平安场大桥连续刚构方案力学分析文献综述

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1、 7 毕业论文 文献综述 题 目平安场大桥连续刚构方案力学分析 专 业 工 程 力 学 班 级 （1） 班 学 生 刘 栩 指导教师 李 晓 红 2009 年 8 文献综述 在上世纪八十年代以前，由于客观认识和客观条件的原因，我国公路建设相当滞后，早 期相当数量的桥梁荷载设计等级偏低，并且以简支梁桥、拱桥、钢桁架桥等为主，桥型相对 单一。随着科学技术和公路交通事业的发展，特别是改革开放以来高等级公路建设的迅速发 展，对于路线指标要求、造价与路线环境的配合越来越高，许多经济、合理、美观的桥梁结 形式不断被研究、引进和发展。大跨径预应力连续刚构桥由于自身的优点受设计者青睐，在 近些年得到了十分广泛

2、的应用 】【1 。 现代化施工技术的发展也在大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁发展过程中起重要因素。 在预应力混凝土梁式桥体系中，简支梁、悬臂梁和连续梁这三种梁式结构体系，早为人们所 采用 】【 2 。但限于施工水平、工艺及材料的因素，其跨越能力受到了很大限制。当采用大跨径 桥型方案时，工费昂贵的满堂支架、梁体重量过大不易装配化施工等，成为制约大跨径桥梁 发展的又一个重要方面。直至二十世纪五十年代中期，在西欧出现了预应力混凝土桥的悬臂 施工方法，顺利地解决了满堂支架的问题，大跨径预应力混凝土连续刚构体系梁桥才得以迅 速发展和广泛应用。 施工方法的变革促进了桥梁结构体系和桥梁跨径的变化， 使预应力混

3、凝土梁式桥中的悬 臂体系得到了新的发展，形成了 T 型刚构桥、连续梁、连续刚构桥及其组合形式。连续刚构 桥作为一种组合结构体系， 它综合了连续梁和型 T 刚构桥的受力特点， 将主梁做成连续梁体， 与薄壁桥墩固结而成。它既保持了连续梁无伸缩缝，行车平顺的特点，又保持了 T 型刚构桥 不设置支座，不需体系转换的优点它利用高墩的柔度来适应结构由于混凝土收缩、预应力损 失、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的受力要求。而且施工方便、投资 少、效益高，因此在最近二十年里得到迅速发展 】【53 。 连续刚构桥在受力性能上有以下主要特点： （1）墩梁固结，上部结构、下部结构共同承受荷载，减少了墩

4、顶负弯矩； （2）墩的刚度较柔，墩允许有较大的变形； （3）外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔； （4）结构为多次超静定结构，混凝土收缩、徐变、温度变化、预应力作用、 墩台不均匀沉降等引起的附加内力对结构影响较大； （5）连续刚构桥具有结构整体性能好，抗震性能优，抗扭潜力大，结构受 力合理等优点； （6）墩梁固结便于采用悬臂施工方法，省去了连续梁桥施工中在体系转换 时采用的临时固结措施。 9 当然，高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥的高墩大多数采用了薄壁空心截面形式，桥 墩的柔度增大，刚度大大削弱，使得运营桥梁的整体动力性能及稳定性减弱。另外在高桥墩 上进行悬臂施工，也会由于诸多因素而降低桥墩

5、及整个桥梁结构的动力及稳定性，这些因素 使得对桥墩自身及整个桥梁结构的动力及稳定性分析显得更为重要。 而当这种高柔桥墩结构 在集中压力上部结构支反力、分布压力墩身自重和水平推力温度摩阻力、汽车制动力和风力 等及地震荷载共同作用下时，其动力及稳定问题往往成为施工和运营中结构的主要分析因 素。传统的以弹性理论为基础的设计计算方法求算高柔桥墩的内力和变形，由于对结构的材 料进行了一些假设，计算结果与实际的内力和变形常会有些偏差。目前对高桥墩的几何非线 性及材料非线性本构关系所导致的二次效应内力和变形尚没有给出完整的解答， 用经典理论 分析求其解析解几乎成为不可能， 许多设计单位使用的平面杆系有限元计

6、算程序如尚不完全 具备这方面的功能。同时，平面计算模型也夸大了空间结构的侧向刚度，从而算出的结果对 于桥梁的动力及稳定行为是不安全的。因此，设计工作者们迫切希望得到解答此类问题的实 用计算方法。 连续刚构桥的设计特点 目前，混凝土连续刚构桥有以下几个设计特点： （1）主跨、边跨跨径比 主跨、边跨径比值一般在 0.50.692 之间，但 0.5 仅在下部为刚性墩的美国 Houston 运河桥上使用，超过的也仅是少数几座桥，大部分在 0.550.58 之间，这样有利于结构的整 体受力。 （2）箱梁截面形式 箱梁顶宽在 21.9m 以下时，基本上都采用单箱单室。如果顶宽超过 21.9m 时，则往往 分上、下行，建成双幅桥，截面为两个分离的单箱单室。 （3）箱梁高度 预应力混凝土连续刚构桥箱梁根部的高跨比一般为 1/15.71/20.6，其中大部分为 1/18 左右。 近年来已有一些桥达到甚至低于 1/20。 主跨中部箱梁的高跨比为 1/46.21/85.1， 其中大部分为 1/541/60，并有下降的趋势。目前中国最小的高跨比桥为南澳跨