装配式斜交空心板桥受力特性分析与设计方法研究

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为了改善道路线形,提高道路交通网的通行能力,斜交桥已被广泛应用于高等级公路和城市立体枢纽中。斜交空心板桥以其建筑高度小、施工方便等特点成为斜交桥中重要的一部分。装配式斜交空心板桥有别于整体式斜交板桥和多梁式斜交桥,其受力特性更为复杂,而对它的研究相对较少,已有设计方法的理论依据尚显不足,使一些斜交空心板桥出现了一些意想不到的问题。因此,对其展开研究具有重要的现实意义和理论价值。本文在对装配式斜交空心板桥的发展现状进行了详尽的综述后,确定了本文的研究内容,以团山河大桥为工程背景,采用ANSYS提供的参数化语言APDL,用空间板壳有限元法,对装配式斜交空心板桥弹性阶段的受力特性进行全面分析,计算了装配式斜交空心板桥的内力影响面,得到内力控制截面。编制了内力影响面加载程序实现对内力影响面的直接加载;在此基础上,通过参数分析,对比装配式正交空心板桥和斜交空心板桥内力影响面加载的结果,提出斜交空心板桥设计计算的折减系数法,并给出相应的折减系数。对比分析了装配式斜交空心板桥、整体式斜板桥与正交装配式空心板桥的内力、支座反力以及变形特点,为斜交空心板桥的设计提出了若干值得注意的问题及其理论依据。本文采用等参体单元,考虑混凝土材料非线性,对预应力混凝土斜交空心板在多种工况下的极限承载力进行了分析,得出了相应的荷载~挠度曲线和受力、变形及破坏特点。在此基础上,提出了斜交空心板正截面强度计算公式,为该类桥型的截面与配筋设计提供了方法与理论基础。
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