文档介绍：题目: 大跨度铁路连续梁拱组合桥梁设计(90+180+90m)
文献综述:
1 概述
梁拱组合体系桥是目前发展较快的一种桥型,它是一种经济、实用、美观的桥型,在我国南方某些地区已有一些比较成功的应用实例,但在北方地区应用还很少。连续梁拱组合桥作为一种新型的组合结构,它具有能使拱与梁共同受力特性,既可以充分发挥混凝土拱的优越性,又可避免桥梁墩台承担水平推力。其结构外形轻巧,竖向刚度大,因而比较适用于承受较大竖向荷载的大跨度铁路桥梁。组合桥式结构因具有结构刚度大、动力性能好等优越性,近年来相继在铁路桥梁设计中得到应用与研究。采用预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱肋组合形成的连续梁拱组合桥,具有较大的竖向刚度和良好的动力性能,特别适合高标准铁路建设的需要。
2 连续梁拱组合桥梁的国内外研究现状
梁拱组合桥梁发展
从连续刚构按结构体系的发展脉络来看,经历了由简单到复杂的过程,即从简支梁(板)桥一T形刚构桥一悬臂梁桥和连续梁桥一连续刚构桥。其跨越能力较T型刚构桥和连续梁桥大,已成为主跨120~300m范围内的首选。1991年葡萄牙建成的主跨跨径250m的Oporto预应力混凝土铁路桥居同类桥型的世界首位。1999年挪威建成的Stolma公路桥主跨跨径达301m,居同类桥型的世界前列,其跨中182 m采用轻质混凝土。2006年中国重庆石板坡长江太桥公路复线桥主跨更是达330m,居同类桥型的世界第一,实现的方案是主跨采用钢筋混凝土箱梁结构。以上的工程实践是不改变连续刚构的桥梁形式,除了对混凝土梁段施加强大的预应力以外,某些桥梁还通过
降低部分节段的重量来增大主跨跨越能力。如果把连续刚构作为主体桥梁,柔性拱体系看作梁体的加劲部分,这样演变而成的连续刚构柔性拱组合桥也将是增大跨径的有效桥梁形式。
连续刚构桥其变形、内力和应力在结构中起伏较大,应力甚至出现较大的拉应力,其强度、刚度在一些截面处无法满足设计要求。连续刚构柔性拱桥在变形、内力、应力方面变化较均匀,明显改善了主梁对等的连续刚构桥的不足之处,使结构受力较为合理。这是因为刚构桥通过柔性拱加劲后,整体结构的竖向刚度增大,结构性能已不同于单独承力的梁桥与拱桥,而是充分发挥了拱与梁各自的受力特点。这包括:梁体自重主要由主梁部分承担,而二期恒载及活载则由梁、拱共同承担。柔性拱体系起到了一个转换大跨度主跨分布力至拱圈,再至桥梁墩身、基础的作用。
自70年代后期以来,我国桥梁结构分析专用软件和CAD技术得到大力开发和应用。其中包括采用有限元法编制的桥梁通用综合程序以及许多桥梁专用程序,实现设计、计算(,MIDAS/Civil程序等)。绘图一体化,大大提高了计算精度和速度,特别是用于大量重复计算、局部应力分析、设计方案优化。大跨径预应力混凝土桥梁的结构分析设计软件开发和推广应用,适应了我国桥梁建设高速发展的需要。
3 连续梁拱组合桥梁的研究方法
针对本设计背景,选用镇江京杭运河特特大桥主桥连续梁拱组合结构将部分恒载及活载通过吊杆传至拱肋,由拱肋直接传到主梁根部,拱肋产生的水平推力由主梁承担。本桥为刚性连续梁柔性拱组合结构,主梁采用悬灌施工,梁体自重由主梁承担,二期