大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計優(yōu)化

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1、第一章緒論1§1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況1§1.2PC連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計參數(shù)優(yōu)化的目的和意義6§1.3主要研究內(nèi)容7第二章工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)8§2.1概述8§2.2優(yōu)化分析原理與方法9§2.3本章小結(jié)13第三章PC連續(xù)剛構(gòu)橋雙薄壁墩設(shè)計參數(shù)優(yōu)化14§3.1數(shù)值分析14§3.2參數(shù)優(yōu)化分析26§3.3比較分析37§3.4本章小結(jié)38第四章箱梁優(yōu)化分析39§4.1箱梁截面概述39§4.2箱梁細部優(yōu)化分析42§4.2箱梁高度優(yōu)化分析43§4.3本章小結(jié)51第五章PC連續(xù)剛構(gòu)經(jīng)濟分孔52§5.1既有PC連續(xù)剛構(gòu)橋孔跨

2、比分析52§5.2經(jīng)濟分孔分析54§5.3本章小結(jié)55第六章連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計56§6?1概述56§6.2預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計56§6.3算例分析62§6.4本章小結(jié)64第七章結(jié)論與討論65§7.1主要結(jié)論65§7.2討論65參考文獻66致謝68第一章緒論§1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況—、概述隨著國民經(jīng)濟及現(xiàn)代化交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展，大跨度橋梁日益增多。大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋正適應(yīng)了橋梁建設(shè)的需要。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在體系上屬于連續(xù)梁橋。連續(xù)梁橋是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小，結(jié)構(gòu)剛度好，行車平

3、順舒適，伸縮縫少，養(yǎng)護簡單,抗震能力強等優(yōu)點。但由于施工方法限制，50年前的連續(xù)梁跨徑均在百米以下,隨著懸臂、懸拼等施工方法的出現(xiàn)，產(chǎn)生了T型剛構(gòu)。上個世紀60年代，跨徑在100?200m范圍內(nèi)，幾乎都是大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋為優(yōu)勝方案。早期有典型意義的橋梁便是聯(lián)邦德國1953年建造的霍爾姆斯橋和1954年建造的科布倫茨（Koblenz）橋，然而這種結(jié)構(gòu)由于中間帶較，并對混凝土徐變、收縮變形估計不足，乂因溫度等因素影響使結(jié)構(gòu)在較處形成明顯的折線變形狀態(tài)，對行車不利，因此對行車有利的連續(xù)梁式剛構(gòu)橋型出現(xiàn)了。在上世紀

4、60年代修建的聯(lián)邦德國的木道夫橋已初步體現(xiàn)T型剛構(gòu)與連續(xù)梁體系相結(jié)合的布置，而且T型剛構(gòu)的粗大橋墩已被薄型柔性墩所代替，后續(xù)的一些著名橋例也采用了類似的結(jié)構(gòu)形式。這樣逐步形成了采用柔性薄墩（墩壁厚度一般為0.2?0.3支點梁高），墩梁固結(jié)形式的連梁剛構(gòu)體系。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋既保持了連續(xù)梁無伸縮縫、行車平順的特點，乂有T型剛構(gòu)橋不設(shè)支座、施工方便的優(yōu)點，且有很大的順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度，它利用高墩的柔度來適應(yīng)結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力混凝土收縮、徐變和溫度變化所引起的位移，能滿足特大跨徑橋梁的跨越及受力要求，同時在

5、一定條件下具有用料省、施工簡便、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。連續(xù)剛構(gòu)體系另一個特點是抗震性能好，水平地震力可均攤到各個墩上來承擔(dān)，而連續(xù)梁則需要設(shè)置制動墩或是采用價格較昂貴的專用抗震支座。墩梁固結(jié)又便于采用懸臂施工方法，取消了連續(xù)梁在施工轉(zhuǎn)換體系時所采用的墩上臨時固結(jié)措施。因此，在世界各國的橋梁建筑中，預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋在近四十年間得到了較快發(fā)展，最大跨徑從一百米左右發(fā)展到超過300m,成為在海灣、深谷、大江大河上建造大跨度橋梁中廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式之一。連續(xù)剛構(gòu)橋與連續(xù)梁的主要區(qū)別在于柔性橋墩的作用，使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下基

6、本上展于一種墩臺無推力的結(jié)構(gòu)，而上部結(jié)構(gòu)具有連續(xù)梁橋一般特點。表1一1列示了國內(nèi)典型T構(gòu)及連續(xù)剛構(gòu)橋。T型剛構(gòu)、連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)橋的主要優(yōu)缺點對比見表1一2。國內(nèi)典型T構(gòu)及連續(xù)梁剛構(gòu)橋表1-1序號橋名竣工年代用途結(jié)構(gòu)形式最大跨全長特點1石棉橋1966公路預(yù)應(yīng)力碇84126第一次釆用懸拼法施工的預(yù)應(yīng)力公路橋2柳州橋1968公路預(yù)應(yīng)力確T型剛構(gòu)124408.2第一次釆用掛藍懸澆的公路橋3江津仁沱橋1977公路預(yù)應(yīng)力磴桁式T構(gòu)72.8146國內(nèi)最大跨度跨中帶錢的桁式T構(gòu)4臺灣圓山橋1977公路預(yù)應(yīng)力磴T型剛構(gòu)15067

7、1國內(nèi)最大帶剪力餃的T構(gòu)5黃陵磯橋1979公路預(yù)應(yīng)力磴桁式T構(gòu)90380.2國內(nèi)最大跨度帶掛梁的桁式T構(gòu)6重慶長江大橋1980公路預(yù)應(yīng)力栓T型剛構(gòu)1741120我國最大跨度預(yù)應(yīng)力礎(chǔ)T構(gòu)7三江大橋1981公路預(yù)應(yīng)力磴T型剛構(gòu)158762.8我國承載力最大的公路T構(gòu)8濁漳河橋1981鐵路預(yù)應(yīng)力磴斜腿剛架82171.1國內(nèi)第一座預(yù)應(yīng)力栓斜腿剛架橋9安康漢江大橋1982鐵路鋼斜腿剛架1761152國內(nèi)第一座鋼斜腿剛架橋10雉山漓江橋1987公路預(yù)應(yīng)力栓V型剛架95263.5國內(nèi)第一座采用V型橋墩11洛溪大橋1988公路預(yù)

8、應(yīng)力磴連續(xù)剛構(gòu)1801916國內(nèi)首次釆用大噸位力筋的橋梁12沅陵大橋1991公路預(yù)應(yīng)力碗連續(xù)剛構(gòu)140767.2橫向無粘結(jié)力筋，采用<1)3.5m大直徑鉆孔樁，引橋頂推釆用滑動與永久和二為一的支座體系13黃石長江大橋1995公路預(yù)應(yīng)力栓連續(xù)剛構(gòu)2452580國內(nèi)最大連續(xù)反度預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)14虎門大橋輔航道橋1997公路預(yù)應(yīng)力碗連續(xù)剛構(gòu)270為當(dāng)時世界之最，預(yù)應(yīng)力朿上布置徹