王天利[1]2003年在《半整体式桥台无缝桥梁研究》文中研究说明本论文针对桥梁伸缩缝病害，引入一种新型无伸缩装置结构—半整体式桥台无缝桥梁，建立该桥型全结构有限元模型并对其受力性能进行全面分析。半整体式桥台无缝桥梁计算模型考虑了上部结构-下部结构-土的共同作用；台后土抗力升温时采用静止土压力加弹性土抗力，降温时采用主动土压力；分析桥梁受力性能时考虑了结构自重、车辆荷载和季节性温变荷载的作用。以一座桥长100m Pc半整体式桥台无缝桥梁为实例，采用大型通用软件Ansys建立平面框架模型，进行弹性、大变形分析，模拟全桥受力和变形特点；同时建立与此对应的有伸缩缝桥梁和整体式桥台无缝桥梁有限元模型，通过叁种桥型同步加载对比分析，研究半整体式桥台无缝桥梁独特的受力特点和结构性能，总结其设计控制因素和构造要求。通过本文研究知：半整体式桥台无缝桥梁主梁的剪力、弯矩、挠度和下部结构的轴力与梁式桥相近，结构整体刚度增大，并除去了伸缩缝病害；但主梁增加了轴力，下部结构剪力、弯矩较梁式桥大；综合分析是一种受力合理有实践和推广价值的桥型。
金晓勤[2]2007年在《新型全无缝桥梁体系设计与试验研究》文中研究说明本文提出了、一种新的全无缝桥梁体系设计，即采用无缝桥梁与无缝接线路面相结合的设计方式，同时取消了桥梁桥面和接线路面的伸缩缝。论文对这种新型全无缝桥梁体系进行了系统的理论分析、试验研究以及实桥监测。主要研究成果如下：1．无缝桥梁的无缝接线路面构造设计研究(1)提出了无缝接线路面可能的加筋路面横断面形式：沥青混凝土面层，下设土工格栅加筋的水稳碎石层；沥青混凝土上面层，下设用钢筋加筋的连续配筋混凝土下面层。前者为半刚性路面设计范畴，后者为复合式刚性路面设计范畴。(2)根据不同的无缝接线路面横断面形式，提出了接线路面与无缝桥梁进行无缝联结的多种构造方式：采用斜置搭板、土工格栅与半刚性接线路面无缝联结；采用平置搭板、钢筋与复合式刚性接线路面无缝联结。(3)基于较为成熟的钢筋混凝土粘结—滑移理论，以无缝刚性接线路面为例，推导了接线路面与桥梁无缝联结时的配筋计算公式，裂缝宽度和裂缝间距计算公式，以及配筋长度计算公式，并编制了相应的电算程序(QDLJG)。(4)推导了温度上升时，无缝接线路面的影响长度以及对桥梁结构的附加推挤力的计算公式。(5)研究了车辆荷载作用下，无缝接线路面的整体承载能力问题，验证了无缝接线路面的承载能力满足要求。(6)研究了刚性接线路面板的板底摩阻系数μ_l、梁体变形量△l、配筋率ρ、厚度h、混凝土强度、温差△t等参数对无缝接线路面及桥梁梁体的影响。2．新型全无缝桥梁的整体结构受力变形性能研究(1)与传统设置路桥接缝的无缝桥梁结构相比，新型全无缝桥梁的温度变形受到了来自无缝接线路面的约束，约束力的大小与无缝接线路面底部的摩阻系数μ_l，直接相关，这使得梁体的自由温度变形均有所减小，其中温度上升时的阻滞变形量较大。这与国外文献关于常规无缝桥梁设计研究中，认为“实际温度变形均小于计算值”、“温度下降的计算变形与有缝桥梁一致”、“而温度上升时的计算变形取桥长的2／3计算”的结论相吻合。(2)新型全无缝桥梁的温度变形受到了来自无缝接线路面的约束，使得梁体承受了附加轴向力和附加弯矩，其中温度下降时为附加轴拉力和梁端附加负弯矩，附加拉力增加了整个结构截面的抗拉要求，需增配钢筋；温度上升时，为附加轴压力和梁端附加正弯矩，附加压力对结构受力有利。影响最大的是边跨的内力，应加强边跨的配筋设计。3．无缝接线路面试验研究根据全无缝桥梁体系的无缝接线路面特殊的受力变形特点，设计了全新的加筋劈裂对比试验、土工加筋试件偏心受拉试验、地基梁水平拉伸试验、以及台后结构及接线路面的足尺模型试验，从材料到构件到整体结构系统地研究了半刚性无缝接线路面和刚性无缝接线的设计构造特点，逐步揭示了塑料格栅、玻纤格栅、钢筋等在无缝接线路面的加筋效果，验证了前述理论研究的成果。4．试验桥设计研究方面在多座试验桥上实现了路桥的全无缝设计，其中不仅有半刚性无缝接线路面的无缝桥梁，也有复合式刚性无缝接线路面的无缝桥梁，通车运营后的监测时间均超过一年，目前运营效果均良好，试验桥的桥面及接线路面完整而顺畅，行驶效果很好。
马永春[3]2016年在《全无缝半整体式桥梁抗震性能研究》文中指出我国是全球地震灾害很严重的国家,强烈的地震易导致桥梁结构破坏,带来巨大的经济损失。国外多次地震灾害和大量的抗震研究已经表明：无缝桥梁是中小梁桥中抗震性能非常优异的桥型,属于“耐震结构体系”。本人所在的湖南大学研究团队提出的新型“全无缝半整体式桥梁”(简称“全无缝桥梁”)性能比国外整体式桥台桥梁更加优异。历经十多年的研究实践,虽然已经建立了全无缝半整体式桥梁完善的常规设计与施工方法,但其抗震性能还从未进行过分析和评估。为了完成“全无缝半整体式桥梁抗震性能研究”这一主题,本文主要工作和创新如下：(1)研究了配筋接线路面弹塑性拉伸力学特性。基于钢筋混凝土单轴拉伸平均应力-应变本构模型,采用解析方法推导接线路面拉伸力-变形骨架曲线理论模型,并采用Matlab编辑非线性求解程序。采用1：1足尺室内模型试验研究接线路面弹塑性拉伸特性,并与解析理论进行对比。基于接线路面拉伸理论模型,采用参数敏感性分析方法,更加全面的分析和掌握接线路面力学特性。确定接线路面板的性能点,并以此定义了接线路面板的位移损伤指标和线性简化模型。(2)研究了台后接线路面体系精细化有限元模型。台后接线路面体系的模拟比较复杂,涉及到地梁-土相互作用、轴-弯-剪钢筋混凝土接线路面板以及路基与接线路面板界面的摩擦耗能效应。对适合模拟钢筋混凝土墙板轴-弯-剪特性的宏观模型、桁架模型、微观模型和(剪切型)纤维模型进行了全面的分析,确定出适合模拟接线路面板特性的模型。推导和阐述截面剪切型纤维模型3D单元方程和截面剪切模型参数确定方法,并采用OpenSees软件建立了接线路面板模型。同样对适合地梁-土相互作用的刚性挡墙土压力模型进行了全面的分析,选定适应墙高变化的EHFD模型作为地梁-土相互作用分析模型,并采用OpenSees进行了建模。(3)研究了全无缝半整体式桥梁的动力特性和地震响应敏感性参数。建立全无缝半整体式桥梁和改造前连续梁桥的3D弹性有限元模型。采用模态分析方法对比研究了全无缝半整体式桥梁和连续梁桥模态的差别。采用反应谱法分别对接线路面刚度、支座刚度、桥墩高度、桥梁全长、斜交角度等参数进行了敏感性分析,并以此给出相应设计构造建议。(4)研究提出了全无缝半整体式桥梁的抗震构造措施。基于已确定的台后接线路面体系精细有限元模型,建立了全无缝桥梁3D非线性有限元模型。分析搜选出了适合非线性时程分析和后续易损性分析的数条典型地震波。为了进一步增强在强震作用下全无缝桥梁纵桥向的抗震能力,采用设置1道和2道地梁的全无缝桥梁进行了8度、9度地震烈度下的非线性时程分析。同样,为了增强在强震作用下全无缝桥梁横桥向的抗震能力,对不同支座刚度、不同横向挡块-主梁间隙进行了时程分析。由于支座刚度和挡块间隙的构造只是在平衡上部结构下部结构的响应,本文结合全无缝桥梁结构特点,在搭板枕梁两端设置整体化的横向挡墙,通过挡墙-土相互作用增强接线路面体系横向刚度。进了强震下挡块尺寸参数分析,给出了新型搭板枕梁构造设计。(5)分析和评估了全无缝半整体式桥梁的易损性。给出桥墩、支座、地梁和接线路面板基于位移的损伤指标。结合规范地震强度等级,对全无缝桥梁和连续梁桥同时进行了数条地震波、8级增量的增量动力分析(IDA),得到各构件足够数量的地震需求响应值。线性拟合这些数据得到需求概率模型。联合损伤指标和需求概率模型得到各级损伤状态、各构件的易损性曲线。采用一阶界限法得到桥梁系统易损性曲线。通过易损性曲线的分析和各级地震的抗震评估,定量的掌握了全无缝半整体式桥梁的抗震性能。
张新旺[4]2002年在《半整体式桥台无缝桥的结构分析及其应用研究》文中提出桥头和桥梁伸缩缝处的跳车现象在公路桥梁中大量存在，严重影响公路的营运水平，并损伤桥梁及路面结构，增加其维修和养护费用。研究避免或减少桥台跳车的技术及处理措施具有重要的工程实用价值。本文采用理论分析与工程实践相结合的方法对这一课题进行了较为系统的研究。 通过实际调查，分析了桥头跳车和桥梁伸缩装置处跳车产生的主要原因及其综合防治措施，认为必须把桥台自身结构的改进与台后设计相结合，综合进行跳车防治；运用半整体式桥台原理进行了平顶山市石龙河桥的全桥无缝设计和建筑施工，并对其施工技术进行了研究，对其关键部位进行了测试；对半整体式桥台及台后结构进行了理论分析，提出了桥台——搭板——台后土共同作用的空间计算模型，其计算结果与实际测试结果吻合良好。 工程应用的成功证明：本课题半整体式桥台全无缝桥的理论分析是正确的，工程施工技术是可行和可靠的，可以有效的避免桥台跳车的发生，具有明显的经济效益。半整体式桥台全无缝桥有着广阔的应用前景。
刘平[5]2014年在《半整体式无缝桥性能分析》文中指出伸缩装置长期暴露在大气中极易遭到破坏，修复需耗费大量的人力和物力，如果增加桥跨连续长度减少伸缩装置数量或直接取消伸缩装置，不仅大大降低桥梁的造价以及养护维修的巨额费用，而且可减小对桥梁的冲击，提高行车舒适性。整体式无缝桥应运而生，但已建的整体式无缝桥在运营过程中出现了各种问题，为解决这些问题，有学者提出了性能更优的半整体式无缝桥。本文以一座（5×25）m的先简支后连续梁桥为实例，自行设计了半整体式桥台，利用Midas Civil建立叁维有限元模型，上部结构采用弹性空间梁格模拟，台后土和桩侧土抗力采用节点弹性支承模拟，支座采用线性弹簧模拟。对半整体式无缝桥的受力性能展开了以下研究：首先分析了均匀温度、截面温度梯度以及收缩徐变对上部结构内力和变形的影响，分析结果表明升温对主梁弯矩、主梁轴力和主梁纵向位移影响较大，收缩徐变对主梁纵向和竖向位移、主梁轴力影响较大，对桥台桩的弯矩影响较大。其次按照现行规范对该半整体式无缝桥进行了持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态验算，对主梁进行了持久状况应力分析验算。对无缝桥的应力验算有别于传统梁式桥，应考虑温度轴向压应力的影响以保证结构安全性。然后对半整体式无缝桥的重要设计参数进行了分析，参数主要包括温度、背墙高度、背墙与主梁抗弯刚度比（背墙厚度）及地基土比例系数（台后土刚度），并给出了关键参数的设计合理取值建议。最后指出了半整体式无缝桥设计和施工应注意的事项，对半整体式无缝桥的后续研究及其在中国的开发应用具有一定的参考价值。
汪新凯[6]2016年在《整体式桥台—桥面连续梁桥结构行为研究》文中提出中小桥在我国桥梁建设中占有重要地位,是交通运输生命线的重要组成部分,但在运营中时常发生伸缩缝破坏和桥头跳车等现象,严重影响桥梁寿命和行车安全。为解决这一问题,一般采用桥面连续简支梁桥和无缝桥梁两种桥梁形式。桥面连续构造得到广泛应用,但由于缺乏理论研究,目前仍存在问题,整体式桥台存在梁-桥台-土的相互作用,受温度影响较大,结构受力较复杂。本论文结合两者提出整体式桥台-桥面连续梁桥,该桥型保留了桥面连续构造和整体式桥台的优点。本文对其结构行为进行研究,主要内容包括：1.通过综述分析了桥面连续简支梁桥和无缝桥梁的发展历程和国内外的研究现状,提出整体式桥台-桥面连续梁桥。2.阐述了桥面连续构造和无缝桥梁的基本构造形式和特点。3.结合整体式桥台与土的相互作用,阐述分析了台后土压力的计算理论和土抗力计算的方法。4.讨论了运用有限元理论分析整体式桥台-桥面连续梁桥有限元模型的基本方法。5.研究了整体式桥台-桥面连续梁桥在整体升降温等多种荷载作用下的受力特点以及接线道路的设计形式等问题。
陈华辉[7]2006年在《新型半整体式无缝桥梁的试验研究》文中研究指明新型半整体式无缝桥取消了全桥伸缩缝(包括梁端和桥台之间的伸缩缝),将主梁、桥台和搭板紧密相连,采用斜置搭板,将梁体变形延至搭板末端,通过台后一定长度范围的土体来吸纳桥梁的伸缩变形。这种桥梁结构不仅取消了桥面接缝,也取消了路面接缝。与国外同类无缝桥相比,这种新型桥梁具有结构更趋合理,施工更简单方便,使用效果更好等优点。本文主要做了以下工作:(1)介绍了无缝桥梁在国内外的发展历史、研究概况,并在此基础上提出了一种新的无缝桥梁结构形式-新型半整体式无缝桥梁,阐述了它特有的结构形式以及主要构件的设置;(2)分析了温度效应、徐变和收缩以及搭板周围土体对这种新型结构的影响,对新型半整体式无缝桥主梁、桥台以及搭板进行了受力性能分析,并和同类无缝桥梁进行了对比分析。通过“”法来模拟搭板与土体之间的相互作用,用竖向弹簧和水平弹簧来实现土体对搭板的约束作用,建立了新型半整体式无缝桥梁的计算模型;(3)以衡阳大水町中桥为试验依托工程,设计了能真实反映新型半整体式无缝桥主梁、搭板以及台后填土相互作用的足尺模型试验。通过千斤顶对试验模型的张拉来模拟温降阶段梁体的收缩变形;通过对试验模型的顶推来模拟温升阶段梁体的膨胀变形。分析了不同摩阻系数对台后土体应力分布和应力传递长度的影响,并对试验结果和有限元分析进行了对比,实测结果和计算结果吻合良好;(4)将有缝桥-大水町中桥优化设计为新型半整体式无缝桥,桥梁两端均不设伸缩缝,路面也不设任何接缝。与国外同类无缝桥相比,该优化设计使结构与台后土体受力变形性能大为简化,施工难度降低,工程的可行性大大增强。同时对该桥进行了近半年的观察和测试,并对试验结果进行了对比分析,为这种新型无缝结构的进一步研究与应用提供了理论依据和实践经验。
王天利, 胡大琳, 陈峰, 宗雪梅[8]2005年在《一种新型无伸缩缝结构——半整体式桥台桥梁性能分析》文中认为本文针对桥梁伸缩缝病害,引入一种新型无伸缩缝结构——半整体式桥台桥梁。分析该结构的性能和力学特点,从而证明半整体式桥台桥梁是一种力学合理、具有实践和推广价值的桥型。
郭志奇, 王艳华[9]2010年在《无缝式桥梁设计及半整体式桥台无缝桥梁的设计实践》文中指出文章介绍了无缝桥梁的特点及发展概况,分析比较了整体式桥台与半整体式桥台各自的优缺点及适用性。通过具体的工程实例,对实际的设计问题进行了相关的总结和探讨,为无缝式桥梁的设计提供一定的经验借鉴。
刘钊[10]2013年在《整体式无缝桥梁性能研究》文中指出目前无缝桥梁在世界许多国家都得到了迅速地发展与应用，其中，整体式桥梁为国外广泛采用的一种无缝桥梁的结构形式，而在国内，除整体式桥梁外，应用最多的则是半整体式全无缝桥梁。基于上述两种在国内外广泛应用的无缝桥梁，本文提出了整体式全无缝桥梁的新型结构形式，这种桥梁在桥台处采用整体式桥梁的桥台结构形式，而在台后却采用半整体式全无缝桥梁的结构形式，因此，整体式全无缝桥梁将整体式桥梁与半整体式全无缝桥梁两种结构的优势综合为一体。本文所进行的工作以及得到的结论如下：(1)阐述了无缝桥梁的结构形式以及国内外无缝桥梁的发展状况，同时，对国内外无缝桥梁的关键问题进行了具体论述。(2)重点对国外关于台与土、桩与土的计算方法进行了具体地介绍，同时，以清远市四九桥为计算实例，采用本文所介绍的计算方法建立了ANSYS有限元模型，并通过有限元计算结果与实测结果的对比发现：采用台后土压力系数呈线性变化的方法计算被动土压力，以及p-y曲线法考虑桩土之间的相互作用是合理的，并且当温度变化较大时，有限元模型的应力计算结果与实测应力值比较接近。(3)以国内已建整体式桥梁以及半整体式全无缝桥梁为基础，分别拟定了整体式全无缝桥梁与整体式桥梁的结构及构造尺寸，并建立了有限元模型，通过对比和分析两种桥型的桥台、桩基、主梁的受力和变形特点，得到整体式全无缝桥梁的桩基变形及应力均较小，但温降时桥台拉应力却偏大。(4)针对整体式全无缝桥梁与整体式桥梁各自的结构特点，采用参数分析的方法，建立有限元模型，并分别研究对比了桥台高度、台后填土刚度、桩侧土体刚度、主梁与桥台的连接方式、桥梁长度对两种桥型受力变形的影响，结果表明桥台高度、主梁与桥台的连接方式以及桥梁长度对两种桥梁结构的性能影响较大。本文采用对比和参数分析的方法研究了整体式全无缝桥梁以及整体式桥梁的受力与变形特征，为整体式全无缝桥梁以及整体式桥梁的进一步研究与应用提供理论基础。
参考文献：
[1]. 半整体式桥台无缝桥梁研究[D]. 王天利. 长安大学. 2003
[2]. 新型全无缝桥梁体系设计与试验研究[D]. 金晓勤. 湖南大学. 2007
[3]. 全无缝半整体式桥梁抗震性能研究[D]. 马永春. 湖南大学. 2016
[4]. 半整体式桥台无缝桥的结构分析及其应用研究[D]. 张新旺. 大连理工大学. 2002
[5]. 半整体式无缝桥性能分析[D]. 刘平. 长安大学. 2014
[6]. 整体式桥台—桥面连续梁桥结构行为研究[D]. 汪新凯. 西南交通大学. 2016
[7]. 新型半整体式无缝桥梁的试验研究[D]. 陈华辉. 湖南大学. 2006
[8]. 一种新型无伸缩缝结构——半整体式桥台桥梁性能分析[C]. 王天利, 胡大琳, 陈峰, 宗雪梅. 中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集. 2005
[9]. 无缝式桥梁设计及半整体式桥台无缝桥梁的设计实践[J]. 郭志奇, 王艳华. 中国高新技术企业. 2010
[10]. 整体式无缝桥梁性能研究[D]. 刘钊. 湖南大学. 2013