大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计参数的研究

论文摘要

大跨预应力混凝土连续刚构桥设计参数的选取在整个刚构桥的设计中都是至关重要的,取值的合理与否直接影响到结构的自重和受力性能。因此,开展大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计参数的研究对此类桥梁建设具有重大意义。首先,本文开展了大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁底曲线幂次关系的研究。结合工程实例,建立了3个具有代表性的数值模型,分析比较了不同梁底曲线幂次关系下主梁关键截面在自重和汽车荷载作用下的应力及位移。其次,开展了大跨度预应力混凝土连续刚构桥高跨比的研究。总结并分析了国内外梁桥高跨比取值经验及特点,分别建立了3个支点高跨比和3个跨中高跨比的数值模型,分析比较了不同高跨比下主梁关键截面在自重和汽车荷载作用下的应力及位移。接着,开展了大跨度预应力混凝土连续刚构桥纵向预应力形式研究。结合工程实例,建立了3个具有代表性的数值模型,分析比较了大跨预应力混凝土连续刚构桥腹板束锚固位置的不同导致的主梁关键截面在最大双悬臂状态和成桥状态时的应力、内力及位移。最后,开展了大跨度预应力混凝上连续刚构桥主墩刚度合理性的研究。结合工程实例,对双薄壁墩的设计参数进行优化,建立了3个具有代表性的数值模型,分析比较了不同双薄壁墩间距下主梁关键截面在自重和汽车荷载作用下的应力及位移。通过以上研究取得了一些结论：梁底曲线幂次关系研究表明,梁底曲线幂次增加能有效降低主梁自重,但会增加主梁部分截面的应力和位移。高跨比研究表明,支点高跨比减小会导致主梁部分截面应力和位移朝不利方向发展,对结构受力十分不利；而跨中高跨比减小后靠近主梁跨中截面受力不利影响很容易被预应力抵消。纵向预应力形式研究表明,大跨连续刚构桥腹板束需要设置下弯,且腹板束下弯锚固位置在2H／3处时较为理想。主墩刚度合理性研究表明,随着双薄壁墩间距的减小,箱梁在自重及车道荷载作用下的应力及位移略有增加,因此薄壁墩间距既不能太大也不能太小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 连续刚构桥应用与发展现状
• 1.1.1 连续刚构桥的产生和发展现状
• 1.1.2 连续刚构桥的特点
• 1.1.3 连续刚构桥的发展趋势
• 1.1.4 存在的问题和防治措施
• 1.2 本文的研究背景及意义
• 1.2.1 研究背景
• 1.2.2 目的及意义
• 第二章 梁底曲线的幂次关系
• 2.1 工程背景
• 2.2 计算模型
• 2.2.1 基本假定
• 2.2.2 工况
• 2.2.3 荷载
• 2.3 计算结果及分析
• 2.3.1 主梁自重
• 2.3.2 关键截面应力和位移
• 2.4 小结
• 第三章 高跨比研究
• 3.1 国内外取值经验
• 3.1.1 支点高跨比现状
• 3.1.2 跨中高跨比现状
• 3.2 计算模型
• 3.2.1 原始模型
• 3.2.2 工况
• 3.2.3 荷载
• 3.3 计算结果及分析
• 3.3.1 支点高跨比结果及分析
• 3.3.2 跨中高跨比结果及分析
• 3.4 结论
• 第四章 纵向预应力形式研究
• 4.1 预应力筋布束原则
• 4.2 预应力束筋的布置型式
• 4.3 纵向预应力束优化方案
• 4.4 计算模型
• 4.4.1 原始模型
• 4.4.2 工况
• 4.4.3 荷载
• 4.5 计算结构及分析
• 4.5.1 关键截面的应力、内力和位移
• 4.6 结论
• 第五章 主墩刚度合理性研究
• 5.1 薄壁墩类型的比较
• 5.2 双薄壁桥墩的参数优化设计方案
• 5.3 计算模型
• 5.3.1 原始模型
• 5.3.2 工况
• 5.3.3 荷载
• 5.4 计算结果及分析
• 5.4.1 关键截面的应力和位移
• 5.5 结论
• 第六章 主要结论
• 6.1 梁底曲线研究
• 6.2 高跨比研究
• 6.3 纵向预应力形式研究
• 6.4 主墩刚度合理性研究
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的项目
• 致谢