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重载铁路活性粉末混凝土简支T形梁桥梁体优化及应用前景分析
| 论文题名： | 重载铁路活性粉末混凝土简支T形梁桥梁体优化及应用前景分析 |
| 关键词： | 铁路桥梁;简支梁桥;桥梁设计;有限元分析 |
| 摘要： | 我国是货运大国，铁路又是货运主要交通工具，货运重载化是我国铁路发展的方向，研制适应于大轴重列车的梁型十分必要。活性粉末混凝土(ReactivePowder Concrete，简称RPC)具有良好的物理力学性能，将RPC新型材料应用到重载铁路桥梁中，对重载铁路桥梁的发展具有重要的意义。本文把有限元分析和优化设计方法结合在一起，对重载铁路RPC简支T形梁进行理论分析，并通过优化分析确定截面最优参数和最佳预应力钢筋面积，总结确定最优高跨比。 本文以梁总造价为目标函数，T形梁截面尺寸和预应力筋面积为设计变量，以强度和挠度为约束条件，采用ANSYS有限元参数优化分析零阶法，对RPC简支T形梁正常运营阶段主要工况进行优化分析。分析结果表明，RPC梁体结构的力学性能良好，同时RPC材料使用应满足低高度梁对承载力及刚度的要求;重载铁路单片RPC简支T形梁造价主要由RPC控制，即由梁体截面尺寸控制。与现有设计相比，本文采用RPC替代普通混凝土，由于RPC材料的优越力学性能，使梁高得到一定程度降低，部分降低值比较明显;在保证结构正常使用性能时，RPC梁比普通混凝土T梁减轻自重达15％以上，这对于大跨径混凝土梁桥减轻自重、增大跨越性能具有重要的意义;单片RPC梁造价一定程度上高于普通混凝土T梁的造价，其主要原因是RPC的单价较高。但由于RPC材料良好的耐久性能，RPC梁可不进行后期养护维修，在其寿命周期内，RPC简支T形梁桥综合费用低于普通混凝土简支T形梁桥。 |
| 作者： | 刘勇 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 闫志刚;安明喆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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