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39460字硕士毕业论文大跨度曲线铁路梁桥空

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:39460字
论点:曲线,支座,剪力
论文概述:

高速铁路曲线梁桥和直梁桥相比,存在着弯矩和扭矩相互稱合的独特力学特性。本文以双线(70+125+70) m预应力混凝土直线连续梁桥为依托,研究其是否适用于高速铁路曲线半径R=2500ni联络线上。

论文正文:

第一章导言

1.1铁路曲线梁桥的应用与发展
为了适应经济建设的发展,铁路建设被列为重中之重。铁路运输作为运输的重要组成部分,承担的运输任务越来越重要。因此,不仅需要铁路运营线路的合理性和网络化,而且需要铁路的等级来提高速度、安全性和舒适性。过去,由于计算设计方法和施工技术的不完善,铁路桥梁一般设计成直线桥。然而,面对今天的高等级铁路,这种设计面临很大的限制。因为这会造成施工困难和浪费,增加运营里程,降低[的经济效益”。因此,随着现代高速铁路的发展,修建曲线桥的想法已经提上日程。20世纪60年代初,国外一些发达国家的桥梁专家学者开始研究曲线梁桥的计算理论,并将其应用于工程实践。从那以后,曲线桥的数量逐年增加。曲线梁桥最初是随着立体公路和城市交通的需要而发展起来的,后来逐渐成熟。曲线梁桥在国外20世纪70年代和中国80年代得到了很大发展。1979年底,我国首次邀请马里兰大学的海因斯教授向我国介绍曲线桥梁的设计理论。国内工程界非常重视这次讲座。经过反复探索和工程实践研究,以城市立交桥为中心的学术交流报告于1986年9月在沈阳首次举行。学者们就曲线梁桥设计和施工中的技术问题交换了意见,并汇编了一系列论文?。虽然国内曲线梁桥在计算、设计理论和实际应用方面取得了显著成就,但与发达国家相比仍有一定差距。我国一些曲线梁桥在设计和施工中还存在一些问题,主要体现在不完全扭转和面内变形、对支座设计细节研究不够深入等问题上。一些曲线梁桥在建成后不久出现问题,主要包括梁体径向位移、支座脱离空等。随着经济建设的发展,我国将建设更多的曲线梁桥,曲线梁桥的研究、设计、施工和监测水平将会有很大的提高。目前,曲线桥在国内高速铁路上较为常见。一些学者对高速铁路曲线梁桥理论进行了研究,并取得了不断的成果。部分书刊介绍了国内外学者关于高速铁路曲线梁桥的理论著作以及国内外高速铁路曲线梁桥工程实践的丰富经验和数据。
曲线桥梁也在我国工程界引起了广泛的关注,自20世纪80年代以来已广泛应用于公路和铁路工程中。尤其是在北京、广州、天津、南京、深圳等城市的互通立交、高架工程和高速公路项目中,在北京至八达岭的新线上修建了双曲拱桥。在江苏省、天津市、广东省和东北地区,已经建成南京市中心门立交桥、广州市瓯庄立交桥、大庆市清洪立交桥和深圳市北环立交桥。青岛市修建了两座三跨一连接的预应力混凝土曲线梁桥。上海已经建造了许多钢制人行桥。就铁路桥而言,南昆铁路局2号桥(见图1-1)为预应力混凝土铁路连续曲线刚构桥,在铁路连续曲线桥的研究和探索中得到了很好的应用。曲率连续梁桥也逐渐应用于高速铁路。图1-2为武广客运专线北巷桥。表1-1总结了我国已建成的一些铁路曲线桥
第三章曲线半径对曲线梁桥应力的影响...................29-49
3.1项目概述和模型建立……29-34
3.2曲线半径对曲线连续梁桥腹板剪力的影响……34-38[/溴/] 3.3曲线半径对曲线连续梁桥支座反力的影响……38-42
3.4曲线半径对曲线连续梁桥竖向弯矩的影响……42-45
3.5曲线半径对曲线连续梁桥扭矩的影响……45-47 [/BR/] 3.6本章概述……47-49
第4章支座布置对曲线梁桥应力的影响……49-66
4.1支座布置对曲梁结构内力的影响……49-52 [/BR/] 4.2轴承偏心对轴承力的影响……52-61 [/BR/] 4.3轴承间距对轴承力的影响……61-64
4.4本章概述……64-66
第五章大跨度曲线铁路桥梁刚度研究……66-84
5.1高速铁路梁桥竖向变形研究……66-69
5.1.1 zK静态活载……66-68[/溴/] 5.1.2温度引起的垂直偏转……68-69 [/BR/] 5.2 Z K垂直静载荷梁端角……69-72[/ Br/] 5.2.1桥梁梁端角限值规定……69-71
5.2.2……71-72 ZK静活载下梁端角
5.3 ZK垂直静活载下梁扭转……72-78 [/BR/] 5.4轴承预偏心……78-82 [/BR/] 5.4.1收缩徐变和后梁引起的轴承预挠度……79-81
5.4.2轴承预偏差……81-82
5.5由关闭温度引起本章总结……82-84。

1.2曲线梁桥的理论研究现状
经过几十年的努力,我国曲线梁桥的理论研究和工程实践取得了长足的进步。由于曲线梁桥的结构差异,国内外许多学者和专家对不同结构形式的曲线梁桥提出了研究理论和便捷算法。一般来说,它们可以分为三类,即解析法、半解析法和数值法。
分析方法是先做一些假设,然后根据结构力学和弹性力学的理论建立弹性微分方程。求解曲线桥梁内力的计算方法基本上包括纯扭转理论和约束扭转理论。用于分析曲线梁桥的第一个理论是纯扭转理论。假设曲线梁桥结构是集中在梁轴线中心线上的弹性构件,而不管翘曲和变形效应如何。纯扭转理论概念清晰,计算方便。目前最广泛使用的基于纯扭转理论的计算方法包括:M/R法、不考虑翘曲效应的传递矩阵法、力矩分配法、曲梁结构力学法、三力矩方程法和传递矩阵法[12] [13]。纯扭转理论一般可应用于厚窄截面、短边翼缘的曲线箱梁桥,其计算精度可满足工程需要。其缺点是适用面窄,不能处理曲率和截面可变的曲线梁桥。边界条件的处理也仅限于相对简单的情况,不能应用于具有各种复杂支撑的曲线梁桥。对于开口薄壁或开口闭合薄壁截面和大悬臂宽翼缘箱梁,不能忽略变形、翘曲和剪力滞效应,也不能采用纯扭转理论。弗拉索夫和达布罗斯基·[
第二章曲线梁桥的计算理论与方法[
近年来,随着各国曲线梁桥的不断建设,专家学者发表了许多关于曲线梁桥结构理论和分析方法的著作。一般来说,工程设计中比较实用的有:纯扭转理论、机翼扭转理论、有限元法、有限条法、梁格分析法等。事实上,每种结构分析方法都有一定的适用条件。因此,在决定使用哪种分析方法之前,有必要对结构原型进行充分研究,并判断其是否满足所采用的分析方法的假设条件。这对于计算更好地符合结构(1)的实际工作状态非常重要”6]发展了一种考虑横截面变形的弹性薄壁曲杆理论。著名桥梁专家李国浩教授和李明赵教授对大曲率薄壁箱梁理论做出了宝贵的理论贡献。邵赵广提出了一种实用的过渡曲线桥梁计算方法。该方法求解单梁精确,允许计算宽度跨度小、横向连接强的窄弯梁桥。大跨或多梁式曲线梁桥的计算误差较大,计算复杂支座的连续曲线梁桥较为麻烦。

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结论

基于(70+125+70)m预应力混凝土连续梁桥,基于梁格分析法和大型通用有限元软件,分析了大跨度小半径铁路曲线连续梁桥空之间的受力特性。分别讨论了曲线半径、支座布置、支座偏心率和支座间距对曲线梁桥受力的影响。最后,讨论了竖向变形、梁端转角、轨面不平顺和轴承预偏心率随曲线半径的变化。通过本文的计算和分析,得出以下结论:
1。随着曲线半径的减小,外腹板的剪切力趋于减小,内腹板的剪切力趋于增加。侧墩台附近:外侧腹板的剪力趋于增加,而内侧腹板的剪力趋于减小,其变化值相对于中间墩台附近相对较小。曲线连续梁桥的竖向弯矩变化不大。侧墩桥台的竖向反力变化不大。中间墩支座的竖向反力变化很大。曲线梁桥的扭矩大幅增加,随着曲线半径的减小,变化趋势更加明显。
2。高速铁路曲线连续梁桥的曲线半径一般较大,更合理的支撑方式是所有中间墩支座均采用扭转支座。在相同的曲线半径和不同的支撑形式下,带扭转支座的曲线梁桥竖向剪力和竖向弯矩变化不大。当所有中墩均采用固定支撑时,竖向弯矩将减小约5%。
3。中间墩支座的径向位移是否受到约束,对横向剪力和横向弯矩影响较大。横向剪力不受约束时,约为受约束时的2倍;横向弯矩不受约束时,约为受约束时的7~8倍;是否限制侧墩的径向位移对横向剪力和弯矩影响不大,但随着曲线半径的减小,横向剪力也会不断增大。因此,在高速铁路曲线连续梁桥中,从横向剪力和横向弯矩来看,中间墩支座的径向位移应受到限制。
4。各种支撑形式的扭矩值变化不大,但随着曲线半径的减小,扭矩值大幅增加。就轴向力而言,设置多排固定轴承,不利载荷会对中间墩的固定轴承产生较大推力,所以最好设置一排固定轴承(抗震要求除外);为了减少沿桥位移,最好不要在边墩设置固定支架。
5。保持中间墩轴承之间的距离不变。当中间墩轴承径向向内移动时,内轴承反作用力变小,外轴承反作用力变大。当径向向外偏移时,内轴承反作用力变大,外轴承反作用力变小。同时,扭矩包络图只做小平移,扭矩峰值差基本在LKN以内。对于所研究的曲线梁桥,当其径向向内侧偏移15cm时,内支座和外支座之间的反作用力基本相同。

参考
[1]吴希伦。[弯梁桥设计。北京:人民通信出版社,1990。
[2]翁立华。曲线梁桥结构理论分析及支撑形式研究。Xi安:长安大学硕士学位论文。2008.
[3]中国公路学会桥梁工程学会等。《1986年道路立交工程与弯坡斜桥学术讨论会论文集》,[,1986年
[4]黄建远,谢旭。[城市高架桥的结构理论和计算方法。北京:科学出版社,2001:251-272
[5]陈俊珍。曾赵强。一座铁路预应力混凝土平曲线桥——南昆铁路板起二号桥[J]。桥梁建设,1997
[6]孙李权。[大跨度曲线连续梁桥结构性能及施工控制技术研究。长沙:中南大学硕士学位论文,2009年。
[7]姚玲森。弯曲梁桥的实用计算方法[。土木工程杂志。1982.15(3)。
[8]李国浩。弯曲箱梁的翘曲和扭转分析。上海:上海科技文献出版社,1982年。
[9]翔范海。先进的桥梁结构理论[。北京:人民通信出版社,2001。
[10]朱方博。有限元法的原理和应用[。北京:中国水利水电出版社,2000。