下穿铁路超小斜交角框架桥设计与施工研究

摘要

随着交通运输的发展，框架桥在铁路与公路的立交道口中被广泛运用。由于受到原有建筑、既有路线线型或是经济方面的限制，常常要求框架桥达到一个很小的斜交角度，于是超小斜交角度斜交框架桥日益增多。因此对超小斜交角度框架桥在设计与顶进施工过程中的力学特性的分析变得越来越重要。本文以下穿新月铁路立交桥为工程背景，通过有限元分析软件Midas/Civil建立模型，研究在超小斜交角度框架桥设计与施工中的受力特点。具体内容包括以下几点:
　　 (1)对超小斜交角度框架桥顶进施工工艺以及常见问题做了详细的阐述。
　　 (2)分析了不同斜交角度对框架桥内力的影响，经过比较研究在超小斜交角度情况下框架桥的受力特点;分析不同斜交角度框架桥在顶进施工阶段的应力状态变化规律。
　　 (3)建立了下穿新月铁路立交桥全桥模型，分析了不同地基条件对该框架桥结构受力的影响，主要考虑了基床系数及不均匀沉降对该框架桥的受力影响;同时研究了该框架桥各个区域应力在顶进施工过程中的空间应力状态，明确了施工时需要重点监控的区域，对类似工程施工阶段的安全质量控制提供了有益的参考。
　　 (4)分析了影响该框架桥顶板及边墙产生裂缝的因素，并给出了超小斜交角度框架桥的合理配筋方式。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 下穿新月铁路立交桥

1．4 本文研究的主要内容和方法

第二章 框架桥有限元分析基本理论

2．1 有限元法的基本原理

2．1．1 有限元法的起源

2．1．2 有限元法的基本思想

2．1．3 有限元法的原理和方法

2．2 厚板有限元的基本理论

2．2．1 基本假设

2．2．2 厚板弯曲的基本公式

2．3 弹性地基处理

第三章 超小斜交角度框架桥顶进施工工艺

3．1 超小斜交角度框架桥顶进施工技术

3．1．1 顶入法施工

3．1．2 中继间法施工

3．2 超小斜交角度框架桥顶进的千斤顶布置

3．3 施工常见问题

3．3．1 顶I迸中方向控制

3．2．2 顶迸中“扎头”的防治

第四章 顶进施工阶段斜交角度对框架桥内力的影响

4．1 计算模型

4．1．1 结构尺寸及单元类型

4．1．2 计算参数

4．1．3 计算荷载及简化

4．2 斜交角度对顶板内力的影响

4．2．1 模型分析

4．2．2 结果分析

4．3 顶进施工过程中斜交角度对结构内力影响

4．3．1 顶力计算

4．3．2 计算假设

4．4 顶进施工过程中斜交角度对框架桥内力的影响

4．4．1 斜交框架桥在滑板上顶进阶段

4．4．2 斜交框架桥重心即将离开滑板阶段

4．4．3 斜交框架桥即将顶进就位

4．5 本章小结

第五章 下穿新月铁路框架桥顶进施工的结构内力研究

5．1 工程概况

5．2 模型介绍

5．3 不同地基条件对超小斜交角度框架桥的受力影响

5．3．1 地基系数的影响

5．3．2 地基不均匀沉降对超小斜交角度框架桥力学性能的影响

5．4 顶进施工过程的有限元分析

5．4．1 施工方案

5．4．2 滑板上空顶阶段

5．4．3 框架桥重心即将离开滑板

5．4．4 框架桥即将顶进就位

5．5 本章小结

第六章 超小斜交角度框架桥抗裂性分析

6．1 概述

6．2 墙体抗裂性分析

6．2．1 温度裂缝产生的机理

6．2．2 边墙温度荷载计算

6．2．3 温度裂缝防治措施

6．3 顶板抗裂性分析

6．3．1 配筋率的影响

6．3．2 受拉钢筋直径的影响

6．4 超小斜交角度框架桥配筋设计

6．4．1 顶板钝角处加强钢筋

6．4．2 顶板与竖墙相交处钢筋

6．4．3 自由边缘配筋问题

6．5 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 主要研究成果

7．2 展望

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果