独柱大悬臂异形立交桥的受力性能研究

摘要

随着我国交通事业的不断发展，我国开始大力发展桥梁建设，独柱大悬臂异形立交桥因其样式灵活，外形美观，能够作为一种高效地实现空间立体交叉的交通系统应运而生。随着独柱异形桥的不断兴建，由于结构形式的多样性，受力变得越来越复杂，因此对独柱异形桥进行受力性能研究就显得尤为重要。
　　1、简要介绍异形桥的分析方法，结合哈尔滨文昌立交桥的结构形式，运用梁格理论对箱梁的截面划分进行了简要概括，详细说明了单箱单室、单箱双室箱梁应按照顶底板等分原则进行划分，单箱多室可沿箱室中心切开，但是需要将惯性矩移到整个箱梁中性轴上。
　　2、运用梁格理论建立哈尔滨文昌立交桥有限元模型，对全桥内力进行受力分析。通过改变支撑方式、曲线匝道的曲率半径、桥墩刚度及横隔梁的布置，对上部结构、下部结构的内力进行详细地分析。通过理论分析可知，独柱直径对异形桥上部结构纵向弯矩影响最大，曲率半径对曲线匝道纵向弯矩影响最大，横隔梁及支撑方式对异形桥的扭矩及竖向挠度影响最大，墩顶设置横隔梁及改变支撑方式可以提高上部结构的抗扭性能及抗弯性能，增加横隔梁宽度可以使各个腹板受力更均匀，适当的墩柱直径及截面形式对隐形盖梁的抗扭及墩柱的内力产生有利影响。
　　3、通过有限元模拟结果与荷载试验对比，梁底应变、竖向挠度等实测数据均小于理论值且与理论值很好地吻合;隐形盖梁施加荷载后的应变分布的实测值可以准确地校核理论上隐形盖梁在汽车荷载作用下的内力分布;独柱墩的墩柱刚度较大，在公路-Ⅰ级荷载作用下，固结墩的纵向、横向变形较小;曲线匝道桥存在明显的“弯-扭”耦合作用，无论在中心对称加载还是偏心加载作用下，外边梁的应变、竖向挠度均大于内边梁，且偏心荷载作用下这种趋势越明显。以上说明梁格法是一种准确地模拟异形桥的实用方法。

目录

摘要

1 绪论

1．1 国内外异形立交桥发展状况

1．1．1 国外异形立交桥发展现状

1．1．2 国内异形立交桥发展现状

1．2 独柱异形桥的结构形式及研究现状

1．2．1 独柱异形桥结构形式

1．2．2 独柱异形桥研究现状

1．3 模拟独柱异形桥的有限元分析方法

1．4 梁格法的基本原理

1．5 文昌异形桥箱梁结构截面划分方式

1．5．1 文昌异形桥工程概况

1．5．2 计算参数选取

1．5．3 文昌异形桥箱梁截面梁格划分

1．6 本文研究的内容

2 支撑方式对异形桥的受力性能研究

2．1 支撑方式对异形桥的纵向弯矩分析

2．2 支撑方式对异形桥的扭矩及竖向挠度分析

2．3 支撑方式对异形桥支座反力分析

2．4 不同支撑方式对隐形盖梁分析

2．5 本章小结

3 曲率半径对异形桥曲线匝道的受力性能研究

3．1 曲率半径对曲线匝道纵向弯矩的影响

3．2 曲率半径对曲线匝道扭矩的影响

3．3 曲率半径对曲线匝道竖向挠度的影响

3．4 曲率半径对曲线匝道支座反力的影响

3．5 本章小结

4 墩柱刚度对异形桥的受力的受力性能研究

4．1 墩柱高度对异形桥的影响

4．2 墩柱直径对异形桥的影响

4．3 独柱截面刚度对异形桥的影响

4．4 本章小结

5 横隔梁对异形桥内力的受力性能研究

5．1 墩顶设置横隔梁对异形桥内力的影响

5．2 隐形盖梁尺寸对异形桥内力的影响

5．3 本章小结

6 独柱异形桥桥梁荷载试验分析

6．1 异形桥受力性能理论分析

6．2 试验目的

6．3 试验方案

6．3．1 测试项目及仪器

6．3．2 试验控制截面的确定

6．3．3 加载效率及试验车辆

6．3．4 试验工况及测点布置

6．4 试验结果分析及承载能力评定

6．4．1 试验结果数据分析

6．4．2 异形桥结构验算

6．5 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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