项目基本情况Basic information of the project
该课题结合富裕工业园分离立交桥设计项目,系统研究了寒区整体式桥梁受力的计算方法及受力性能,取得以下研究结论:
1.整体式桥梁的上部结构、墩台可按采用框架分析的内力效应进行设计;桩的设计可将框架分析的内力作用于桩顶,依然按《公路桥涵基础设计规范》的m法进行设计。
2.提出了整体式桥台桥梁土抗力的分析方法。台帽土的水平土压力在主梁形成超静定结构前,按静止土压力考虑;升温温时,按美国国家合作公路研究计划(NCHRP)推荐的砂土的水平土压力数计算方法考虑;台柱土的水平土压力,在主梁形成超静定结构前,按静止土压力考虑;升温温时,按p-y实际曲线(reese的沙性土的p-y曲线)考虑,不计台前溜坡的抗力作用;桩侧土的水平土压力,桩侧土可按p-y实际曲线(matlock的粘性土、reese的沙性土的p-y曲线考虑)或m法考虑。
3.在桥台(墩)盖梁下4m范围内设置变刚度承托,有效改善墩梁、台梁节点的受力性能,防止混凝土开裂;台帽及台柱身外包PE15III型高压聚乙烯泡沫塑料,能减小台后土体因桥台移动而产生的变形,减小升温作用下台后土压力对结构的不利影响,也有效防止降温时台与台后填土间出现缝隙;桥头搭板采用2段,段间设置弹塑体变形缝,可有效传递变形。
4.分析了整体式桥梁台后土压力的分布规律。施工阶段台后土压力的分布规律,在形成整体桥之前,台后土压力介于主动土压力与静止土压力之间,为安全起见,建议按静止土压力计算;分析了运营阶段台后土压力与升温温差随降温温差、升温温差的变化规律。降温温差时台后土压力介于主动土压力与静止土压力之间。升温时,随温差的增大台后土压力增加,其值整体桥于静止土压力,小于被动土压力。采用p-y曲线法计算台柱后土压力合力与实测值比较相对误差为7%,比较符合实际。降温时,土压力介于主动土压力与静止土压力之间,设计时可偏安全地按静止土压力考虑。
5.在土压力线性分布的假设条件下,建立了台后被动土压力系数和台顶位移(△)与台高(H)比值的关系,即K与△/H的关系。提出了在升温模式下,计算台后土抗力土压力的土压力系数的简化计算方法,具有足够的精度,满足工程要求。
6.分析了整体式桥梁纵向位移与升温、降温温差的内在联系,纵向位移与温差呈线性关系;揭示了温差与上部结构温度次内力的关系;分析温差对下部结构的影响规律。
7.研究了台帽后填土的密实度、台柱后填土对整体式桥梁受力性能的影响规律。台帽填土的密实度对上部结构弯矩、轴力及台柱弯矩具有明显的影响,随密实度的增加,整体桥内力增加;台柱后填土压实度对整体桥受力性能影响与台帽后填土相似,但影响程度小于台帽填土。
8. 研究了台帽高度、桥长对整体式桥梁受力性能的影响规律。
9.结合工程实践,总结了整体式桥梁的施工工艺及质量控制要点。
10.荷载试验结果及近四年的运营实践,验证了整体桥梁分析方法的正确性及结构形式的可行性。
创新点:
1.首次提出分阶段及墩、台、桩采用不同的方法模拟土的水平抗力。台帽土的水平土压力在主梁形成超静定结构前,按静止土压力考虑;升温温时,按美国国家合作公路研究计划(NCHRP)推荐的砂土的水平土压力数计算方法考虑;降温温差作用下,按主动土压力或静止土压力考虑;台柱土的水平土压力,在主梁形成超静定结构前,按静止土压力考虑;升温温时,按p-y实际曲线(reese的沙性土的p-y曲线)考虑,不计台前溜坡的抗力作用;桩侧土的水平土压力,桩侧土可按p-y实际曲线(matlock的粘性土、reese的沙性土的p-y曲线考虑)或m法考虑。
2.在土压力线性分布的假设条件下,建立了台后被动土压力系数和台顶位移(△)与台高(H)比值的关系,即K与△/H的关系。提出了在升温模式下,计算台后土抗力土压力的土压力系数的简化计算方法,具有足够的精度,满足工程要求。
3.揭示了台帽后填土的密实度、台柱后填土的密实度、台帽高度及桥长对整体桥受力的影响规律。
4.首次提出采用截面的墩梁节点、台梁节点连接构造,缓解节点的应力集中措施,以及台后填土适应变形的构造。
管理团队与技术团队Management team and technical team
东北林业大学
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。