缅北滚弄地区大跨度V形墩刚构桥结构受力特性研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangcheng118
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对于预应力混凝土V形墩刚构桥,V形支撑体系的存在,一方面使得桥梁的结构受力更加合理;另一方面,在提高桥梁结构刚度的同时,还能有效地减小构件尺寸,从而降低工程造价和桥梁建筑高度,使得桥梁更加轻盈美观,因此近年来,预应力混凝土V形墩刚构桥在桥梁建设中得到了广泛的应用。但V形墩刚构桥在墩梁固结处的构造与局部受力复杂程度高,且受基础不均匀沉降、温度、预应力以及混凝土收缩徐变等因素的影响,结构会产生较大的次内力,使得整个桥梁体系的受力变得更加复杂,因此在V形墩刚构桥的结构受力分析中考虑温度和湿度等因素影响的研究是十分必要的。然而目前关于考虑不同因素影响下V形墩刚构桥结构受力的研究,针对高温、高湿以及复杂地质条件下这一类情况的研究较少。故本文以缅北滚弄地区新滚弄大桥为研究对象,结合当地高温高湿的特殊气候和复杂地质条件对该桥的受力特性进行研究。(1)本文首先介绍了V形墩刚构桥的结构特点以及国内外的发展史,基于当前关于V形墩刚构桥的研究状况,总结了研究存在的问题与不足,据此引出本文主要研究内容,即在高温高湿和复杂地质条件下对V形墩刚构桥进行结构受力特性研究。(2)结合缅北滚弄地区高温、高湿的特殊气候和复杂的地质条件,基于有限元软件Midas Civil和Midas FEA NX,建立新滚弄大桥有限元分析模型。首先,针对不同合拢方案是影响桥梁内力和线形的重要因素,对比分析了三种不同合拢方案对新滚弄大桥的影响,研究发现先边跨后中跨的合拢方案较佳;然后对主梁和V形墩在施工过程中的应力进行分析,得出了相应的应力分布规律;最后分析支架的不均匀沉降对V形墩结构的影响,以期为施工提供理论指导。(3)基于次内力分析理论,结合有限元软件,针对温度、混凝土收缩徐变、基础不均沉降以及预应力这四个因素,分别对新滚弄大桥进行次内力分析,得出了各因素引起的次内力对结构的利弊影响情况;研究了施工过程中悬臂浇筑施工周期、环境相对湿度、张拉控制应力以及预应力钢束分布位置发生改变时,新滚弄大桥次内力在成桥运营期的变化情况,得出了相应的规律,为V形墩刚构桥建设提供一定的参考价值。(4)对缅北滚弄地区新滚弄大桥在不同V形斜腿夹角、厚度以及墩底连接方式下的受力状况进行分析,给出了V形斜腿夹角合适的取值范围以及斜腿厚度的取值建议,并发现墩底先铰接后固结的连接方式可减小桥梁受力,优化全桥受力状况。
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