【摘 要】
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随着高铁线网的进一步完善,由于地形的限制,沿途的某些车站不可避免地需要建在桥上。无缝道岔对桥梁提出了特殊要求,桥式布置需结合道岔进行,导致道岔连续梁比一般的连续梁设计更为复杂。本论文的工程背景为杭绍台城际铁路温岭跨国道G104特大桥7×32 m双线变三线道岔连续梁,针对设计过程中出现的不易确定的某些参数及关键问题,主要研究内容包括:(1)建立全梁的实体单元模型,研究了单箱双室道岔连续梁在自重作用下
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随着高铁线网的进一步完善,由于地形的限制,沿途的某些车站不可避免地需要建在桥上。无缝道岔对桥梁提出了特殊要求,桥式布置需结合道岔进行,导致道岔连续梁比一般的连续梁设计更为复杂。本论文的工程背景为杭绍台城际铁路温岭跨国道G104特大桥7×32 m双线变三线道岔连续梁,针对设计过程中出现的不易确定的某些参数及关键问题,主要研究内容包括:(1)建立全梁的实体单元模型,研究了单箱双室道岔连续梁在自重作用下、自重和预应力共同作用下的剪力滞效应;并分别研究了单箱双室道岔连续梁在ZK荷载偏心加载作用下正应力、挠度和支反力等三方面的偏载效应。(2)建立全桥的三维梁单元模型,对单箱双室道岔连续梁自振特性进行了分析。(3)多遇地震下,利用反应谱法,以线弹性时程分析对比校核,对单箱双室道岔连续梁进行了抗震验算。罕遇地震下,利用非线性时程分析法,对单箱双室道岔连续梁进行了抗震验算。通过以上分析,得到的主要结论有:(1)在自重作用下,墩顶截面和跨中截面均存在剪力滞现象;中跨跨中截面的剪力滞效应比边跨严重;墩顶截面的剪力滞效应比跨中严重。连续梁在弯矩零点处出现了负剪力滞效应。与实体单元计算的应力相比较,设计中BSAS利用有效宽度考虑剪力滞效应计算得到的应力是安全的,但墩顶截面顶板和中跨跨中截面底板计算的的应力偏保守。(2)在自重和预应力共同作用下,对于墩顶截面和跨中截面顶板,箱梁翼缘板由自重作用下的负剪力滞现象转变为正剪力滞现象。预应力在局部范围内对箱梁纵向正应力沿着板宽度方向分布不均匀的现象有所改善。(3)双线偏心荷载作用下,设计中BSAS考虑1.25正应力偏载系数计算的应力大于实体单元模型计算应力,表明设计是安全的,但偏于保守。根据实体单元模型计算的不同截面正应力偏载系数,表明取1.2更合适。(4)双线偏心荷载作用下,最大的挠度偏载系数为1.120,最大的支反力偏载系数为1.69;单线偏心荷载作用下,最大的挠度偏载系数为1.388,最大的支反力偏载系数为3.1。从支反力分析结果可知:实际设计所选支座的竖向承载力满足要求;运营过程中,不存在支座脱空的现象。(5)由于桥墩纵向刚度小,所以一阶振型为顺桥向偏移;二、三、四阶振型为横桥向偏移,会对桥梁横桥向地震反应贡献较大。(6)多遇地震下,桥梁的总体反应在弹性工作范围之内。罕遇地震下,所有进入非线性工作范围的桥墩的延性验算均满足规范要求。本文的研究结论可对类似道岔连续箱梁的设计提供借鉴。
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