
• 第3章 基于车桥振动的拓宽桥拼接缝施工过程交通控制研究43-78
• 3.1 引言43
• 3.2 车桥振动对新旧桥拼接缝混凝土性能影响的理论分析43-52
• 3.2.1 混凝土受扰阶段的确定43-44
• 3.2.2 车辆动力作用下新旧桥拼接缝的变形和受力分析44-50
• 3.2.3 车辆动力作用下新旧桥拼接缝结构的损伤机理50-52
• 3.3 车桥振动对拼接缝混凝土性能影响的评价指标分析52-54
• 3.3.1 指标分析52
• 3.3.2 拼接缝不同结构损伤振动临界值52-53
• 3.3.3 振动临界值评价指标53-54
• 3.4 新旧桥拼接缝的车载动力性能分析与交通管制措施54-75
• 3.4.1 新旧桥拼接缝混凝土凝结硬化有限元模拟54
• 3.4.2 车桥振动分析工况54-62
• 3.4.3 单车作用下拓宽桥新旧桥拼接缝车载动力分析62-66
• 3.4.4 基于单车动力分析的车辆限载指标66-70
• 3.4.5 重车队列作用下拓宽桥新旧桥拼接缝车载动力性能分析70-75
• 3.5 拼接缝混凝土抗扰动措施75-77
• 3.5.1 交通管制措施75-76
• 3.5.2 抗扰动混凝土76
• 3.5.3 施工工艺76-77
• 3.6 本章小结77-78
• 第4章 拓宽改造混凝土梁桥拼接缝结构车载动力响应精细化分析78-99
• 4.1 引言78
• 4.2 理论分析78-80
• 4.2.1 拼接缝结构破坏机理及受力特点78-79
• 4.2.2 拼接缝关键部位79-80
• 4.3 有限元建模80-81
• 4.4 车载下拓宽桥拼接缝静力分析81-84
• 4.5 基于模态应力法的桥梁结构车载动应力分析方法84-88
• 4.6 不同横向连接构造拓宽桥关键部位车载动力响应分析88-97
• 4.6.1 车载动力工况88
• 4.6.2 车载动力响应分析88-97
• 4.7 本章小结97-99
• 结论99-101
• 参考文献101-106
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果106-108
• 致谢108-110
• 个人简历110

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