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大跨活性粉末混凝土混合梁连续刚构桥的结构性能
| 论文题名： | 大跨活性粉末混凝土混合梁连续刚构桥的结构性能 |
| 关键词： | 活性粉末混凝土;混合梁桥;连续刚构桥;有限元分析;结构性能 |
| 摘要： | 目前世界跨径最大的三座连续刚构桥均采用了高强或轻质材料（钢材或轻质混凝土）以达到减轻结构自重的目的，借鉴其理念，采用性能卓越的活性粉末混凝土RPC取代钢材或轻质混凝土应用于大跨连续刚构桥中，在有效减轻结构自重、增大结构跨越能力的同时可避免使用构造复杂的钢-混结合段及性能欠佳的轻质混凝土，并能增强结构的耐久性。基于此，本文将RPC应用于主梁跨中，拟定了一座大跨径、低边主跨比的混合梁桥，并另拟定一个普通高强混凝土方案与之对比。通过方案设计、局部受力分析、静力性能分析及抗震性能分析，探讨了所拟方案的可行性并对比了两者的优劣。本文主要的研究工作如下： （1）结合工程背景进行方案设计，拟定了一座主跨主跨330m、边主跨比为0.31的RPC+C60混凝土混合主梁方案，包括其材料参数、结构和构件尺寸、预应力束的布置以及施工方案等的确定；另拟定了一个同等跨径的C60混凝土主梁方案作为对比方案。 （2）对RPC箱梁各板件可能出现的局部受力问题进行了验算，结果表明：RPC箱梁各壁板可保证失稳破坏不先于材料破坏，局部稳定性满足要求；RPC箱梁顶板抗冲切承载力满足要求且有较大富余，其局部抗弯承载力也满足要求。 （3）对拟定的RPC+C60混凝土混合主梁方案和C60混凝土主梁方案进行了整体受力分析和静力验算，并进行了结构稳定性分析。结果显示，两种方案满足规范验算要求，受力合理，安全可行。 （4）从结构的有效性和经济性两方面对比分析了两种方案的优劣。结果表明：混合梁方案的上部结构自重减轻了约28％，活荷载效应比是C60混凝土主梁方案的1.6倍，显著提高了结构有效性；混合梁方案通过控制RPC的用量避免了造价攀升，同时由于其他材料用量的减少使其总造价比C60主梁方案低17.3%，其经济性优势明显。 （5）分别采用反应谱法及时程分析方法对两种方案进行地震响应分析,并从动力性能方面探讨了两种方案的可行性及优劣。结果表明：由于结构自重的减轻，混合梁方案的地震响应显著低于C60主梁方案；结构在E1和E2地震作用下均能达到相应抗震设防目标，因此抗震性能满足要求，进一步说明了其可行性。 |
| 作者： | 卢祖梁 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 方志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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