黃河凌汛期大跨徑橋梁的安全性研究.pdf

1、凌汛是冬季冰凍地區(qū)特有的河流水文現(xiàn)象。黃河內(nèi)蒙古段又是黃河凌汛最嚴重的河段之一，黃河凌汛對大跨徑橋梁的撞擊以及由撞擊力產(chǎn)生的響應(yīng)對橋梁的安全性影響如何，這是在橋梁工程設(shè)計、施工和使用過程中必須要考慮的問題。
　　 本文結(jié)合內(nèi)蒙古自治區(qū)交通科技項目《包樹黃河特大橋冰凍、冰凌作用及應(yīng)對措施研究》的部分內(nèi)容開展相關(guān)研究，從內(nèi)蒙古地區(qū)流凌的基本特征出發(fā)，緊密結(jié)合工程實際，探討內(nèi)蒙古地區(qū)橋梁設(shè)計中的冰壓力計算公式與方法，建立了橋梁有限元模

2、型，對包樹黃河橋在流凌期間靜、動態(tài)的安全性進行分析和研究，為黃河上橋梁的防冰凌設(shè)計提供依據(jù)。
　　 首先以包樹黃河特大橋主橋為研究對象，對凌汛期大質(zhì)量冰塊對橋梁的撞擊力進行了現(xiàn)場實測。在流冰撞擊破冰體位置處安裝壓力傳感器，采集冰撞擊橋梁橋墩或承臺的冰壓力信號，通過采集分析儀采集分析流冰對橋墩或承臺的撞擊力信號，將分析結(jié)果輸入電腦，得到流淩期間冰荷載對橋墩撞擊力實測值。
　　 其次，通過收集及調(diào)查相關(guān)國內(nèi)外及黃河大橋區(qū)域的

3、有關(guān)氣象、水文、凌訊等資料，觀測凌期流冰的形態(tài)(包括體積、流速等)，進而分析太陽輻射熱、水溫、風(fēng)、降水量、空氣中的濕度、水位、流速的變化、河道等對流冰的影響，研究影響流冰大小的主要因素，利用動能及功能原理推導(dǎo)適合黃河內(nèi)蒙古地區(qū)冰情的冰壓力計算公式，同時綜合考慮流冰強度、冰溫、局部擠壓、接觸條件、冰厚、樁柱形狀、樁柱迎冰面面積等影響系數(shù)。與國內(nèi)外各組冰壓力計算公式結(jié)果對比，重點與2004年公路橋涵設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的計算公式對比，從而驗證公式

4、的準確性與適用性。
　　 再次，利用MIDAS有限元軟件對全橋結(jié)構(gòu)進行模擬，建立包樹黃河特大橋全橋三維有限元模型，包括連續(xù)梁橋支座，樁-土相互作用、普通鋼筋混凝土以及二期恒載的仿真模擬。研究橋梁結(jié)構(gòu)在凌汛期最不利荷載組合作用下的靜力特性。通過對包樹黃河特大橋主橋在運營階段的全橋結(jié)構(gòu)建模分析，在凌汛期最不利荷載組合作用下進行靜力分析計算，以校核全橋結(jié)構(gòu)的強度和剛度。
　　 最后，利用建立的包樹黃河特大橋全橋三維有限元模型，