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高墩大跨度连续刚构桥的关键技术研究
| 论文题名： | 高墩大跨度连续刚构桥的关键技术研究 |
| 关键词： | 高墩大跨度连续刚构桥;静力性能;桥型设计;有限元模型 |
| 摘要： | 近些年来，随着我国高等级公路不断在中西部及西北地区推行建设，高速公路上建成的高墩大跨连续刚构桥越来越多。针对该桥型，相关设计和科研单位也做了一系列研究，得出了大量有价值的研究成果。但是从目前已经公开发表的科研成果来看，关于高墩大跨连续刚构桥设计关键问题的研究尚缺乏系统性，关于该桥型的许多关键技术问题的研究还有待于细致深入地展开。 本文以省道沁河大桥的设计为工程背景进行研究，分别对采用悬臂浇筑法施工的连续刚构桥之总体静力性能、主梁空间剪力滞效应、0号块局部应力、高墩线性与非线性稳定、高墩有效计算长度、抗震及静动力抗风等问题进行了系统性研究。开展本研究旨在为该桥型的设计提供理论依据。 在收集和总结现有研究成果的基础上，运用MIDAS和ANSYS有限元软件对相关问题进行了大量的计算分析。主要研究工作为：搜集和总结高墩大跨连续刚构桥设计的总体布置形式、主梁及墩柱形式，拟定桥梁初步设计尺寸；对施工阶段和运营阶段的桥梁结构总体静力性能进行分析和验算，明确各验算项指标及其限值；建立主梁板壳有限元模型，计算考虑预应力作用下，主梁截面剪力滞效应分布规律及其影响参数；建立墩梁结合段0号块实体有限元模型，研究实体节段模型建模和边界的处理方法，分析0号块实体应力分布；计算高墩在恒、活荷载作用下高墩大跨桥的线性和非线性稳定系数，对两类稳定问题进行对比分析；探讨高墩横桥向和纵桥向稳定的有效计算长度，给出不同情况下高墩有效长度计算系数的建议值；建立考虑桩-土相互作用的连续刚构全桥有限元模型，基于现行桥梁抗震设计规范，分析连续刚构桥地震响应；确定桥上静动风荷载，对最大悬臂状态的抗风问题进行初步探讨。 经过以上分析研究，得出结构在各阶段的内力变化规律以及主梁剪力滞系数的分布规律。对实际设计中高墩稳定分析和评价方法提出了具体建议。给出了各种情况下高墩的有效计算长度建议值。研究所采用的研究方法和得到的相关结论对该类型桥梁设计具有较高的参考价值和实际意义。 |
| 作者： | 闫宝敏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 毕继红;郑永红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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