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独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性及加固方法研究
| 论文题名： | 独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性及加固方法研究 |
| 关键词： | 独柱墩曲线梁桥;抗倾覆稳定性;车-曲线梁桥耦合分析系统;抗倾覆设计优化 |
| 摘要： | 独柱墩曲线梁桥因其结构形式优美，占用桥下空间较小，在交通网络汇聚之处应用广泛。但近些年，在重车偏载作用下，该类桥梁的倾覆事故频繁发生，造成人员与财产重大损失的同时，也带来了极为恶劣的社会影响。因此，对该类桥梁的抗倾覆问题展开研究极有必要。本文以独柱墩曲线梁桥作为研究桥型，从车-曲线梁桥耦合振动分析，独柱墩曲线梁桥倾覆稳定性理论、倾覆影响因素、抗倾覆设计优化和加固措施四个方面进行研究。主要工作内容如下： (1)在课题组研发的随机车流-桥梁耦合振动三维可视化分析软件（BridgeDynamicANalysisSystem，简称BDANS）的基础上，结合斜支承边界条件的模拟、各车轮空间行驶轨迹仿真、各轮空间加载等进一步研发了车辆-曲线梁桥动力分析模块，并对分析系统进行了实例验证。 (2)通过对相关规范提出的两种桥梁抗倾覆验算方法进行对比分析，综合考虑计算方法的准确性及实用性的要求，最终得出《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)（以下简称《新规范》）对于抗倾覆系数的计算更为简洁明确。基于此方法结合车辆-曲线梁桥耦合振动分析系统集成一键式抗倾覆验算模块，后续参数分析采用该计算模块展开。 (3)选取样本桥梁，设置不同工况，针对影响独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性因素：曲率半径、中支座偏心距、双支承间距及数目、桥宽、中墩支承形式、跨数及跨径组合进行分析。研究各种因素分别对恒载作用下梁端支反力及车辆最不利偏心加载时失效支座支反力的影响，并计算各工况下的桥梁抗倾覆系数，分析各个参数的影响规律，为工程应用提供参考价值。 (4)根据参数分析结论结合当下实际工程中的具体应用，总结了独柱墩曲线梁桥设计阶段抗倾覆优化以及既有桥梁抗倾覆加固的相关措施。以某实际桥梁为研究对象，采用ABAQUS软件建立实体模型并考虑大变形和大转动对计算结果的影响，模拟该桥完整倾覆过程。根据该桥结构形式选择增大梁端双支座间距及加宽中间墩柱两种加固方式进行计算，分析并对比两种加固措施的改善效果。 |
| 作者： | 杨帆帆 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张景峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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