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【博士】新型全無縫橋梁體系設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究【2007】
內(nèi)容簡介
學(xué)科專業(yè):橋梁與隧道工程 授予學(xué)位:博士 學(xué)位授予單位:湖南大學(xué) 學(xué)位年度: 2007年 本文提出了一種新的全無縫橋梁體系設(shè)計(jì),即采用無縫橋梁與無縫接線路面相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式,同時(shí)取消了橋梁橋面和接線路面的伸縮縫。論文對這種新型全無縫橋梁體系進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析、試驗(yàn)研究以及實(shí)橋監(jiān)測。主要研究成果如下: 1.無縫橋梁的無縫接線路面構(gòu)造設(shè)計(jì)研究 (1)提出了無縫接線路面可能的加筋路面橫斷面形式:瀝青混凝土面層,下設(shè)土工格柵加筋的水穩(wěn)碎石層;瀝青混凝土上面層,下設(shè)用鋼筋加筋的連續(xù)配筋混凝土下面層。前者為半剛性路面設(shè)計(jì)范疇,后者為復(fù)合式剛性路面設(shè)計(jì)范疇?! ?2)根據(jù)不同的無縫接線路面橫斷面形式,提出了接線路面與無縫橋梁進(jìn)行無縫聯(lián)結(jié)的多種構(gòu)造方式:采用斜置搭板、土工格柵與半剛性接線路面無縫聯(lián)結(jié); 采用平置搭板、鋼筋與復(fù)合式剛性接線路面無縫聯(lián)結(jié)。 (3)基于較為成熟的鋼筋混凝土粘結(jié)一滑移理論,以無縫剛性接線路面為例,推導(dǎo)了接線路面與橋梁無縫聯(lián)結(jié)時(shí)的配筋計(jì)算公式,裂縫寬度和裂縫間距計(jì)算公式,以及配筋長度計(jì)算公式,并編制了相應(yīng)的電算程序(QDLJG)?! ?4)推導(dǎo)了溫度上升時(shí),無縫接線路面的影響長度以及對橋梁結(jié)構(gòu)的附加推擠力的計(jì)算公式?! ?5)研究了車輛荷載作用下,無縫接線路面的整體承載能力問題,驗(yàn)證了無縫接線路面的承載能力滿足要求?! ?6)研究了剛性接線路面板的板底摩阻系數(shù)朋、梁體變形量出、配筋率、厚度、混凝土強(qiáng)度、溫差址等參數(shù)對無縫接線路面及橋梁梁體的影響?! ?.新型全無縫橋梁的整體結(jié)構(gòu)受力變形性能研究 (1)與傳統(tǒng)設(shè)置路橋接縫的無縫橋梁結(jié)構(gòu)相比,新型全無縫橋梁的溫度變形受到了來自無縫接線路面的約束,約束力的大小與無縫接線路面底部的摩阻系數(shù)朋 直接相關(guān),這使得梁體的自由溫度變形均有所減小,其中溫度上升時(shí)的阻滯變形量較大。這與國外文獻(xiàn)關(guān)于常規(guī)無縫橋梁設(shè)計(jì)研究中,認(rèn)為“實(shí)際溫度變形均小于計(jì)算值”、“溫度下降的計(jì)算變形與有縫橋梁一致”、“而溫度上升時(shí)的計(jì)算變形取橋長的2/3計(jì)算”的結(jié)論相吻合?! ?2)新型全無縫橋梁的溫度變形受到了來自無縫接線路面的約束,使得梁體承受了附加軸向力和附加彎矩,其中溫度下降時(shí)為附加軸拉力和梁端附加負(fù)彎矩,附加拉力增加了整個(gè)結(jié)構(gòu)截面的抗拉要求,需增配鋼筋;溫度上升時(shí),為附加軸壓力和梁端附加正彎矩,附加壓力對結(jié)構(gòu)受力有利。影響最大的是邊跨的內(nèi)力,應(yīng)加強(qiáng)邊跨的配筋設(shè)計(jì)?! ?.無縫接線路面試驗(yàn)研究 根據(jù)全無縫橋梁體系的無縫接線路面特殊的受力變形特點(diǎn),設(shè)計(jì)了全新的加筋劈裂對比試驗(yàn)、土工加筋試件偏心受拉試驗(yàn)、地基梁水平拉伸試驗(yàn)、以及臺(tái)后結(jié)構(gòu)及接線路面的足尺模型試驗(yàn),從材料到構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地研究了半剛性無縫接線路面和剛性無縫接線的設(shè)計(jì)構(gòu)造特點(diǎn),逐步揭示了塑料格柵、玻纖格柵、鋼筋等在無縫接線路面的加筋效果,驗(yàn)證了前述理論研究的成果。 4.試驗(yàn)橋設(shè)計(jì)研究方面 在多座試驗(yàn)橋上實(shí)現(xiàn)了路橋的全無縫設(shè)計(jì),其中不僅有半剛性無縫接線路面的無縫橋梁,也有復(fù)合式剛性無縫接線路面的無縫橋梁,通車運(yùn)營后的監(jiān)測時(shí)間均超過一年,目前運(yùn)營效果均良好,試驗(yàn)橋的橋面及接線路面完整而順暢,行駛效果很好?! ?
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