超高墩连续刚构桥桥墩构造与主梁长期效应分析研究

摘要

随着国民经济的持续快速发展，中国交通事业尤其是西部交通建设得到前所未有的发展。受到山区特殊地形条件的限制，预应力混凝土连续刚构桥在山区公路中得到广泛运用。由于超高墩连续刚构桥结构构造需要具有一定的特殊性与针对性，对其结构构造也需要进行技术设计。为此，针对超高墩连续刚构桥构造设计与长期效应进行研究，具有一定的现实意义。
　　为了对超高墩连续刚构桥构造设计与长期效应进行研究，分析了连续刚构桥的构造形式及桥墩截面形式的研究方法，采用对比分析法及ANSYS有限元建模，就不同墩高条件下最大悬臂阶段与静风荷载下的弹性稳定性与工程数量进行了对比分析。同时，依托赫章特大桥，基于Midas/Civil有限元模型，探讨了连续刚构混凝土的收缩徐变、长期作用下预应力损失、主梁的变形。
　　研究表明:
　　1)当桥墩高度在150m以内时，采用双薄壁桥墩或组合式桥墩无论从经济上还是抗风稳定性方面都是合理的，当桥墩高度150m～175m时，宜采用组合式桥墩;当桥墩高度达到195m时，独墩构造形式具有明显的技术优势，不仅稳定性良好，而且工程用量最小。
　　2)由于高强度混凝土大量用于连续刚构桥的建设，特别是桥梁主要承重结构，考虑高强度混凝土的收缩、徐变所引起的预应力损失偏大。
　　3)预应力钢筋束的预应力损失、混凝土容重系数对主梁竖向挠度有显著的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况

1．1．1 国内外连续刚构桥发展概述

1．1．2 超高墩连续刚构桥的发展

1．2 连续刚构桥桥墩构造形式研究现状

1．3 连续刚构桥长期作用下的主梁变形与有效预应力研究现状

1．3．1 收缩徐变计算模式的演变

1．3．2 国内连续刚构桥长期作用下的主梁变形研究

1．3．3 国内混凝土连续刚构桥预应力损失研究现状

1．4 依托工程概况

1．5 本文研究的主要内容

第二章 连续刚构桥超高墩构造形式研究

2．1 连续刚构桥桥墩构造形式

2．1．1 双薄壁桥墩

2．1．2 独墩

2．1．3 组合式桥墩

2．1．4 钢管混凝土组合桥墩

2．2 超高墩连续刚构桥桥墩截面形式研究方法

2．2．1 弹性稳定基本理论

2．2．2 风荷载选取

2．2．3 桥墩截面形式与ANSYS有限元模型

2．3 最大悬臂阶段与静风荷载下的弹性稳定与工程数量比较

2．3．1 100m墩高计算结果

2．3．2 125m墩高计算结果

2．3．3 150m墩高计算结果

2．3．4 175m墩高计算结果

2．3．5 195m墩高计算结果

2．3．6 计算结果分析

2．4 本章小结

第三章 长期作用下主梁预应力损失与变形分析

3．1 概述

3．2 JTG D62-2004与AASHTO LFRD对徐变收缩计算的规定

3．2．1 收缩计算公式

3．2．2 徐变系数(输公式)

3．3 长期作用下的预应力损失计算

3．3．1 Midas／Civil有限元模型

3．3．2 基于JTG D62-2004的预应力损失计算

3．3．3 基于AASHTO LFRD的预应力损失计算

3．4 长期作用下主梁变形分析

3．4．1 预应力损失对主梁挠度的影响

3．4．2 容重对主梁挠度的影响

3．4．3 弹性模量对主梁挠度的影响

3．5 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 本文取得的主要成果

4．2 今后工作的展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果