景观大道B匝道立交桥力学性能研究

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随着我国现代桥梁建设的快速崛起,现场施工效率和施工环境逐渐受到各部门重视。在城市桥梁建设中,由于传统施工方法现场施工时间较长会给交通带来一定影响,现场环境也会受到较大程度的影响。临汾市滨河西路与景观大道立交桥,采用钢-混组合梁桥结构,能够节约模板的使用以及减少支护工序,从而大大缩短工期,很好地解决了由于桥梁施工而引起的城市交通堵塞问题,在城市桥梁建设中表现出广阔的发展前景。钢-混组合梁桥在受力方面可以充分发挥混凝土与钢材两种材料的性能优势,同时其适用性强,外形美观,逐步被人们应用于城市桥梁建设中。关于钢-混组合连续梁设计合理性和负弯矩区桥面板开裂问题逐渐成为业界关注的重点之一。本文在归纳总结钢-混组合连续梁在国内外研究现状基础上,通过实际工程分析研究影响组合梁的相关因素,以及不同施工方法对负弯矩区桥面板受力影响。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)介绍狄辛格法和按龄期调整的有效模量法对钢-混组合连续梁桥的徐变效应分析方法,通过对比选用按龄期调整法作为计算的依据,并结合力法推导考虑徐变效应时钢-混组合连续梁截面的内力重分布计算公式。最后通过算例将理论计算结果和仿真计算结果进行比较,从而检验其结果的可靠性。(2)利用Midas Civil有限元软件建立全桥模型,通过施工过程受力分析,计算各阶段的应力分布。结果表明:组合梁中钢梁部分的应力均未超出规范要求,但是,在负弯矩区内桥面板出现较大拉应力,导致混凝土因受到拉力作用而开裂。对组合梁进行了运营阶段的受力分析,计算结构在最不利荷载作用下的力学性能,计算结果表明:结构截面应力、抗弯承载能力、抗剪承载能力、以及负弯矩区桥面板最大裂缝宽度均满足规范要求。(3)对影响钢-混组合连续梁力学性能的几个关键设计因素,钢箱梁底板厚度、腹板高度和混凝土板厚等进行了单因素变量分析,并详细总结了各因素对结构力学性能的影响。同时还对比分析了徐变对结构挠度以及应力的影响,并通过改变相对湿度得出其对徐变效应的影响情况。(4)归纳总结目前减小钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板裂缝宽度的方法,根据压重法、调整混凝土板浇筑顺序法以及支点顶升法的理论依据分别建立不同的有限元模型来模拟施工过程,通过模型计算比较三种方法对结构的影响程度,并结合实际工程,提出相应的改进方法及建议,为组合连续梁负弯矩区的最优施工方法提供了方向。
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