混凝土桩整体桥梁受力性能及其简化设计方法研究

摘要

整体桥取消了伸缩缝与支座，解决了有缝桥梁伸缩缝易损性与高后期维护费的问题。基于经济性与工程习惯，中国桥梁工程中基本采用混凝土桩，而国外的整体桥主要使用钢桩。因此，在混凝土桩支承的整体桥研究方面，能借鉴的资料不多，而且整体桥本身目前没有相应的设计规范和标准化图纸，这给整体桥的设计和应用带来了极大的障碍。鉴于此，本文以福建省永春县的上坂大桥为工程背景，对混凝土桩支承的整体桥的受力性能及其简化设计方法进行了研究，具体内容如下:
　　首先，介绍整体桥研究现状，并对比分析常用的整体桥计算分析模型，结构土相互作用的计算方法以及常用的简化设计方法。接着，以上坂大桥为工程背景，采用MIDAS/Civil有限元软件，建立整体桥的分析模型，计算结果与实桥的静载试验数据进行比较，验证模型的可靠性。其次，采用此有限元模型，对整体桥的上部结构在恒载、温度荷载、汽车荷载及混凝土收缩徐变作用下的静力特性进行分析，并与普通有缝桥进行对比，在此基础上，分析台后填土对整体桥上部结构受力的影响。然后，基于普通连续梁桥的计算方法，提出整体桥上部结构的简化设计方法，并根据此方法分析得出的桩顶内力，运用常规的桩基础计算方法，验算混凝土桩在正常使用极限状态下的裂缝宽度。最后，探讨整体桥混凝士桩在温度作用和混凝土收缩徐变作用下的受力性能，并选取参数，进一步分析各参数对整体桥混凝土桩受力与变形的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 无伸缩缝桥梁

1．2 整体桥

1．2．1 整体桥的概念

1．2．2 整体桥的发展概况

1．3 整体桥研究现状

1．3．1 整体桥受力性能研究

1．3．2 整体桥桩基础构造研究

1．4 课题的提出

1．5 本文主要研究内容

第2章 整体桥分析理论与简化设计方法

2．1 整体桥计算模型

2．1．1 二维计算模型

2．1．2 三维计算模型

2．2 结构与土相互作用

2．2．1 台土相互作用

2．1．2 桩土相互作用

2．3 整体桥简化设计方法

2．4 本章小结

第3章 整体桥有限元模型与验证

3．1 工程背景

3．2 整体桥有限元模型

3．2．1 基本假定

3．2．2 结构与土相互作用模拟

3．2．3 作用效应模拟

3．2．4 施工过程模拟

3．2．5 有限元模型建立

3．2．6 有限元模型验证

3．3 本章小结

第4章 整体桥上部结构静力特性分析及简化设计方法的建立

4．1 整体桥上部结构静力特性分析

4．1．1 恒载作用对比分析

4．1．2 温度作用对比分析

4．1．3 汽车荷载作用对比分析

4．1．4 混凝土收缩徐变作用对比分析

4．2 台后填土类型对整体桥上部结构受力性能的影响

4．2．1 参数选取

4．2．2 上部结构位移分析

4．2．3 上部结构内力分析

4．2．4 台后构造措施

4．3 整体桥上部结构简化设计方法的建立

4．3．1 苻载组合

4．3．2 成桥阶段上部结构强度验算

4．3．3 整体桥上部结构简化设计方法的提出

4．3．4 整体桥混凝土桩基裂缝验算

4．4 本章小结

第5章 整体桥混凝土桩受力分析

5．1 整体桥混凝土桩受力分析

5．1．1 温度作用

5．1．2 混凝土收缩徐变作用

5．2 整体桥混凝土桩参数分析

5．2．1 桩周土类型

5．2．2 台后填土类型

5．2．3 桩基截面尺寸

5．2．4 桩基长度

5．2．5 桥台桩帽与桩基连接方式

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果

致谢