【摘 要】
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随着中国经济的快速增长和运输系统的现代化建设的不断发展,大跨径连续刚构桥的需求得到进一步的提升。人民生活水平提高,拥有车辆的家庭也越来越多,双车道已经不能满足当前行车要求,所以修建宽幅大跨径的公路桥梁的需求也得以显现。对于有着特殊地形、地貌的西南地区,由于受到山岭地带地形条件的限制,因而宽幅连续刚构桥成为一种应用广泛且经济合理的桥梁结构型式。本论文着重于研究跨径在100~200m的四车道连续刚构桥
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随着中国经济的快速增长和运输系统的现代化建设的不断发展,大跨径连续刚构桥的需求得到进一步的提升。人民生活水平提高,拥有车辆的家庭也越来越多,双车道已经不能满足当前行车要求,所以修建宽幅大跨径的公路桥梁的需求也得以显现。对于有着特殊地形、地貌的西南地区,由于受到山岭地带地形条件的限制,因而宽幅连续刚构桥成为一种应用广泛且经济合理的桥梁结构型式。本论文着重于研究跨径在100~200m的四车道连续刚构桥,在桥梁设计中,可选择箱梁截面形式有单箱单室和单箱双室。所以本论文研究基于箱梁梁高及梁底曲线参数优化分析的宽幅连续刚构桥,在考虑安全富余度和材料用量等方面,综合分析出较优的截面形式,为今后桥梁设计提供一定借鉴。本论文主要研究内容及结论:1.分别调研了多座连续刚构桥的结构设计参数,从国内外已建桥梁的设计中选取边中跨比、高跨比、梁底幂次曲线以及箱梁板厚等参数的合理取值范围。在众多桥墩形式中,对比不同桥墩形式的抗推刚度及抗弯刚度,得出双肢薄壁墩的桥墩形式较优。2.本文以赶水大桥、尖堡梁大桥和五岔河特为依托工程,分别选取不同梁底幂次曲线建立有限元模型进行计算,分析恒载作用下的应力和位移的变化规律。考虑结构强度、挠度及混凝土用量等多指标,并用单一综合评价指标代替多指标对不同梁底曲线进行评定,得出不同跨径较优的梁底幂次曲线。通过改变根部和跨中的梁高,分析该桥在恒载作用下控制截面内力的变化情况。基于结构优化理论,并运用规划法中的网格搜索法对不同高跨比的主梁结构进行评价,来寻找出最优的根部及跨中高跨比值。3.以已建桥梁的设计及参数优化为基础,设计出120m、150m及180m三种跨径两种截面形式的连续刚构桥。通过建立有限元模型,从抗弯承载安全富余度、正截面抗裂富余度、斜截面抗裂富余度、正截面压应力富余度以及局部的横向分析中,比较不同截面形式桥梁的安全富余度。综合对比全桥上部结构混凝土用量普通钢筋及预应力钢绞线用量,比较了三种跨径下两种截面形式桥梁上部结构的总造价。本文研究成果可为以后同类桥型的建设和进一步研究提供积极的借鉴作用。
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