大跨径预应力混凝土连续刚构桥浅谈.doc

目录第一章绪论………………………………………………………………………1§1.1预应力混凝土连续刚构桥发展概况………………………………1§1.2PC连续刚构桥设计参数优化的目的和意义…………………………6§1.3主要研究内容…………………………………………………………7第二章工程结构优化基础………………………………………………………8§2.1概述……………………………………………………………………8§2.2优化分析原理与方法…………………………………………………9§2.3本章小结………………………………………………………………13第三章PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化…………………………………14§3.1数值分析………………………………………………………14§3.2参数优化分析…………………………………………………………26§3.3比较分析………………………………………………………………37§3.4本章小结………………………………………………………………38第四章箱梁优化分析……………………………………………………………39§4.1箱梁截面概述………………………………………………………39§4.2箱梁细部优化分析……………………………………………………42§4.2箱梁高度优化分析……………………………………………………43§4.3本章小结……………………………………………………………51第五章PC连续刚构经济分孔……………………………………………………52§5.1既有PC连续刚构桥孔跨比分析……………………………………52§5.2经济分孔分析…………………………………………………………54§5.3本章小结………………………………………………………………55第六章连续刚构桥预应力优化设计……………………………………56§6.1概述…………………………………………………………56§6.2预应力优化设计………………………………………………………56§6.3算例分析………………………………………………………………62§6.4本章小结………………………………………………………………64第七章结论与讨论………………………………………………………………65§7.1主要结论……………………………………………………………65§7.2讨论……………………………………………………………………65参考文献……………………………………………………………………………66致谢……………………………………………………………………………68第一章绪论§1.1预应力混凝土连续刚构桥发展概况一、概述随着国民经济及现代化交通运输事业的快速发展，大跨度桥梁日益增多。大跨径预应力连续刚构桥正适应了桥梁建设的需要。预应力混凝土连续刚构桥在体系上属于连续梁桥。连续梁桥是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简单，抗震能力强等优点。但由于施工方法限制，50年前的连续梁跨径均在百米以下，随着悬臂、悬拼等施工方法的出现，产生了T型刚构。上个世纪60年代，跨径在100～200m范围内，几乎都是大跨径预应力混凝土梁桥为优胜方案。早期有典型意义的桥梁便是联邦德国1953年建造的霍尔姆斯桥和1954年建造的科布伦茨（Koblenz）桥，然而这种结构由于中间带铰，并对混凝土徐变、收缩变形估计不足，又因温度等因素影响使结构在铰处形成明显的折线变形状态，对行车不利，因此对行车有利的连续梁式刚构桥型出现了。在上世纪60年代修建的联邦德国的本道夫桥已初步体现T型刚构与连续梁体系相结合的布置，而且T型刚构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替，后续的一些著名桥例也采用了类似的结构形式。这样逐步形成了采用柔性薄墩（墩壁厚度一般为0.2～0.3支点梁高），墩梁固结形式的连梁刚构体系。预应力混凝土连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点，又有T型刚构桥不设支座、施工方便的优点，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求，同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。连续刚构体系另一个特点是抗震性能好，水平地震力可均摊到各个墩上来承担，而连续梁则需要设置制动墩或是采用价格较昂贵的专用抗震支座。墩梁固结又便于采用悬臂施工方法，取消了连续梁在施工转换体系时所采用的墩上临时固结措施。因此，在世界各国的桥梁建筑中，预应力连续刚构桥在近四十年间得到了较快发展，最大跨径从一百米左右发展到超过300m，成为在海湾、深谷、大江大河上建造大跨度桥梁中广泛采用的结构形式之一。连续刚构桥与连续梁的主要区别在于柔性桥墩的作用，使结构在竖向荷载作用下基本上属于一种墩台无推力的结构，