城市立交桥异形钢箱梁疲劳性能研究

发布时间：2020-10-15 12:06

　　 异形钢箱梁桥因具有较轻的自重和较大的跨越能力,施工方便快捷等优点,同时其流畅的线形能使不同方向的道路相互连接,完美地衔接桥面交通和地面交通,故而在城市立交中被广泛使用。但由于桥梁在运营期间长期承受车辆、风等循环荷载作用及钢结构在施工中诸如焊接,截面突变,应力集中等自身特点,钢结构桥梁易发生疲劳破坏。随着交通量的增大和重载车辆的增多,钢结构桥梁的疲劳破坏问题日益突出。本文以浙江省温岭市曙光支路空中对接曙光西路2号桥的连接段异形钢箱梁桥为背景工程,采用ANSYS有限元软件对轮迹横向分布及铺装层对异形钢箱梁疲劳性能的影响进行分析与研究。首先,对车辆右转弯轮迹横向分布进行实测分析。采用摄像的方法对温岭市某处交通量较大的路口处的车辆轮迹横向分布进行统计分析,得出车辆右转弯时的轮迹横向分布图,并与《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)给出的轮迹横向分布图及崔冰、吴冲等基于虎门大桥实测得出的车辆直行时轮迹横向分布图进行对比。其次,研究轮迹横向分布对异形钢箱梁疲劳性能的影响。建立背景工程在不加设铺装层,但考虑扩散角时的全桥ANSYS有限元模型,并根据上述三种轮迹横向分布图,选取规范规定的疲劳计算模型Ⅲ进行加载,对比分析了在上述三种轮迹横向分布下所选取的4种典型疲劳构造细节处的疲劳应力变化规律。最后,对沥青铺装层和钢桥面板的组合效应进行分析。建立背景工程在加设沥青铺装层时的全桥有限元模型,对比分析加设沥青铺装层前后异形钢箱梁桥典型疲劳构造细节的疲劳应力幅的变化,并分析铺装层的厚度、弹性模量对异形钢箱梁疲劳性能的影响。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U441
【部分图文】：

而异形桥梁属于复杂的空间超静定结构，在分析其传力途径、评判其结构性能时，传统的结构理论和分析方法很难发挥作用。因此早期的工程师们，即使是那些对桥梁美学有执着追求，对异形结构桥梁青睐有加的工程师，也不得不因为穷于计算而将其束之高阁。但是随着计算机技术的进步，特别是计算机在力学分析中的广泛应用，工程师已经有能力分析任意形状桥梁的受力行为，找出某种复杂桥梁结构的受力途径，评估其结构的合理性，性能的可靠性。这无疑给异形桥梁提供了进入桥梁方案比选的入场券，使桥梁方案呈现出多姿多彩的趋势，也使异形桥梁得到快速而全面的发展。异形梁桥和斜支承、拱轴位于曲面上的拱桥是早期出现过的异形桥梁。随着组合体系拱桥、悬索桥、斜拉桥的广泛使用，组合体系拱桥出现了不对称拱轴拱桥、斜拱面拱桥、蝴蝶拱桥和斜跨拱桥等异形拱桥结构；斜拉桥出现了无背索斜拉桥、不对称索面斜拉桥、曲线主梁斜拉桥等异形斜拉桥结构；悬索桥出现了单主缆悬索桥等异形悬索桥结构。各种异形结构桥梁的典型代表如图 1-1～1-4 所示。

图 1-3 西班牙 Alamillo Bridge 图 1-4 美国 Harbor Drive Pedestrian Bridge重庆黄桷湾立交桥[2]建成于 2016 年，是连接朝天门大桥等多条专用快速路的重要节点。错综复杂的结构形式使之成为世界上最复杂的立交桥之一，其五层共 15条匝道桥中几乎包含了诸如不规则斜桥、斜弯桥、多边支承梁桥等所有异形梁式桥的结构形式。英国 Gateshead Millennium Bridge[3]，即盖茨亥德千禧桥，因每当船只从桥底穿过时，这座桥的桥拱会降低，桥身会升高以便让船只通行，酷似人的眼睑慢慢打开，故又俗称“眨眼桥”。这座桥在结构形式上属于异形拱桥中的斜拱面下承式拱桥。西班牙 Alamillo Bridge[4]建成于 1992 年，专门为 1992 年塞维利亚世界博览会设计，是一座造型独特的无背索斜拉桥。大桥形如竖琴，美丽异常，远远望去给人一种极不平衡的错觉，已经成为当地的地标性建筑。美国 Harbor Drive Pedestrian Bridge[5]位于美国圣地亚哥，是一座跨越公路和铁

4图 1-7 美国 The Judge Harry Pregerson Interchange我国“Y”字形桥梁建设始于上世纪 80 年代[10]。与发达国家相比，国内“Y”字形桥梁建设呈现出起步晚，发展快的特点。在短短的 30 年内，我国的“Y”字形桥梁在高速公路、城市立交及大型交通枢纽工程中被广泛应用，发展之迅猛可见一斑。“Y”字形桥梁在高速公路和城市立交工程主要起到分流与疏导车流的功能，其
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 夏放军;异形钢筘使用中的问题及解决对策[J];纺织器材;2002年05期

2 马福宽;;异形钢管固定模拔制力公式的探讨[J];鞍山钢铁学院学报;1989年04期

3 唐宁;陈钧;唐庆;金蕾;梅文凯;;十字与箱形组合异形钢柱加工制作技术[J];焊接技术;2018年09期

4 章静;;带异形钢结构塔冠的超高层建筑动力特性分析[J];山西建筑;2013年17期

5 马立公;超声波清洗机清洗异形钢筘[J];棉纺织技术;1995年04期

6 王双军;;Tekla Structures在异形钢结构中的应用[J];住宅产业;2015年01期

7 王兵;沐宏亮;;异形钢柱压弯强度研究[J];煤炭工程;2009年09期

8 唐永军;于江;吴荣胜;;小错层异形钢梁的设计探讨[J];钢结构;2009年02期

9 汤泽银;魏万库;罗立;张海清;;浅析斜交异形钢构件制作及精度控制方法[J];施工技术;2016年S2期

10 李京龙;陈小飞;李大壮;李宏伟;;大截面双H异形钢柱制作技术[J];焊接技术;2017年09期

相关博士学位论文 前1条

1 卢倍嵘;异形钢框架结构试验及其非线性设计理论与方法研究[D];湖南大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 罗东海;城市立交桥异形钢箱梁疲劳性能研究[D];浙江工业大学;2018年

2 詹建文;基于BIM的异形空间结构物的参数化信息技术应用研究[D];广州大学;2018年

3 李鑫;方形核心异形钢柱稳定性分析[D];大连交通大学;2018年

4 庞力艺;新型装配式异形钢节点抗震性能研究[D];青岛理工大学;2018年

5 王晓伟;异形钢纤维与混凝土粘结机理及其增韧效应研究[D];河北工业大学;2003年

6 郑臣;基于BIM技术的异形钢结构软件的开发[D];大连理工大学;2013年

7 王波;双肢异形钢管混凝土柱受力性能理论研究[D];北京林业大学;2015年

8 王勇;异形钢管混凝土拱桥的受力分析及试验验证[D];西南交通大学;2014年

9 徐创泽;异形钢管混凝土柱静力性能研究[D];兰州大学;2016年

10 李佳;异形钢管混凝土柱—钢梁框架中柱节点非线性分析及设计方法研究[D];长江大学;2012年

本文编号：2842149