论文部分内容阅读
随着城市高架及高速匝道的发展需要,曲线桥已成为目前应用非常普遍的桥型。该类桥因为曲线内外侧弧长相差较大、结构横向不对称和弯-扭耦合效应显著,导致横向受力严重不均匀甚至侧倾事故的发生。针对高速公路及城市匝道中的混凝土曲线箱梁桥存在的支座脱空、箱梁横移与侧倾等一些问题,研究试设计为采用设缝双肢墩的小半径曲线刚构桥这一新结构体系,该结构体系由于取消了墩上支座、梁墩固结,可有效解决前述问题。同时该结构体系还具有整体性好、有利于结构抗震、城市桥梁美观等优点,梁墩固结还可望能彻底解决曲线桥的倾覆问题。本文主要完成的研究与成果如下:1)利用软件Midas Civil/2017建立了设缝双肢墩小半径曲线刚构桥有限元模型,考虑了4个施工阶段,9种荷载工况。通过荷载组合得到最不利的工况,参照公路与城市桥梁规范要求进行了该桥的主梁和桥墩的控制截面承载能力极限状态和正常使用极限状态验算,验算结果表明设缝双肢墩小半径曲线刚构桥这一新体系是合理可行的结构体系。2)采用有机玻璃通过相似原理制作了 1:30的设缝双肢墩小半径曲线刚构桥模型,通过静力加载试验,研究分析了该结构体系的空间受力性能与变形规律,同时利用软件ABAQUS建立了设缝双肢墩小半径曲线刚构桥实体单元模型。结果表明模型的试验值与有限元分析结果的理论值基本一致,证实了试验值与有限元分析结果的可靠性。3)静力荷载作用下,临近荷载作用位置处,剪力滞效应对模型曲线箱梁桥的主梁纵向和横向应力均有较大的影响。相同荷载工况作用下,由于中跨梁墩固结,使得中跨截面应力较边跨截面应力更加均匀一些。运用软件ABAQUS建立了半径不同的曲线刚构桥实体单元有限元模型,分析结果表明半径越小,曲线桥的受力越不均匀。同时揭示了设缝墩小半径曲线刚构桥的空间应力分布规律。4)分别选取了桥墩宽度和边支座的布置方式两个参数,运用Midas Civil建立了多个不同参数条件下的有限元模型,进行了边支座反力及桥墩应力的分析,总结了结构的参数内力影响规律,可为工程应用提供参考。