300-500米跨徑橋梁的適宜結(jié)構(gòu)體系.pdf

1、目前300～500m跨徑橋梁主要的結(jié)構(gòu)體系有連續(xù)剛構(gòu)橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋，且大多依賴普通的混凝土、鋼結(jié)構(gòu)，其中連續(xù)剛構(gòu)橋主跨尚未突破400m。超高性能混凝土(UHPC)具有強(qiáng)度高、收縮徐變小、耐久性強(qiáng)、體積穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)中，可以顯著降低結(jié)構(gòu)自重，提高橋梁跨越能力，降低全壽命成本。本文提出將UHPC應(yīng)用到大跨梁式結(jié)構(gòu)體系中，以期實現(xiàn)梁式結(jié)構(gòu)體系跨越能力的突破，并重新定義基于可持續(xù)性分析與全壽命分析的300～500m

2、跨徑橋梁適宜的結(jié)構(gòu)體系。為此，本文作者主要做了以下研究工作:
　　(1)首先明確了橋梁結(jié)構(gòu)體系的概念、分類、發(fā)展演進(jìn)及適用范圍，為開展結(jié)構(gòu)體系的研究奠定基礎(chǔ)。接著詳細(xì)介紹了UHPC的材料特性、可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性及其在國內(nèi)外的工程應(yīng)用情況，闡明UHPC在橋梁工程中尤其是大跨結(jié)構(gòu)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　(2)引入超大跨徑UHPC連續(xù)箱梁橋設(shè)計理念，選取主跨在300～500m范圍內(nèi)具有代表性的梁式橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋結(jié)構(gòu)體

3、系實橋案例，在科研團(tuán)隊研究的基礎(chǔ)上，以實橋為工程背景進(jìn)行UHPC連續(xù)箱梁橋概念設(shè)計。
　　(3)分別對四個不同主跨的UHPC連續(xù)箱梁橋案例進(jìn)行有限元整體受力分析，并進(jìn)行強(qiáng)度與剛度驗算，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計安全合理。有限元分析顯示，四個跨度的設(shè)計橋梁受力合理，結(jié)構(gòu)體系安全可行。
　　(4)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)材料用量，對實橋與設(shè)計橋梁進(jìn)行初始建造成本及能量消耗情況進(jìn)行計算，并做方案對比。結(jié)果表明:UHPC連續(xù)箱梁橋方案可持續(xù)性效益明顯優(yōu)于實橋