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海上桥梁独柱高墩大悬臂盖梁墩旁托架力学性能研究
| 论文题名： | 海上桥梁独柱高墩大悬臂盖梁墩旁托架力学性能研究 |
| 关键词： | 海上桥梁;大悬臂盖梁;墩旁托架;力学性能 |
| 摘要： | 随着社会经济的飞速发展和交通压力的日益增长，桥梁成为了推动经济建设和文化交流的重要基础设施。盖梁作为承担桥梁上部荷载的重要组成部分，其施工的便捷性和安全性显得尤为重要。国内外对盖梁施工方法研究较多，常规的盖梁施工方法有满堂支架法、抱箍法和穿钢棒法。满堂支架法适用于地基基础良好的矮墩盖梁施工，抱箍法适用于双柱或多柱式圆形墩盖梁施工，穿钢棒法适用于双柱或多柱式圆形、方形墩盖梁施工。针对海上深水区独柱高墩大悬臂盖梁，且墩柱截面不规则的情况，常规的盖梁施工方法已不能满足需求，满堂支架法无法在深水区搭设支架，无法解决深水区独柱墩盖梁施工，抱箍法、穿钢棒法无法解决独柱墩盖梁施工技术，无法适用于墩柱截面不规则的空心墩盖梁施工。针对以上问题，本研究提出了一种新型墩旁托架系统，可有效解决海上深水区独柱高墩大悬臂盖梁施工困难的问题。 本文按照钢结构设计原理设计了新型墩旁托架系统，设计包含了型钢三角形托架，并对该型钢三角形托架及对拉螺杆进行外荷载分析、受力计算、尺寸验算，计算结果均符合国家规范的要求。同时对托架系统进行了基于三维有限单元法的模拟受力分析，对盖梁新型托架系统的受力性能、破坏模式、应变分布进行了系统性研究，指出托架系统的薄弱部位，确保提出的新型托架安全可靠。对该托架系统竖撑架与斜撑架的夹角进行了敏感性分析，确定了该夹角的最优设计范围为45°~50°。 本文对墩旁托架系统进行了预压模拟，经过模拟分析，推荐选择方案三作为最佳预压方案，即前三级加载从悬臂端向桥墩处依次加载，每1.65m加载一级，后三级加载同前三级。同时，为了确保该托架在严重超载时也可确保施工安全，将该托架视为弹塑性体，以弹性极限点作为托架的安全极限，对该托架进行了极限加载模拟，模拟结果表明该托架最高可以承受594吨的荷载，远高于设计荷载，说明了该托架具有较高的安全裕度。 基于理论分析和有限元模拟结果，结合工程实际需求和现代化施工特点，编制了新型墩旁托架盖梁施工工艺，从施工前的准备工作入手，贯穿安全可靠性原则，规范了托架安装、混凝土浇筑、模板和托架的拆除工艺。本文提出了一种新型的墩旁托架主要用于海上桥梁独柱高墩大悬臂盖梁现浇施工，并在星海湾跨海大桥独柱高墩盖梁施工得以成功应用，丰富了中国水上桥梁深水区独柱高墩大悬臂盖梁施工技术，同时为日后同类型桥梁盖梁施工提供参考。 |
| 作者： | 刘勇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 闻洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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