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增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁技术研究
| 论文题名： | 增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁技术研究 |
| 关键词： | 城市箱立交桥;混凝土箱梁;桥梁加宽;钢悬臂梁 |
| 摘要： | 本文特别针对城市箱立交桥提出了一种新型的桥梁拓宽方法，该方法是增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁法。这种方法能够解决加宽过程中影响桥下交通的问题，并能保证加宽后桥梁的可靠性。该方法不需要新增桥墩，不占据桥下空间，特别适用于城市箱梁立交桥的加宽。在原有箱梁两侧每隔一段距离设置一道钢悬臂梁，新增钢悬臂梁与原桥混凝土箱梁通过张拉横向预应力筋使两者形成一个整体。本文以苏州工业园区北环路立交桥为工程背景，采用有限元软件对桥梁结构进行详细的分析。主要工作如下: (1)首先对方案一、方案二建立ANSYS模型进行受力分析比较，使用阶段方案一截面上缘钢悬臂梁与混凝土接触面已经张开，不满足要求。由以上比较可以得出方案二优于方案一，但方案二采用工况1加载时，与新增悬臂梁顶板接触的位置的接触面混凝土压应力超过混凝土抗压容许应力值。 (2)在方案二的基础上进一步优化，在方案二的基础上加一个锚固板，两束预应力筋锚固在不同的锚固板上。两种方案采用相同工况计算时，方案三的横向预应力产生的力在钢腹板和顶、底板上进行扩散，在相同工况作用下，混凝土接触面的最大压应力小于方案二。由此可以得出方案三优于方案二。此时，与新增悬臂梁顶板接触的位置的接触面混凝土压应力也略大于混凝土抗压容许应力值。 (3)对方案三进行优化，在新增钢悬臂梁接触面钢板与顶、底板接触的位置设置了数道加劲肋，钢悬臂梁顶、底板上的应力在传到接触面混凝土之前，应力得到分散，因此方案四接触面处混凝土的最大压应力比方案三小，优化效果明显。而且方案四接触面混凝土受力明确，接触面混凝土应力均满足要求。由此确定方案四为最终的加宽方案。 (4)钢悬臂梁的横向预应力筋不能与纵向预应力筋相冲突，所以要适当的调整钢悬臂梁的间距以及横向预应力筋的位置。经过分析，有四处新增钢悬臂梁的横向预应力筋为了不与纵向预应力筋相冲突，下部预应力筋向上偏转1.3度，在方案四的基础上对锚固板及加劲肋进行适当调整得到方案五。方案五采用上述三种荷载工况进行计算，从结果看出，方案五接触面处混凝土的受力明确，满足最新规范要求。 (5)采用ANSYS对最终方案四及方案五建立有限元模型，按照最不利荷载工况4进行布载，经过计算，新增钢悬臂梁的底板、腹板、锚固板以及正交异性板的最大应力值均没有超过Q345钢材强度设计值。因此，可以得到新增钢悬臂梁拓宽混凝土箱梁的方案是可行的。 |
| 作者： | 王文涛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邱文亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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