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转体施工T型刚构桥整体受力分析与桥墩优化设计
| 论文题名： | 转体施工T型刚构桥整体受力分析与桥墩优化设计 |
| 关键词： | 刚构桥;转体施工;地震响应;钢混组合墩;高性能混凝土 |
| 摘要： | 采用转体法施工的T型刚构桥由于其施工效率高、对正常交通干扰小的优点，在跨线桥梁的建设上得到了越来越广泛的应用。高强、轻质材料在T型刚构桥上部结构的应用，大幅度减轻结构重量，改善结构受力性能，还进一步提高了结构的跨越能力。然而，在当前转体施工T型刚构桥的设计中，桥墩设计多采用混凝土材料，少有其他材料在桥墩设计上的应用案例，因此对桥墩进行优化设计，探讨其他材料类型的桥墩在转体施工T型刚构桥上的适用性，具有重要的理论意义和工程价值。 本文以2×100m的山西省太原市卧虎山快速路T型刚构桥为背景，根据设计资料，运用Midas Civil2015有限元软件建立全桥的空间计算模型，对其施工阶段和成桥运营阶段进行整体静动力分析，并进一步探究了钢墩、钢混组合墩、UHPC墩三种桥墩类型在转体施工T型刚构桥上的适用性。 利用T型刚构桥有限元模型，对其进行施工阶段、成桥运营阶段的静力响应分析，结果表明该T型刚构桥施工、运营阶段结构安全可靠，刚度满足设计要求。转体施工时，主梁应力水平较高，高应力区域范围大，对临近主墩的部分梁段设计起控制作用。 运用反应谱法和时程分析法对T型刚构桥进行地震响应分析，结果表明E1、E2地震作用下结构受力安全;抗震设计对桥墩设计起控制作用，主墩横桥向抗弯比纵桥向抗弯更不利;时程分析法地震响应比反应谱法计算结果普遍偏小，且E1地震下，满足不小于反应谱法计算结果的80％的抗震规范要求。通过全桥特征值分析表明T型刚构桥右侧边墩的刚度偏弱，不利于结构的变形控制，可适当提高边墩刚度。 结合模型计算分析，对T型刚构桥桥墩进行优化设计，并对钢墩、钢混组合墩、UHPC墩三种优化设计方案进行施工阶段、成桥运营阶段的静动力分析，并且与原混凝土墩T型刚构桥分析结果进行对比，讨论桥墩优化设计方案的适用性。结果表明采用这三种桥墩设计方案均能满足结构受力的要求;钢混组合墩采用转体施工时为钢截面，转体施工后再行浇筑混凝土，不仅获得了钢墩所具有的转体重量轻、与钢主梁连接构造简单的优点，还具有成桥结构刚度大，抗弯承载力高，抗震性能好的特点，对于转体施工T型刚构桥是一种较为适用的桥墩形式。 |
| 作者： | 王昌杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 何畏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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